가이드라인: 배관 재료 호환성 표
소개
올바른 배관 재료를 선택하는 것은 석유 및 가스, 화학 처리, 광산과 같은 산업에서 사용되는 시스템의 안전성, 효율성 및 수명에 매우 중요합니다. 이러한 산업은 모두 가혹한 환경에서 운영되며, 배관은 고압, 극한 온도 및 부식성 물질을 견뎌야 합니다. 호환되지 않는 재료를 선택하면 고장이 발생하여 비용이 많이 드는 가동 중지, 환경적 위험 및 안전 위험이 발생할 수 있습니다. 이 가이드에서는 배관 재료 호환성 표, 가장 널리 사용되는 배관 재료 및 피팅, 플랜지, 밸브 및 패스너와의 호환성을 자세히 살펴보고 다양한 산업 분야에서 원활한 작동을 보장합니다.
1. 배관 시스템의 주요 재료 개요
각 산업 응용 분야에는 고유한 과제가 따르며, 이러한 조건을 견뎌낼 수 있는 특정 특성을 가진 까다로운 재료가 필요합니다. 아래는 주요 배관 재료와 그 특성에 대한 세부 정보입니다.
탄소강(ASTM A106): 보통 중간 온도와 압력의 응용 분야에서 석유 및 가스에 일반적으로 사용됩니다. 탄소강은 강하고 내구성이 뛰어나며 비용 효율적이어서 일반 배관 시스템에 적합합니다. 그러나 적절한 보호 또는 코팅이 없으면 부식되기 쉽습니다.
탄소강 합금(ASTM A335): 고온 서비스를 위해 설계된 P11, P22, P5와 같은 탄소강 합금은 크롬과 몰리브덴을 함유하여 고온에서 강도와 내식성이 향상됩니다.
저온탄소강(ASTM A333): 극저온 응용 분야에 적합한 이 합금은 매우 낮은 온도에서도 연성을 유지할 수 있어 LNG 시스템, 천연가스 운송, 냉장 화학물질 저장에 이상적입니다.
스테인리스 스틸(ASTM A312): 304, 316, 347과 같은 스테인리스 스틸 등급은 뛰어난 내식성, 높은 강도, 좋은 성형성을 제공합니다. 이들은 일반적으로 다양한 화학 물질에 대한 내성이 중요한 화학 처리에 사용됩니다.
API 5L(X42-X70): X42, X52, X70과 같은 API 5L 등급은 석유 및 가스 산업, 특히 고압 하에서 석유, 가스, 물을 수송하는 파이프라인에서 널리 사용됩니다. 이러한 등급은 강도, 인성, 용접성으로 유명합니다.
듀플렉스 및 슈퍼 듀플렉스 스테인리스 스틸(ASTM A790): 듀플렉스(UNS S31803, S32205) 및 슈퍼 듀플렉스(UNS S32750, S32760) 스테인리스 스틸은 특히 해상 플랫폼과 같은 염화물이 풍부한 환경에서 뛰어난 내식성으로 유명합니다. 이러한 소재는 고강도와 침식 및 응력 부식 균열에 대한 뛰어난 내성을 제공합니다.
2. 피팅, 플랜지, 밸브 및 패스너와의 호환성
파이프와 피팅, 플랜지, 밸브, 볼트와 같은 다른 구성 요소 간의 호환성은 안전하고 누출이 없으며 내구성 있는 연결을 보장하는 데 필수적입니다. 아래에서 이러한 구성 요소에서 다양한 재료가 어떻게 일치하는지 살펴보겠습니다.
2.1 탄소강 파이프 시스템
파이프: ASTM A106(Gr A/B/C)은 고온탄소강 배관의 표준입니다.
피팅: 탄소강 파이프 피팅은 일반적으로 용접 구성에 대한 ASTM A234 Gr WPB를 준수합니다.
플랜지: ASTM A105는 단조 탄소강 플랜지에 대한 표준입니다.
밸브: ASTM A216 Gr WCB 밸브는 탄소강 파이프와 호환되어 내구성과 고압 성능을 제공합니다.
패스너: ASTM A193 Gr B7 및 A194 Gr 2H 볼트와 너트는 일반적으로 탄소강 시스템에서 플랜지와 기타 연결부를 고정하는 데 사용됩니다.
