플랜지 및 개스킷 등의 접합부에 관한 기술 지침(KOSHA GUIDE) - 2016.11

D - 9 - 2016 플랜지 및 개스킷 등의 접합부에 관한 기술 지침(KOSHA GUIDE) - 2016.11

​

1. 목적

이 지침은 산업안전보건기준에 관한 규칙(이하“안전보건규칙”이라 한다) 제257조(덮개 등의 접합부) 및 제433조(누출의 방지 조치)의 규정에 의거 접합부에서 위험 물질의 누출․확산에 의한 재해를 예방하기 위하여 배관용 플랜지 및 개스킷에 관한 기술적 사항을 정함을 그 목적으로 한다.

​

​

​

2. 적용 범위

이 지침은 안전보건규칙 별표 7의 화학설비의 부속설비 중 배관․밸브․관 부속류 등 화학물질이 송 관련 설비에 사용되는 플랜지 및 개스킷에 대하여 적용한다. 다만, 배관 등의 재질이 비금속인 경우에는 적용하지 아니한다.

​

​

​

3. 용어의 정의

3.1 “위험물질”이라 함은 안전보건규칙 별표1(위험물질의 종류)에서 규정하는 물질을 말한다.

​

3.2 “맞대기 용접식 플랜지(Welding neck flange)”라 함은 플랜지와 관을 맞대기 용접에 의하여 연결할 수 있도록 제작된 것을 말한다.

​

3.3 “완전 삽입 용접식 플랜지(Slip on welding flange)”라 함은 플랜지 내부에 관을 완전히 끼워 넣고 용접을 하여 연결할 수 있도록 제작된 것을 말한다.

​

3.4 “일부 삽입 용접식 플랜지(Socket welding flange)”라 함은 플랜지 내부에 관을 일부만 끼워 넣고 용접을 하여 연결할 수 있도록 제작된 것을 말한다.

​

3.5 “나삿니 연결식 플랜지(Threaded flange)”라 함은 플랜지 내부와 관의 외부에 나삿니를 만들어 연결할 수 있도록 제작된 것을 말한다.

​

3.6 "랩 조인트 플랜지(Lapjoint flange)”라 함은 플랜 지내 부에 관을 완전히 끼워 넣고 관의 일부를 플랜 지면에 접하도록 하여 연결할 수 있도록 제작된 것을 말한다.

​

3.7 “개스킷(Gasket)”이라 함은 플랜지와 플랜지를 체결할 때 접합부에서 유체가 누출되지 않도록 하기 위하여 사용되는 것을 말한다.

​

3.8 “호칭 압력”이라 함은 플랜지의 등급을 나타내기 위하여 사용하는 수치를 말한다.

​

3.9 “호칭 지름"이라 함은 플랜지의 크기를 나타내기 위하여 사용하는 수치를 말하며 표기 방법은<별표 1>과 같다.

​

​

​

4. 플랜지의 사용 조건

(1) 플랜지의 호칭 압력 및 사용하는 재질 그룹(별표 2참조) 별 온도에 따른 플랜지의 최고 허용 압력은<별표 3-1>내지<별표 3-6> 및<별표 4-1>내지<별표 4-6>과 같다. 다만, KS규격에의하여제작된것은KSB1501(철관재관플랜지의압력단계)를따른다.

​

(2) 호칭 압력에 관계없이 각 재질별 플랜지의 최고 사용 허용 온도는<별표 5>와 같다.

​

​

​

5. 플랜지의 선정 등

(1) 플랜지의 선정은 원칙적으로 다음 각호에 따른다.

(가) 배관의 호칭지름이 DN 50/NPS 2 이상인 배관에는 맞대기 용접식 플랜지를 사용한다. 다만 호칭 압력이150(PN 20) 이하인 것은 그러하지 아니한다.

