소구경 피팅의 주요 차이점

적절한 소구경 피팅을 선택하는 방법에 관한 가이드

소구경 유체 시스템이 안정성을 얻으려면 고품질의 부품으로 설계 및 구축되어야 합니다. 그리고 이러한 고품질 부품 중 가장 중요한 것이 바로 소구경 피팅입니다. 주요 연결 지점에 사용되는 피팅은 공장의 안전과 작업 효율을 유지할 수 있도록 누설 방지 성능을 제공해야 합니다.

선택할 수 있는 피팅의 유형에는 여러 가지가 있으나, ’기존 시스템에 대해 유지보수를 수행하거나 새 시스템을 구축할 때 최적의 유형을 선택하는 것이 항상 쉬운 일은 아닙니다.

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어떻게 해야 필요에 맞게 적합한 피팅을 선택할 수 있을까요? ’다양하고 보편적인 피팅 유형과 더불어 각 유형의 특징과 장점에 대해 알아보겠습니다.

나사산 피팅

나사산 피팅은 2개의 나사, 즉 수나사(나사산이 피팅 밖으로 튀어나옴) 1개와 암나사(나사산이 피팅 내부에 있음) 1개를 서로 연결하여 만들어집니다. 수나사를 암나사에 끼우는 방식입니다.

나사산 피팅에는 두 종류가 있습니다. 하나는 직선 나사산 또는 평행 나사산으로 이뤄진 피팅이고, 다른 하나는 경사 나사산으로 이뤄진 피팅입니다. 직선 나사산은 너트를 튜브 피팅의 본체에 끼운 다음 가스켓, O-링 또는 금속 대 금속 접촉(metal-to-metal contact) 등 보조 부품을 사용하여 누설 방지 씰을 만들어내도록 설계되었습니다. 이런 이유로 인해 직선 나사산은 일반적으로 시스템 압력이 5,000psi를 초과하지 않는 애플리케이션에 사용됩니다.

한편 경사 나사산은 수나사와 암나사를 같이 뽑아내 밀폐를 수행하도록 설계되었습니다. 경사 나사산은 중심선을 기준으로 비스듬히 제조된 반면, 직선 나사는 중심선에 평행하도록 제조되었습니다. 시스템 유체가 연결부에서 누설되지 않도록 산마루와 골 사이의 틈을 채워 넣으려면 나사산 밀폐제 또는 나사산 테이프를 사용해야 합니다. 또한 우수한 밀폐제는 설치가 진행되는 동안 마모(서로 접촉한 두 표면이 저온 용접으로 인해 협착되는 현상)를 방지하는 데에도 도움이 됩니다. 경사 나사산은 최대 15000psi의 시스템 압력에서 사용할 때 효과적입니다.

직선 나사산은 일반적으로 시스템 압력이 5000psi를 초과하지 않을 때 사용합니다. 경사 나사산은 최대 15000psi의 시스템 압력에서 사용할 때 효과적입니다.

나사산(Thread) 크기 및 피치(Pitch) 자세히 알아보기

앞서 언급한 시스템 압력 한계와는 별도로, 직선 나사산 연결부 또는 경사 나사산 연결부 중 하나를 선택하는 일은 사용자의 선호도에 따라 좌우됩니다. 현재 제공되는 나사산 피팅은 일반적으로 공통의 규격을 준수합니다. 그 중 가장 보편적인 2가지 규격이 바로 영국표준파이프(BSP, British Standard Pipe)와 국가파이프나사산(NPT, National Pipe Thread)입니다. 그러나 잠재적인 혼란이나 오용을 줄이려면 시설 전체에 걸쳐 두 유형 중 하나만 사용하도록 표준화하는 것이 이로울 것입니다.

