올바른 소구경 튜브 피팅 선택: 종합 가이드

올바른 소구경 피팅 선택을 위한 가이드

Ziad Bedran, 제품 관리자, Swagelok

신뢰할 수 있는 소구경 유체 시스템은 고품질 구성 요소로 설계 및 구성되어야 하며, 가장 중요한 것 중 하나는 소구경 피팅입니다. 중요한 연결 지점에서 사용되는 피팅은 플랜트 안전과 운영 효율성을 유지하는 데 도움이 되는 누출 없는 성능을 제공해야 합니다.

그러나 선택할 수 있는 피팅 유형이 다양하며, 기존 시스템에서 유지보수를 수행하거나 새 시스템을 구축할 때 어떤 것이 최선의 선택인지 항상 명확하지 않을 수 있습니다.

귀사의 필요에 맞는 올바른 피팅을 어떻게 선택해야 할까요? 몇 가지 일반적인 피팅 유형과 그 특정 특성 및 이점을 조사해 보겠습니다:

나사 피팅(Threaded Fittings)

나사 피팅은 두 개의 나사산 부품을 연결하여 연결을 만듭니다. 하나는 수나사(나사산이 피팅 외부에 돌출)이고 다른 하나는 암나사(나사산이 피팅 내부에 있음)입니다. 수나사는 암나사에 삽입됩니다.

나사 피팅은 직선 또는 평행 나사산이 있는 것과 테이퍼 나사산이 있는 것의 두 가지 종류로 나뉩니다. 직선 나사산은 너트를 튜브 피팅 본체에 고정하도록 설계되었으며 가스켓, O-링 또는 금속 대 금속 접촉과 같은 보충 품목에 의존하여 누출 없는 씰을 생성합니다. 이러한 이유로 직선 나사산은 일반적으로 시스템 압력이 5000psi를 초과하지 않는 애플리케이션에서 사용됩니다.

테이퍼 나사산, 한편, 수나사와 암나사가 함께 당겨질 때 밀봉되도록 설계되었습니다. 이들은 중심선에 대해 각도로 구성되며, 직선 나사산은 중심선에 평행합니다. 크레스트와 루트 사이의 틈을 채워 시스템 유체가 연결부에서 누출되지 않도록 하기 위해 나사 밀봉제 또는 나사 테이프가 필요합니다. 좋은 밀봉제는 설치 중 콜드 웰딩의 결과로 두 접촉 표면이 달라붙는 현상인 갈링(galling)을 방지하는 데에도 도움이 됩니다. 테이퍼 나사산은 최대 15000psi의 시스템 압력에 효과적입니다.

직선 나사산은 일반적으로 시스템 압력이 5000psi를 초과하지 않을 때 사용됩니다. 테이퍼 나사산은 최대 15000psi의 시스템 압력에 효과적입니다.

언급된 시스템 압력 제한 외에도, 직선 또는 테이퍼 나사 연결 선택은 종종 사용자 선호도에 따라 결정됩니다. 일반적으로 사용 가능한 나사 피팅은 공통 표준을 준수합니다. British Standard Pipe(BSP)와 National Pipe Thread(NPT)는 가장 일반적인 두 가지입니다. 그러나 시설을 통틀어 한 유형의 사용을 다른 유형보다 표준화하는 것이 잠재적 혼란이나 오적용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

압축 튜브 피팅(Compression Tube Fittings)

나사 피팅과 달리 압축 튜브 피팅은 일반적으로 페룰을 사용하여 누출 없는 씰을 생성합니다. 피팅의 너트가 조여지면 페룰이 너트와 수신 피팅 사이에서 압축됩니다. 이 압축의 결과로 페룰이 튜브에 효과적으로 물려들어 강한 그립과 단단한 씰을 생성합니다. 튜브 그립의 신뢰성은 그립 페룰이 이 기능을 얼마나 잘 수행하는지와 관련이 있습니다. 압축 피팅은 또한 조립 및 분해가 간단하다는 이점을 제공합니다.

이중 페룰 설계를 특징으로 하는 압축 피팅은 그립 강도와 씰 성능을 개선할 수 있습니다.

오늘날 일반적으로 사용 가능한 다양한 압축 튜브 피팅 사이에는 몇 가지 주요 설계 차이가 있습니다. 바이트 타입 페룰은 여기 단일 및 이중 페룰 설계 모두에서 보여주듯이 조립 시 활처럼 휘어집니다. 이 활 휘기 동작은 바이트 페룰의 앞쪽 가장자리를 튜브에 밀어 넣어 튜브 표면을 물거나 들뜨게 만듭니다. 이 바이트 타입 페룰의 앞쪽 가장자리는 적절한 튜브 그립을 위해 물도록 의도되었습니다. 진동, 맥동, 열충격 또는 측면 하중이 피팅에 가해지면 그립 페룰의 최소 접촉은 물린 부분 뒤에 거의 지지를 제공하지 않습니다. 이는 동적 시스템에서 튜브 손상 또는 풀아웃 가능성이 존재할 수 있음을 의미합니다.

이중 페룰 설계를 특징으로 하는 압축 피팅은 그립 강도와 씰 성능을 개선할 수 있습니다. 여기서는 프론트 페룰과 튜브 외경 사이, 그리고 바디의 씰 표면 사이에 가스 씰이 생성됩니다. 백 페룰은 또한 튜브를 피팅에 고정하는 주요 메커니즘 역할을 합니다. 설치 중에 백 페룰은 프론트 페룰을 축 방향으로 전진시키고 반경 방향으로 효과적인 튜브 그립을 적용합니다.

