배관지지물 설치 및 유지에 관한기술지침(KOSHA GUIDE) - 2012.06

M - 112 - 2012 배관지지물 설치 및 유지에 관한기술지침(KOSHA GUIDE) - 2012.06

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배관 지지물 설치 및 유지에 관한 기술지침

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1. 목 적

이 지침은 산업안전보건기준에관한규칙(이하 “안전보건규칙”이라 한다) 별표 7의 “화학설비 및 그 부속설비의 종류” 중에 화학설비 배관계의 내압, 열응력, 자중, 바람, 지진 등에 의한 재해를 방지하기 위하여 배관 지지물 설치 및 유지에 관한 기술적 사항을 정함을 목적으로 한다.

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2. 적용범위

이 지침은 안전보건규칙 별표 7의 “화학설비 및 그 부속설비의 종류” 중 배관계의 안전성을 확보하기 위하여 배관지지물 선정, 설치 및 유지․보수 시에 적용한다.

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3. 용어의 정의

3.1 “배관 지지물”이란 배관계의 안전성을 유지시켜 주기 위하여 배관계에서 발생하는 배관의 자중, 열팽창에 의한 변형, 유체의 진동, 지진 및 그 밖의 외부 충격 등으로부터 배관계를 지지하거나 보호하기 위하여 설치하는 장

치를 말한다.

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3.2 “배관 지지대”란 배관을 지지하는 철구조물을 말한다.

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3.3 “배관 고정점”이란 배관의 이동 및 회전을 허용하지 않고, 배관을 일정 위치에 완전히 고정시키는 지점을 말한다.

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3.4 “정지 설정값(Cold setting)”이란 배관이 운전되고 있지 않을 때 스프링식 행거 및 서포트의 변위지시기가 지시하는 값을 말한다.

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3.5 “운전 설정값(Hot setting)”이란 배관이 운전 중일 때 스프링식 행거 및 서포트의 변위지시기가 지시하는 값을 말한다.

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4. 배관 지지물의 종류

4.1 행거 또는 서포트(Hanger & support)

배관의 자체중량을 지지하는 것을 목적으로 설치하는 장치로써 행거는 배관을 위에서 매다는 장치이며, 서포트는 배관을 아래에서 받치는 장치를 말한다.

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(1) 고정식 행거

수평변위는 다소 발생하여도 수직변위는 거의 발생하지 않는 위치에 설치하며, 주로 로드를 사용하고 수평변위가 큰 방향으로 회전이 가능하도록 로드 상단을 핀 조인트로 한다.

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(2) 고정식 서포트

배관이 열팽창에 의하여 수직변위가 발생하지 않는 위치에 설치하며, 배관하중을 지지한다.

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(3) 스프링식 행거 및 서포트

배관의 자중을 지지함과 동시에 열팽창에 의한 배관의 수직변위를 허용하게 하는 것을 목적으로 하는 배관지지물로써, 하중 변동률에 따라 불변 스프링식 행거 및 서포트(Constant spring hanger & support)와 가변 스프링식 행거 및 서포트(Variable spring hanger & support)로 나눌 수 있다.

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(가) 가변 스프링식 행거 및 서포트

식(1)에서의 정지 시와 운전 시의 하중 변동률이 25%이내의 범위에서 사용되는 스프링식 행거/서포트를 말한다.

(나) 불변 스프링식 행거 및 서포트

배관의 수직변위가 커지면 하중변동률이 25%를 초과하는 경우에는 가변스프링식 행거 및 서포트를 사용할 수 없다. 따라서 지지점의 상하 수직변위에 관계없이 항상 일정한 하중으로 배관을 지지할 필요가 있을 때에는 불변 스프링식 행거 및 서포트를 사용한다.

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4.2 배관의 구속(Restraint)

열팽창에 의한 배관의 이동을 구속 또는 제한하기 위한 장치로서 구속하는 방법에 따라 앵커(Anchor), 스토퍼(Stopper) 및 가이드(Guide)로 나눈다.

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(1) 앵커

배관 지지점의 이동 및 회전을 허용하지 않고 일정 위치에 완전히 고정하는 장치를 말하며, 배관계의 요동 및 진동 억제효과가 있으나 이로 인하여 과대한 열응력이 생기기 쉽다.