2.2 합금강 파이프 시스템(고온 서비스)
파이프: ASTM A335(Gr P1, P11, P22)는 정유소 및 발전소의 고온 배관에 필수적인 표준입니다.
피팅: ASTM A234 WP 시리즈에 따라 제작된 합금강 피팅은 용접성이 우수하고 P 시리즈 파이프와 일치합니다.
플랜지: ASTM A182 Gr F11 또는 F22는 파이프 등급에 따라 플랜지 재료에 일반적으로 사용됩니다.
밸브: 고온 합금의 경우 ASTM A217 Gr WC6 또는 WC9 밸브는 신뢰할 수 있는 성능을 제공합니다.
패스너: ASTM A193 Gr B7과 A194 Gr 2H 너트는 합금강 응용 분야에 일반적으로 사용되는 조합입니다.
2.3 저온 합금강
파이프: ASTM A333(Gr 6 및 3)은 -45°C까지의 적용에 적합하며 종종 극저온 환경에서 사용됩니다.
피팅: ASTM A420 Gr WPL6 및 WPL3은 A333 파이프와 호환되는 저온 피팅입니다.
플랜지: ASTM A350 Gr LF2/LF3 플랜지는 저온 배관과 함께 사용됩니다.
밸브: ASTM A352 Gr LCB 또는 LC3 밸브는 저온 서비스용으로 설계되었습니다.
패스너: ASTM A320 Gr L7 볼트와 A194 Gr 7 너트는 낮은 온도에서도 내구성 있는 연결을 보장합니다.
2.4 스테인리스 스틸 파이프 시스템
파이프: ASTM A312 Gr TP304, TP316과 같은 오스테나이트계 스테인리스 강은 내식성 시스템에 이상적입니다.
피팅: ASTM A403 피팅(WP304/WP316)은 화학 및 해양 분야의 스테인리스 스틸 배관과 함께 널리 사용됩니다.
플랜지: ASTM A182 Gr F304/F316 플랜지는 파이프 재료를 보완합니다.
밸브: A182 Gr F304/F316 밸브는 부식성 매체에 대한 내성이 매우 강하여 화학 공장과 해상 환경에 적합합니다.
패스너: ASTM A193 Gr B8/B8M 볼트와 A194 Gr 8/8M 너트는 스테인리스 스틸 조립품에 적합하여 내식성을 보장합니다.
석유 및 가스 파이프라인을 위한 2.5 API 5L 등급
파이프: API 5L X42, X52, X65 및 X70 등급은 특히 육상 및 해상 응용 분야에서 석유 및 가스 파이프라인에 높은 강도, 유연성 및 인성을 제공합니다.
피팅: ASTM A860 Gr WPHY(42-70)와 같은 고수율 피팅은 API 5L 파이프의 강도와 일치합니다.
플랜지: ASTM A694 Gr F42~F70 플랜지는 고압 파이프라인에 적합합니다.
밸브: 이러한 고압 환경에서는 API 6D 밸브와 ASTM A216 Gr WCB/WC6이 표준입니다.
패스너: ASTM A193 Gr B7에 부합하는 볼트와 ASTM A194 Gr 2H에 부합하는 너트는 안전하고 고압적인 연결을 보장합니다.
2.6 듀플렉스 및 슈퍼 듀플렉스 스테인리스 스틸 시스템
파이프: 듀플렉스 스테인리스 스틸(UNS S31803/S32205)과 슈퍼 듀플렉스(UNS S32750/S32760) 파이프는 염화물 환경에서 일반 부식과 국부 부식에 매우 강해 해상 석유 생산 및 담수화 플랜트에 이상적입니다.
피팅: ASTM A815 Gr WP31803 및 WP32750 피팅은 일치하는 내식성 및 기계적 강도를 제공합니다.
플랜지: ASTM A182 Gr F51/F53 플랜지는 듀플렉스 시스템의 표준입니다.
밸브: ASTM A182 Gr F51/F55와 같은 이중 밸브는 우수한 내식성을 제공합니다.
패스너: 고강도 ASTM A193 Gr B7/B8M 볼트와 ASTM A194 Gr 7/8M 너트가 일반적으로 사용됩니다.