힌징-콜레팅 동작을 제공하는 이중 페룰 기계적 그립 설계는 훨씬 더 견고한 그립과 씰을 생성할 수 있습니다. 힌징 및 콜레팅 동작은 튜브 그립에 인접한 튜브와 밀접하게 접촉하는 백 페룰의 더 많은 소재를 제공합니다. 이 소재는 튜브 그립 기능에 직접적이고 축 방향의 지지를 제공합니다. 또한, 이 설계는 진동이 우려되는 애플리케이션에서 피팅이 풀릴 가능성을 줄이고 적절한 그립과 힘 수준을 유지하면서 피팅에서 매우 적은 양의 움직임을 허용합니다. 이 움직임은 "스프링 백(spring back)"이라고 불리며 견고한 진동 저항을 생성합니다. 또한 페룰과 튜브 사이에 긴 씰링 접촉 라인을 생성함으로써 이 기계적 설계는 매우 신뢰할 수 있는 가스 씰을 생성합니다. 누출 없는 성능을 타협할 수 없는 애플리케이션에 좋은 선택입니다.

이중 페룰 기계적 그립 피팅은 적절한 그립과 힘을 유지하면서 높은 진동 저항을 제공합니다.

 

중간 압력 튜브 피팅(Medium-Pressure Tube Fittings)

중간 압력 기계적 그립 피팅(이중 페룰 압축 피팅의 진화)은 향상된 설치 효율성과 함께 뛰어난 성능을 제공합니다.

Swagelok® FK 시리즈 피팅은 기계적 그립 기술이 압축 스타일 피팅과 어떻게 다른지 보여주는 좋은 예입니다. 여기에 표시된 표준 Swagelok® 이중 페룰 튜브 피팅과 유사한 힌징-콜레팅 동작을 사용하지만, FK 시리즈는 암나사 피팅 본체, 수나사 너트, 사전 정렬된 페룰을 활용합니다. 이 설계는 고유한 동적 웨지를 생성합니다. 동적 웨지는 토크에 의한 재조립 풀업을 허용하고 초기 조립 및 튜브 피팅 재조립 시 게이지 가능성을 제공합니다. 이중 페룰 설계는 튜빙에 더 견고한 바이트를 생성하여 초기 설치 시와 모든 재조립 시 누출 없는 가스 씰을 생성합니다.

FK 시리즈 피팅은 또한 두 페룰과 너트를 고정하는 사전 조립된 카트리지를 특징으로 합니다. 이는 적절한 페룰 방향과 설치를 보장하는 데 도움이 됩니다. 이러한 기능으로 FK 시리즈 피팅은 설치 시간 단축과 조립 및 유지보수 비용 절감을 돕고 더 신뢰할 수 있는 연결을 제공하여 다양한 애플리케이션에서 가동 시간을 증가시킵니다.

콘 앤 스레드 피팅(Cone and Thread Fittings)

마지막으로, 콘 앤 스레드 피팅은 다양한 합금으로 제공되며 중간~고압 애플리케이션에 적합한 여러 설계 특징을 가지고 있습니다. 그들의 신뢰할 수 있는 성능은 수년간 다양한 까다로운 애플리케이션에서 표준 고압 피팅 선택이 되었습니다.

콘 앤 스레드 피팅을 사용할 때는 일반적으로 더 두꺼운 벽과 더 높은 압력 등급을 가진 콘 앤 스레드 전용 튜빙이 필요합니다. 고성능 콘 앤 스레드 피팅은 글랜드, 칼라, 암나사 포트, 누출을 감지하고 적절한 설치를 확인할 수 있는 위프 홀(weep hole)을 특징으로 합니다.

콘 앤 스레드 피팅을 준비하고 설치할 때는 특별한 주의가 필요합니다. 연결을 만들기 위해 콘 및 스레드 도구가 필요하며, 절단 과정 중 마찰을 줄이기 위한 윤활유도 필요합니다. 튜브는 피팅과 결합되기 전에 적절하게 콘 및 스레드 가공되어야 합니다. 공정 중에 버, 긁힘, 흠집이 발생하지 않았는지 확인하는 것이 중요합니다. 튜브 준비가 완료되면 칼라가 튜빙에 나사로 조여지고 글랜드 너트가 최종 조임을 위해 피팅 본체에 삽입됩니다. 정기적인 충격이나 진동을 경험하는 시스템의 경우, 튜빙 연결 수명을 연장하는 데 도움이 되도록 진동 방지 구성 요소를 사용하는 것도 권장됩니다. 적절하게 조립되면 콘 앤 스레드 피팅은 가장 까다로운 유체 시스템 애플리케이션 중 일부에서 신뢰할 수 있는 장기 성능을 제공할 수 있습니다.

***

오늘날 사용 가능한 다양한 피팅 기술 간의 주요 차별화 요소를 배웠으므로, 귀사의 유체 시스템 애플리케이션에 적합한 선택을 하는 데 더 잘 대비할 수 있을 것입니다. 그러나 이 기사는 소구경 피팅의 기본 사항만 다루며, 튜브 피팅 선택 및 설치에는 많은 다른 복잡성이 있습니다.

소구경 튜브 피팅의 세계에 대한 이해를 더 발전시키는 데 관심이 있으시면, Swagelok의 심층 교육 기회를 확인해 보십시오. 우리의 교육 프로그램은 유체 시스템 설계, 운영 및 유지보수와 관련된 일상적인 과제를 해결하기 위한 가치 있고 실용적인 도구를 제공합니다. 경험 많은 강사가 가르치는 이 심층적이고 실습적인 과정을 통해 신입 팀원과 업계 베테랑 모두 튜브 피팅 선택, 설치, 검사 및 문제 해결 등을 포함한 유체 시스템 주제에 필요한 정보를 찾을 수 있습니다. 아래 링크에서 사용 가능한 제품을 자세히 알아보십시오.