​

(나) 배관의 호칭지름이 DN 50/NPS 2미만인 배관이라도 취급하는 위험물질이 안전규칙 별표1(위험물질의 종류)의 7호에서 규정하는 독성물질인 경우에는 맞대기 용접식 플랜지를 사용하고, 안전규칙 별표 1의 6호에서 규정하는 부식성 물질인 경우에는 맞대기 용접식 플랜지, 완전 삽입 용접식 플랜지 또는 랩 조인트 플랜지를 사용한다.

​

(다) 배관 내에서 취급되는 위험물질의 온도가 260℃ 이상이거나 영하 45℃ 미만일 경우에는 일부 삽입 용접식 플랜지 또는 나삿니 연결식 플랜지를 사용하지 아니한다.

​

(2) 완전 삽입 용접식 플랜지를 사용 시에는 양면 용접을 실시하여야 한다.

​

(3) 플랜지의 면이 평면(Flat face)인 것을 사용하여서는 아니 된다.

​

​

​

6. 개스킷의 선정

개스킷의 선정 시에는 취급하는 위험 물질의 물리화학적 성질, 사용온도, 압력 등과 <별표 6>의 선정지침, 제조사의 제품 명세를 참고하여 적당한 재질의 개스킷을 선정한다.

​

​

​

7. 개스킷의 관리 등

(1) 개스킷을 교체할 때의 취급 요령은 다음과 같다.

(가) 개스킷 해체 시 내부의 유체 압은 대기압으로 하며, 관내 유체를 제거 한후 작업 하여야 한다.

​

(나) 볼트, 너트를 제거하고 플랜지 면이 손상되지 않도록 주의하여 개스킷을 탈착 후 플랜지 면의 손상이나 부식 등을 확인하여야 한다. 이때 플랜지 면의 손상이나, 부식 그리고 플랜지의 평행도, 조정 불량을 확인 하여야한다.

​

(다) 플랜지면의 이물질을 제거하고 표면조도, 부식 등을 점검하여야 한다.

​

(라) 볼트, 너트의 이물질을 제거하고 상태 등을 점검하여야 한다.

​

(마) 플랜지의 접합면은 서로 평평하고, 차이가 없어야 하여 중심이 틀어지지 않고 접촉면에 비틀림이 없어야 한다.

​

(바) 개스킷을 조립할 때는 플랜지의 조정 불량을 확인하고 개스킷을 플랜지의 조립 위치에 놓고 설치 하여야 한다.

​

(사) 취급하는 유체에 따라 보호안경, 보호장갑 등 적절한 개인 보호장구를 착용하여야 한다.

​

​

(2) 개스킷 취급 시 주의사항은 다음과 같다.

(가) 운전 중에 진동, 온도 변화, 압력 등의 영향으로 볼트가 풀려 체결력(조임력)의 저하가 생기고 누설이 될 수 있으므로 정기적으로 누출 여부를 확인하고 누출이 의심될 경우 볼트의 풀림을 재체결하여야 한다.

​

(나) 유체의 내압에 의해 볼트의 늘어남과 플랜지의 변형으로 개스킷의 체결압(조임압)이 저하되면 개스킷의 응력이 완화되어 누설이 발생할 수 있어, 플랜지의 강도와 볼트의 강도를 재검토 하여야 한다.

​

(다) 유체의 온도 변화와 압력변동에 따른 체결 역의 이상은 개스킷의 수명과도 관계가 있는 것으로 볼트의 신장과 플랜지의 변형으로 인해 개스킷의 압축, 복원력이 따라가지 못해 누설이 발생할 수 있다.

​

(라) 개스킷의 폭이 넓어지거나, 인장강도가 크면 파손이 잘 되지 않는다.

​

(마) 개스킷의 내경이 커 씰링폭이 좁으면 가스 키트의 파손율이 높아진다.

​

(바) 물이 얼어서 얼음이 되면 체적이 팽창하며, 이 팽창 압력은 대단히 크기 때문에 수압에 의해 파손되는 것과 동일한 상태로 개스킷이 파손된다.

​

​

(3) 비금속 개스킷의 인장강도 저하에 따른 누설 원인은 다음과 같다.