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(2) 스토퍼

한 방향 앵커라고도 하며, 배관 지지점의 일정 방향으로의 변위를 제한하는 장치이며, 열팽창으로부터의 기기 노즐의 보호, 안전변의 토출압력을 받는 곳 등에 사용한다.

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(3) 가이드

지지점에서 축방향으로 안내면을 설치하여 배관의 회전 또는 축에 대하여 직각방향으로 이동하는 것을 구속하는 장치이다.

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4.3 완충기

배관계에 작용하는 동하중(바람, 지진, 진동 등)에 대하여 움직임을 조절하여 배관을 보호하기 위한 장치이다.

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4.4 방진기

배관 자중 및 열팽창 하중 이외의 다른 하중에 의하여 발생한 변위 또는 진동을 억제시키는 장치이다.

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5. 배관지지물 설계 및 선정시 필요한 자료

(1) 공정흐름도(Process flow diagram)

(2) 공정배관․계장도(Piping & instrumentation diagram)

(3) 배관자재 사양서(Piping material specification)

(4) 기기배치도(Equipment arrangement drawing)

(5) 철구조물 도면(Steel structure drawing)

(6) 배관도(Piping arrangement drawing)

(7) 3차원 배관도(Isometric drawing)

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6. 배관 지지물 설계 및 선정

6.1 배관 지지물 설계 및 선정에 대한 흐름도는 별표 1과 같다.

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6.2 지지물 설계 및 선정절차는 아래와 같다.

(1) 지지물 설계대상 배관에 대하여 배관자재 사양서와 배관목록표(Pipe line list)를 검토하며, 주변기기와의 간섭사항, 배관의 형상 및 철구조물 도면을 충분히 이해하여야 한다.

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(2) 지지물 설계 대상 배관에 대한 응력해석용 3차원 도면을 작성하며, 이때 고려하여야 할 하중 및 설계조건을 기입한다.

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(3) 지지물의 위치를 선정한다. 위치선정 시 아래의 7.(배관지지점 선정방법)을 참조한다.

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(4) 응력해석을 수행하며 지지점에서의 허용응력을 검토하여 최종 지지점을 확정한다. 배관 응력해석 절차 및 평가기준은 KOSHA CODE M-12-2007(배관응력 해석에 관한 기술기준)을 참조한다.

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(5) 응력해석결과 별표 2의 배관지지물 하중집계표를 작성하고, 배관지지물을 선정한다.

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(6) 지지물 선정 후 배관도, 기기배치도, 철구조물 도면 및 3차원 도면을 참고하여 배관 지지물 도면을 작성하며, 아래와 같은 사항이 포함되어야 한다.

(가) 가장 가까운 철구조물에 대한 배관지지물의 위치

(나) 배관 지지물과 보조 철구조물의 배치 및 상세도

(다) 배관지지물 자재목록표

(라) 3차원 도면

(마) 설계하중 및 지지점에서의 배관이동량

(바) 배관의 계통명, 크기, 재질, 보온재 두께 등

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(7) 지지물 설치 후 정기적인 점검과 검사를 실시하여 항상 제 기능을 유지하도록 하여야 한다. 검사 시에는 아래의 9.(배관지지물 검사)을 참조한다.

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7. 배관 지지점 선정 방법

(1) 배관 형상을 검토하여 고정점을 우선 선정한다. 고정점을 경계로 양쪽 배관계의 열팽창이 달라지므로 배관계의 중간지점에 고정점을 선택하는 것이 좋다.

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(2) 배관지지폭은 〈부록 3〉을 참조하여 배관 자중에 의한 처짐이 2.54 mm이하 이어야 하며, 양단 고정점에서의 굽힘응력이 과도하게 발생하지 않도록 하여야 한다.

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(3) 배관하중이 기기 노즐부위에 직접 전달되지 않도록 가능한 노즐부위에 가까이 선정한다.

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(4) 밸브, 플랜지 등 집중하중이 걸리는 곳은 집중하중이 걸린 곳 가까이 선정하며, 지지폭 결정 시 집중하중을 고려한다.