압축 튜브 피팅

나사산 피팅과 달리, 압축 튜브 피팅은 일반적으로 페룰을 사용하여 누설 방지 씰을 만들어냅니다. 피팅의 너트를 조이면 이 너트와 수신 피팅 사이에서 페룰이 압축됩니다. 이러한 압축으로 인해 페룰이 튜브에 효과적으로 끼워지고, 결과적으로 그립이 단단해지고 씰이 꽉 조여지게 됩니다. 튜브 그립의 안정성은 그립용 페룰이 이 기능을 얼마나 잘 수행하는지에 따라 달라집니다. 또한 압축 피팅은 조립 및 분해를 간단하게 수행할 수 있다는 장점이 있습니다.

2개 페룰 설계를 갖춘 압축 피팅은 그립 강도와 씰 성능을 향상시킬 수 있습니다.

현재 일반적으로 제공되는 여러 압축 튜브 피팅은 설계 측면에서 서로 중요한 차이가 있습니다. 맞물림형 페룰은 본문에서 설명한 대로 1개 페룰 및 2개 페룰의 2가지 설계 유형이 있으며, 조립을 수행할 때 휘어집니다. 이 휘어짐으로 인해 맞물림 페룰의 전면 가장자리가 튜브에 끼워지면서 튜브 표면에 붙거나 끼워지는 것입니다. 이러한 맞물림형 페룰의 전면 가장자리는 적절한 튜브 그립에 끼워지도록 만들어졌습니다. 진동, 파동, 열 충격 또는 측면 하중이 피팅에 가해지면 그립용 페룰의 접촉이 최소화되면서 맞물린 부분이 지탱을 거의 받지 못하게 됩니다. 이는 동적 시스템에서 튜브 또는 풀아웃이 어떤 식으로든 손상될 가능성이 있음을 의미합니다.

2개 페룰 설계를 갖춘 압축 피팅은 그립 강도와 씰 성능을 향상시킬 수 있습니다. 이때 전면 페룰과 튜브의 외경 사이는 물론 본체의 씰 표면 사이에서도 가스 밀폐가 이뤄집니다. 후면 페룰 역시 피팅에 튜빙을 잠그기 위한 주요 장치로 작용합니다. 설치가 진행되는 동안 후면 페룰은 축 방향으로 전면 페룰을 향해 이동하고, 반지름 방향으로 실제 튜브 그립에 적용됩니다.  

2개 페룰 기계식 그립 설계는 힌지-콜릿 기능을 제공하여 훨씬 더 단단한 그립과 씰을 만들어낼 수 있습니다. 힌지-콜릿 기능은 튜브 그립 근처의 튜브에 가까이 접촉한 후면 페룰에 더 많은 물질을 제공합니다. 이 물질은 튜브 그립 기능을 직선 및 축 방향으로 지탱해 줍니다. 또한 이 설계는 적절한 수준의 그립과 힘을 유지하는 동안 진동이 발생하여 극소량의 움직임이 피팅 내부에서 나타났을 때, 피팅이 애플리케이션 내에서 밀려날 가능성을 줄여 줍니다. 이러한 움직임은 “스프링 백”이라고 하며 높은 진동 내성을 발휘합니다. 또한 이 기계식 설계는 페룰과 튜브 간에 긴 밀폐 접촉을 형성함으로써 가스 밀폐를 매우 안정적으로 수행합니다. 이러한 설계는 누설 방지 성능이 저하되어서는 안 되는 애플리케이션에 탁월한 선택입니다.

2개 페룰 기계식 그립 피팅은 적절한 그립과 힘을 유지하는 동시에 높은 진동 내성을 발휘합니다.

중압 튜브 피팅

중압 기계식 그립 피팅은 2개 페룰 압축 피팅보다 개선된 피팅으로, 뛰어난 성능을 제공하면서 설치 효율까지 높여 줍니다.

스웨즈락^® FK 시리즈 피팅은 기계식 그립 기술이 압축형 피팅과 얼마나 다른지에 대해 좋은 예시를 보여 줍니다. FK 시리즈는 본문에 나와 있는 표준 스웨즈락^® 2개 페룰 튜브 피팅에 앞에서 소개한 것과 유사한 힌지-콜릿 기능을 사용하며, 암 피팅 본체, 수너트 및 사전 조정 페룰을 이용한다는 점에서 차이를 드러냅니다. 이 설계는 특수한 동적 웨지(wedge)를 형성합니다. 동적 웨지는 토크로 풀업을 드러내고 초기 조립 및 튜브 피팅 재형성 시 측정 가능성을 제공합니다. 2개 페룰 설계는 피팅이 튜빙에 더 단단하게 끼워지도록 도움으로써 초기 설치 및 모든 재형성에서 누설 없는 가스 밀폐를 달성합니다.

