배관 설비의 종류와 배관용 재료를 알고, 파이프를 쇠톱과 파이프 커터로 자르는 방법에 대하여 알아본다. 1. 관 절단하기 1. 배관 설비의 종류 배관 설비는 일반적으로 크게 두 종류로 분류하여, 주거용 건축 설비의 주요 부분에 해당하는 급·배수 설비, 위생 설비, 냉·난방 설비와 산업 배관 설비로 크게 나눌 수 있다. 이를 세분하면 위생 설비는 급수 배관, 급탕 배관, 배수 배관, 통기 배관으로, 냉·난방 설비는 증기 난방, 온수 난방, 공기 조화 설비, 산업 배관 설비는 고온·고압배관 화학 배관 및 특수 배관과 소화 설비로 나누어진다. 2. 배관용 재료 배관용 재료는 강, 주철, 구리, 납, 합성 수지, 콘크리트, 도기 등 매우 다양한 종류가 생산되어 사용되고 있으며, 배관 공사의 목적에 따라 내구성, 내식성, 내마멸성, 내압성, 내충격성으로 구분되나, 이러한 성질을 적당하게 갖춘 재료는 드물다. 따라서 재료의 선택 조건은 관 속을 흐르는 유체의 최고 압력에 대한 관의 허용 압력 한계, 유체의 온도가 재료에 미치는 영향, 유체의 화학적 성질, 관을 부설하는 장소의 환경 조건 관이 받는 외압, 관이 받는 외압, 관의 이음 방법, 무게와 수송 조건 등을 고려하여야 한다. 관 이음 재료에서 강관, 주철관, 구리관 등 금속 이음용 재료는 이음쇠라 하며, 석면 시멘트관, 도관, 합성 수지관 등의 비금속관 이음용 재료는 이음관이라 한다. 관의 종류는 재질에 따라 분류할 때, 철 금속관, 비철 금속관, 비 금속관으로 나눌 수 있으며 철 금속관에는 강관과 주철관이 있으며 비철 금속관은 알루미늄관 ,동관, 스테인레스관 등이 있고, 비철 금속관에는 철근 콘크리이트관, P.V.C관등이 있다. 사용 목적에 따라 분류하면 일반 배관용, 수도용, 열전달용, 구조용, 가스용, 화학 공업용 등으로도 나눌 수 있다. 3. 배관공작 1) 쇠톱과 쇠톱날 ① 쇠톱의 크기는 대개 200mm∼300mm이다 ② 쇠톱은 아래 그림과 같이 프레임, 손잡이, 나비 너트, 핀으로 구성되어 있다. ③ 쇠톱은 아래 그림과 같이 고정형과 조절형이 있으며, 조절형은 톱날의 길이에 따라 3단계로 조절할 수가 있다 ④ 쇠톱에 톱날을 끼울 때에는 자르는 방향으로 톱날이 향하도록 한다.
⑤ 쇠톱날은 톱니가 한쪽과 양쪽에 있는 것이 있으며, 톱니의 배열은 아래 그림과 같이 레이커(raker)형, 교번(alternate)형및 파동(undulating)형의 세 가지 형식이 있다.
⑥ 공작물의 재질에 따라 아래 표의 톱날의 선택기준에 따라 톱날을 선택하여야 한다
2) 파이프 커터 파이프 커터는 관을 필요로 하는 길이를 자를 때 사용하는 공구로써, 아래 그림과 같이 1개의 커터 날과 2개의 롤러로 되어 있는 것과, 3개의 커터 날로 되어 있는 것이 있다.
튜브 커터는 소형 황동관(Φ20㎜ 이하)을 자르는데 사용하는 것으로서, 아래 그림은 튜브 커터를 나타낸 것이다.