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(5) 수직배관에서는 상단에서 전체 길이의 ⅓되는 지점을 선정하며, 밸브 등의 집중질량이 위치해 있는 경우 집중질량하부에 지지점을 설정한다.

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(6) 건축물이나 철구조물 등을 고려하여 유지보수가 편리한 지점을 선정한다.

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(7) 열응력 해석 후 배관계의 수직이동이 최소가 되는 곳에 선정한다.

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(8) 고온배관일 경우 수직 배관에서의 지지점은 자유 팽창 변위가 0 인 곳을 선정한다.

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8. 배관 지지물 설치 시 유의사항

(1) 지지물 설치 시 지지물의 부품이 도면과 일치하는지 반드시 확인한 후 설치하여야 한다.

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(2) 지지물은 배관계에서 계산된 이동량을 만족하여야 하며 모든 부재는 배관의 이동에 의하여 이탈되지 않도록 설치되어야 한다.

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(3) 자동밸브 주위에서의 배관지지물 설치는 자동밸브 상류측 또는 하류측에 가능하면 앵커 또는 가이드를 설치하여야 한다.

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(4) 고정식 행거 설치 시 수평이동이 발생하는 위치에서 로드는 수직선상에서 4 °이하가 되도록 한다.

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(5) 고정식 행거 설치 시 행거설치 후 로드의 조정을 위해 최소 50 ㎜ 이상의 조절길이를 확보하여야 한다.

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(6) 열팽창 신축이음이 설치되어 있는 배관의 양단에 설치되는 앵커는 내압에 의한 추력과 스프링에 의한 힘의 반력을 충분히 견딜 수 있어야 하며, 신축이음으로부터 배관양단에 배관크기의 4배, 14배의 위치에 각각 가이드를 설치한다.

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(7) 가변 스프링식 행거 또는 서포트는 설치 시 아래사항을 확인하고 설치하여야 하며, 설치 작업 완료 후 조정너트를 이용하여 설치길이를 조정한다.

(가) 운전 시와 정지 시의 설계 하중 표시

(나) 정지 설정값과 운전 설정값 표시

(다) 변위지시가 정지 설정값의 위치에 있을 것

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(8) 불변 스프링식 행거 또는 서포트는 설치 시 이동정지판(Travel stop)이 부착되어 있는지를 확인하고, 하중조절볼트(Load adjusting bolt)를 이용하여 하중을 조절할 수 있으나 현장조절은 정격하중의 최소 ±10 %를 초과하지 않도록 한다.

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(9) 완충기는 동하중만을 지지하고 열팽창에 의한 이동을 허용하여야 하며, 인장과 압축의 동적인 하중에 견딜 수 있고 조절너트를 이용하여 설치 길이를 조정 할 수 있어야 한다.

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(10) 보온 배관의 보온두께별 받침대 높이는 표 1에 따르며, 운전 중 배관의 열팽창으로 인하여 받침대 판이 지지보로부터 이탈되지 않도록 열팽창으로 인한 변위량을 고려하여 충분한 길이를 확보하여 설치하여야 한다.

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<표 1> 보온두께별 배관받침대의 높이

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(11) 진동이 있는 배관은 어떠한 경우에도 주위의 다른 배관과 함께 지지하지 않도록 한다.

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(12) 아래와 같은 곳에 지지물을 설치하지 않도록 한다.

(가) 층 바닥 통과부위의 배관용 슬리브

(나) 콘크리트 블록으로 쌓은 벽

(다) 기기 지지용 강재

(라) 층에 설치되어 있는 철판구조물(Grating & Checked plate)

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(13) 지지물 설치 시 다음 사항을 확인하여야 한다.

(가) 배관과 배관사이 또는 배관과 강재 사이가 배관의 열팽창에 의하여 접촉되지 않는지를 확인한다.

(나) 가이드는 코너로부터 6 ｍ 이상의 거리에 설치한다.

(다) 신축이음이 없는 직관부에서의 가이드는 6 ｍ～15 ｍ 간격으로 설치한다.

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(14) 강재를 이용한 박스형태의 지지물을 설치할 경우에는 배관의 열팽창을 고려하여 배관과 강재 사이에 간극을 주어 설치하여야 한다.

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(15) 지지물은 다른 배관에 용접하여 지지하지 않도록 한다.