(가) 과도한 조이 마력에 의한 압축 파괴, 압축 변형을 일으켜 재질이 파손되어 강도가 크게 저하되고, 편 체 현상과 플랜지의 접촉면에 윤활 매체가 묻어있으면 압축 파괴 현상이 쉽게 일어난다.

​

(나) 배관의 열변형(팽창, 수축)에 따라 플랜지의 비틀림, 배관의 신축에 따라 플랜지에 굽힘 모멘트가 작용하면 편 체 현상과 동일한 사항이 된다.

​

(다) 화학적인 침식에 의한 개스킷의 파손으로 일반적인 오일, 가솔린, 유기용제(톨루엔, 아세톤, 메틸 에일 케톤), 산, 열매류 등은 다소의 차이는 있지만 인 강간도를 감소시킨다. 개스킷의 인장강도의 저하로 누설의 원인이 된다.

​

(라) 취급 부주의 등으로 개스킷의 내·외경 부위가 훼손 된 경우에도 인장 강도가 저하된다.

​

​

(4) 개스킷을 보관할 때의 취급 요령은 다음과 같다.

(가) 비금속 개스킷은 유기물을 많이 포함하여 변질될 우려가 있으므로 직사광선, 고온, 다습, 부식성 있는 장소는 피하여 보관하여야 한다.

​

(나) 비금속 개스킷 중 고무 재질을 사용한 경우 직사광선, 산소, 오존 등에 고무의 노화를 촉진시키며 온도가 올라가면 황에 의한 가황 반응(고무 분자 간의 가교 반응)이 일어나 가스 깃이 경화되어 탄성이 저하됨 탄성이 저하된다.

​

(다) 금속 재질을 사용한 개스킷의 경우 금속 부분에 녹이 발생할 우려가 있으므로 다습, 부식성 있는 장소는 피하여 보관하여야 한다.

​

(라) 링 조인트 개스킷은 반드시 수평으로 보관하고, 기타 다른 개스킷은 수평 보관 혹은 가볍게 세워 보관하여야 한다.

​

(마) 제품의 포장지는 사용 시 까지 제품에서 제거해서는 안 되며, 포장 제거 시 개스킷 실링부의 손상이 없도록 하여야 한다.

​

(바) 장착 사용한 개스킷을 재사용 시 개스킷 본래의 재질이 가지고 있는 압축률, 복원율, 인장 등의 물성이 현저히 저하되므로 재사용은 원칙적으로 금지한다.

​

​

<별표 1> 플랜지의 호칭지름 비교표

​

​

재질 그룹별 재질 분류

주) ※ : 강판은 명판(Blind flange) 제작에만 사용하여야 함.

(1) 425℃ 이상에서 장기간 사용하면 탄소강의 탄화물상(Ca2bide phase)이 흑연(Griphite)으로 변함.

(2) 455℃ 이상에서는 킬드 강만을 사용하여야 함.

(3) 470℃ 이상에서 장기간 사용하면 C-Mo 강의 탄화물상이 흑연으로 변함.

(4) 불림(Normalized) 및 뜨임질(Tempered) 한 재질을 사용하여야 함.

(5) 540℃ 이상에서는 탄소함량이 0.04% 이상인 재질만 사용하여야 함.

(6) 540℃ 이상에서 사용하는 경우에는 최소한 1040℃ 이상으로 가열한 후 물 또는 적절한 방법으로 급랭시키는 방법에 의하여 열처리를 실시한 재질을 사용하여야 함.

(7) 565℃ 이상에서 사용하는 경우에는 ASTM 6에서 규정하는 금속조직(Grain) 크기보다 커야 한다.

(8) 풀림한 재질(Annealedmaterial)을 사용하여야 함.

(9) 용체 풀림한 재질(Solutionannealedmaterial)을 사용하여야 함.

(10) 화학성분, 기계적 특성, 열처리 및 금속조직(Grain) 크기 등은 ASTM의 기준에 적합하여야 함.

 

 

플랜지 및 개스킷 등의 접합부에 관한 기술 지침(KOSHA GUIDE) - 2016.11