배관 재료 호환성 표
| 재료 | 파이프 | 피팅 | 플랜지 | 밸브 | 볼트 및 너트 |
| 탄소강 | A106 학년 A A106 Gr.B A106 Gr.C |
A234 WPA A234 WPB A234 WPC |
A105 | A216 WCB | A193 Gr.B7 A194 2H급 |
| 탄소강 합금 고온 | A335 P1 A335 P11 A335 P12 A335 P22 A335 P5 A335 P9 A335 P91 A225 P92 |
A234 WP1 A234 WP11 A234 WP12 A234 WP22 A234 WP5 A234 WP9 A234 WP91 A234 WP92 |
A182 F1 A182 F11 A182 F12 A182 F22 A182 F5 A182 F9 A182 F91 A182 F92 |
A217 WC1 A217 WC11 A217 WC12 A217 WC22 A217 WC5 A217 WC9 A217 WC91 A217 WC92 |
A193 Gr.B7 A194 2H급 |
| 탄소강 저온 | A333 6학년 A333 3학년 A333 1학년 |
A420 WPL6 A420 WPL3 A420 WPL1 |
A350 LF6 A350 LF3 A350 LF1 |
A352LC6 A352LC3 (에이352LC3) A352LC1 |
A320 Gr.L7 A194 7학년 |
| 오스테나이트계 스테인리스강 | A312TP304 A312TP316 A312TP321 A312TP347 |
A403 WP304 A403 WP316 A403 WP321 A403 WP347 |
A182 F304 A182 F316 A182 F321 A182 F347 |
A182 F304 A182 F316 A182 F321 A182 F347 |
A193 Gr.B8 A194 8학년 |
| API 5L 라인 파이프 | API 5L X42 API 5L X46 API 5L X52 API 5L X56 API 5L X60 API 5L X65 API 5L X70 |
A860 WPHY 42 A860 WPHY 46 A860 WPHY 52 A860 WPHY 56 A860 WPHY 60 A860 WPHY 65 A860 WPHY 70 |
A694 F42 A694 F46 A694 F52 A694 F56 A694 F60 A694 F65 A694 F70 |
API 6D A216 WCB |
A193 Gr.B7 A194 2H급 |
| 듀플렉스 스테인리스 스틸 | A790 UNS S31803 A790 UNS S32205 |
A815 WP31803 A815 WP32205 |
A182 F51 A182 F60 |
A182 F51 A182 F60 |
A193 Gr.B7 A194 7학년 |
| 슈퍼 듀플렉스 스테인리스 스틸 | A790 UNS S32750 A790 UNS S32760 |
A815 WPS32750 A815 WPS32760 |
A182 F53 A182 F55 |
A182 F53 A182 F55 |
A193 Gr.B8M A194 8M급 |
3. 재료 선택을 위한 주요 고려 사항
온도: 고온 응용 분야에서는 ASTM A335 강철 합금이나 A790 듀플렉스 스테인리스 강철과 같이 높은 온도에서도 기계적 특성을 유지할 수 있는 재료가 필요합니다.
부식성 환경: 해상 및 화학 처리 응용 분야에는 염화물, 산 및 알칼리와 같은 부식성이 강한 물질에 노출되는 것이 포함됩니다. 스테인리스 스틸, 듀플렉스 및 슈퍼 듀플렉스 합금은 이러한 환경에 대한 우수한 내성을 제공합니다.
압력: 석유 및 가스 파이프라인과 같은 고압 환경에는 API 5L 등급과 고수율 피팅, 밸브, 패스너가 필요합니다.
저온 회복성: LNG를 취급하는 극저온 또는 냉장 시스템에는 낮은 온도에서도 견고성을 유지하는 ASTM A333과 같은 재료가 필요합니다.
4. 결론
석유 및 가스, 화학 처리, 광업 산업에서 파이프 시스템에 적합한 재료 선택은 시스템 신뢰성과 안전성의 중요한 측면입니다. 파이프, 피팅, 플랜지, 밸브 및 패스너 간의 호환성을 이해하면 전체 시스템의 내구성과 성능이 보장됩니다. API 5L, ASTM A106, A335, A312 및 듀플렉스 스테인리스 스틸과 같은 재료를 사용하면 특정 운영 요구 사항에 맞는 올바른 구성 요소를 매치하여 수명을 보장하고 부식이나 기계적 고장으로 인한 가동 중지 시간을 최소화할 수 있습니다.
재료를 선택할 때는 항상 재료 전문가 및 엔지니어와 협의하여 압력, 온도, 부식 노출, 기계적 응력을 고려하여 응용 분야의 정확한 요구 사항을 평가하세요.