또한 FK 시리즈 피팅은 사전 조립된 카트리지로 2개의 페룰과 너트를 고정시킵니다. 이렇게 하면 페룰의 방향과 설치를 올바르게 할 수 있습니다. FK 시리즈 피팅은 이러한 기능들을 통해 설치 시간을 단축하고 조립 및 유지보수 비용을 절감하며, 동시에 더욱 안정적인 연결을 수행하여 다양한 애플리케이션에서 가동 시간을 늘립니다.

콘 및 나사산 피팅

마지막으로 콘 및 나사산 피팅은 여러 가지 합금으로 제공되며, 설계상 다양한 기능을 갖추고 있어 중압 및 고압 애플리케이션에 적합합니다. 콘 및 나사산 피팅은 안정적인 성능 덕분에 수년간 다양한 고난도의 애플리케이션에서 표준 고압 피팅으로 사용되어 왔습니다.

콘별/나사산별 튜빙은 더 두꺼운 벽과 더 높은 압력 등급이 특징으로, 보통 콘 및 나사산 피팅을 사용할 때 필요합니다. 고성능 콘 및 나사산 피팅은 그랜드, 칼라, 암포트, 배출공을 갖추고 있으며, 이 피팅을 사용하면 누설을 감지하고 설치가 올바르게 되었는지 여부를 확인할 수 있습니다.

콘 및 나사산 피팅을 준비하고 설치할 때는 특히 주의를 기울여야만 합니다. 연결을 수행하는 한편, 절단 공정에서 윤활유로 마찰을 줄이려면 콘 및 나사산 공구가 필요합니다. 피팅을 튜브에 결합하기 전에 튜브를 원뿔 및 나사산 모양으로 적절하게 만들어야만 합니다. 공정을 거치는 동안 꺼스름이 생기거나, 구멍이 나거나, 흠집이 생기지 않도록 주의해야 합니다. 튜빙 준비가 완료되면, 칼라(collar)를 튜빙에 끼우고, 그랜드 너트를 피팅 본체에 삽입하여 마지막으로 조입니다. 충격이나 진동에 노출되는 시스템에는 튜빙 연결이 오랫동안 지속될 수 있도록 방진 부품의 사용하는 게 좋습니다. 콘 및 나사산 피팅을 올바르게 조립하면 가장 까다로운 유체 시스템 애플리케이션에서도 장기적으로 안정된 성능을 발휘할 수 있습니다.

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여러분은 현재 존재하는 여러 가지 피팅 기술 간의 주요 차이점을 배움으로써, 유체 시스템 애플리케이션에 대해 올바른 선택을 할 수 있는 더욱 우수한 능력을 갖추게 될 것입니다. 그러나 이 게시물에서는 소구경 피팅의 기초만을 다루며, 튜브 피팅 선택 및 설치에 관한 보다 복잡한 내용은 다른 여러 글을 통해 알려드리겠습니다.

소구경 튜브 피팅 분야에 대해 더 자세히 알고 싶다면 스웨즈락의 심층 교육 과정을 확인해 보십시오. 스웨즈락 교육 프로그램은 유체 시스템의 설계, 운영, 유지보수와 관련 있는 일상적인 어려움에 대처할 수 있도록 가치가 높고 실용적인 툴을 제공합니다. 신입 팀원들은 물론 업계 베테랑들도 경험 많은 강사들이 진행하는 이 심층 실습 과정을 통해, 여러 유체 시스템 관련 주제 중에서도 튜브 피팅 선택, 설치, 검사 및 문제 해결을 터득하는 데 필요한 정보를 배울 수 있습니다. 아래 링크에서 현재 제공되는 정보를 자세히 알아보십시오.

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