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9. 배관 지지물 검사

9.1 검사주기

(1) 배관지지물 설치 후, 1년 주기로 검사를 실시한다.

(2) 운전 중 행거 및 서포트에 이상이 있을 경우에는 즉시 검사를 실시한다.

(3) 운전이 중지될 경우, 반드시 배관지지물의 검사를 실시한다.

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9.1.1 운전 전 검사

(1) 스프링식 행거 및 서포트는 변위고정장치가 제거되었는지를 확인한 후, 반드시 변위 지시기가 정지하중위치에 있는가를 확인한다.

(2) 배관지지물 설치 후, 배관계의 수압시험 및 시운전 후에는 반드시 볼트, 너트의 상태를 확인하여야 한다.

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9.1.2 운전 중 검사

(1) 운전 중 변위지시기가 제대로 지시하고 있는지를 주기적으로 확인한다.

(2) 운전 중 변위지시기가 운전하중 위치에 있지 않을 경우에는 배관계의 응력 해석을 재검토하여 다른 배관지지물의 지지점 위치와 지지물 동작 상황을 확인한 후 재조정한다.

(3) 스프링식 행거 및 서포트의 작동에 악영향을 미칠 수 있는 먼지, 그을음 이물질을 제거하여야 한다.

(4) 특히, 옥외에 설치된 배관지지물 부품에 부식 및 녹이 발생하였을 경우에는 도장을 실시하여야 한다.

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9.2 검사항목

9.2.1 육안검사

(1) 고정식 행거 및 서포트, 레스트레인트, 앵커, 스토퍼 및 가이드에 대하여는 아래와 같은 항목을 검사한다.

(가) 고정식 행거 및 서포트 파손상태

(나) 용접상태

(다) 행거 및 서포트 로드의 휨상태

(라) 보조강재의 부식상태

(마) 지지보로부터 배관 받침대판의 이탈여부

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(2) 스프링식 행거 및 서포트는 아래와 같은 항목을 검사한다.

(가) 스프링 및 스프링 통의 부식상태

(나) 볼트․너트에 대한 부식 및 변형상태

(다) 행거 로드의 부식상태

(라) 구속 핀의 제거 유무

(마) 이름판 및 변위 지시기의 부착상태

(바) 운전하중 및 정지하중의 위치상태

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9.2.2 비파괴검사

육안검사결과 필요하다고 판단하는 경우 선택적으로 실시한다.

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9.3. 검사 판정기준 및 조치방안

검사항목	판정기준	조치방안
- 볼트․너트 부식 및 변형 - 보조강재의 부식 및 변형 - 로드 부식 및 변형	- 부식으로 나사산을 구분할 수 없을 때 - 손상․변형․탈락 등이 발생될 때 - 로드가 휘어져 있을 때	- 교체한다. - 교체한다. - 정비 또는 교체한다.
- 구속핀의 제거유무	- 운전 중 구속핀이 채워진 상태로 있을 때	- 구속핀을 제거한 후 하중 지시 계를 운전상태로 조정한다.
- 스프링 부식	- 스프링 부식으로 작동이 원활하지 못할 때 - 스프링 부식은 있으나 허용범위 이내일 때	- 교체한다. - 녹 제거 후 방식용으로 그리스를 발라둔다.
- 스프링통 부식 및 이름판	- 스프링통 부식이 심할 때 - 탈락되었을 때	- 녹 제거 후 도장한다. - 재 제작하여 부착한다.
- 스프링 변위 지시기의 위치	- 지시치를 벗어나거나 범위를 벗어날 때	- 배관계의 열팽창을 재검토한 후 스프링식 행거/서포트의 사용여부를 결정한다.
- 받침대판 이탈시	- 지지보로부터 배관받침대판의 이탈이 일어날 때	- 받침대판을 보강 또는 재 제작하여 사용한다.

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9.4. 기록 보관

9.3항의 검사 판정기준에 의한 검사결과를 작성하며, 배관 지지물 폐기 시까지 보관하도록 한다.

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<별표 1>

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<별표 2>

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<별표 3>

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배관지지물 설치 및 유지에 관한기술지침(KOSHA GUIDE) - 2012.06