파이프 커터와 튜브 커터의 특성은 다음과 같다. ① 파이프 커터는 관을 필요한 길이로 자를 때 사용하는 공구이다. ② 파이프 커터는 롤러 2개와 날이 1개 있는 것과 3개의 커터 날로 되어 있는 것이 있으며, 3개의 커터 날로 되어 있는 것은 절단이 쉬운 장점이 있으나, 날의 중심이 맞지 않으면 관이 잘리지 않는 단점이 있다. ③ 튜브 커터로 구리관을 자를 때에는, 관을 바이스에 고정하지 않고, 한 손에 커터를 들고 나머지 손으로 관을 쥐고 작업한다. ④ 커터로 관을 잘랐을 때에 거스러미를 제거하지 않으면 유체의 흐름을 방해하고, 그곳에 불순물이 쌓이는 원인이 된다. ⑤ 튜브 커터는 20A이하의 비교적 지름이 작은 구리관, 구리 합금관, 알루미늄관 등 연질의 비철 금속관을 자를 때에 사용하는 공구로서, 거스러미(burr)를 제거하기 위한 리머 블레이드가 커터에 부착되어 있다. 3) 파이프 리머 ① 파이프 리머는 파이프 커터로 관을 잘랐을 때 생기는 거스러미(burr)를 제거할 때 사용하는 공구이다. ② 파이프 리머는 그림 Ⅷ-55과 같이 날이 원뿔형으로 되어 있으며, 곧은 세로 홈이 패어진 것과 스파이럴(spiral) 세로 홈이 패어진 것이 있다. ③ 파이프 리머의 재질은 탄소강으로 되어 있으며, 그 형식에 따라 수동형과 래칫이 닫혀 있는 형이 있다.
4) 바이스(vice) 바이스는 일감을 고정시켜 절단, 드릴 작업, 리벳 작업, 나사 이음 등을 할 때 사용 하는 공구로서, 배관 작업에서는 관이나 관 이음쇠를 고정하여 조립하거나 해체 할 때 사용한다. 파이프 바이스(pipe vice)는 관을 절단하거나 나사를 낼 때, 또는 배관 작업시 조립 해체를 할 때에 단면이 원형인 일감이 움직이지 않도록 고정하여 주는 공구이다. 오른쪽 그림은 파이프 바이스의 각 부분의 명칭을 나타낸 것이다. 파이프 바이스는 보통 작업대에 고정하여 사용하지만, 현장 작업에서 사용할 필요가 있을 때에는 다리를 붙여 이동용으로 제작하여 사용하고 있다. 바이스의 크기는 고정할 수 있는 관의 지름으로 나타내며, 규격에 따라 6∼150A의 관을 조정할 수 있다. 체인을 한쪽 조(jaw) 대신에 이용하여 관을 고정하는 체인 파이프 바이스도 있는데 아래 그림은 체인 파이프 바이스를 나타낸 것이다. 이것은 비교적 큰 지름의 관을 고정할 수 있는 장점이 있으나, 관을 고정하는 힘은 파이프 바이스에 비해 떨어진다.
5) 관 절단용 기계 ① 기계톱(hack sawing machine)은 쇠톱을 전동기에 붙임 한 것으로, 일정한 장소에 이동시켜 사용할 수 있는 이동식과, 작업장 내에 고정시켜 지름이 큰 관의 절단이나 관의 대량 절단에 알맞은 고정식이 있다. ② 커팅휠(cutting wheel)은 두께0.5∼3㎜정도의 얇고 지름이 큰 원반형 연삭 숫돌을 고속 회전시켜 관을 절단하는 것이다. 관의 절단 효율은 좋으나 숫돌의 마멸이 심하다. 아래 그림은 커팅휠의 구조를 나타낸 것이다.
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2. 관 끝에 나사내기 1. 나사 이음 용 공구 1) 파이프 렌치 관을 회전시키거나 이음쇠를 죄거나 풀 때 사용하는 공구로서, 크기는 사용할 수 있는 최대의 관을 물렸을 때의 전체 지름을 표시한다. 파이프 렌치의 종류는 스트레이트(straight) 파이프 렌치, 오프셋(offset) 파이프 렌치, 체인(chain) 파이프 렌치, 스트랩(strap) 파이프 렌치등이 있다. 2) 나사내기 공구 관에 수동으로 나사를 낼 때 사용하는 공구로서, 오스터형, 리드형이 많이 쓰이고, 드롭헤드형, 버버형도 있다. ① 오스터형 나사 절삭기 오스터형 나사절삭기(oster type die stock)는 4개의 날이 1조로 되어 있는데, 15∼20A 관용인 경우 1인치당 나사산이 14산, 25A관 이상의 경우 나사산이 11산으로 되어 있다. ② 리드형 나사 절삭기 리드형 나사 절삭기(read type die stock)는 아래 그림과 같이 2개의 날 1조로 되어 있으며, 날의 고정 홈 뒷면에 4개의 조로 관의 중심을 맞출 수 있는 스크롤(scroll)이 있고, 비교적 좁은 공간에서 작업이 가능하다.
3) 수동으로 나사내기 호칭 지름 15A, 20A의 관은 한 번에 나사를 낼 수 있지만, 리드형 나사 절삭기의 경우, 25A 이상의 관 나사는 처음에 절삭기 몸체의 눈금보다 절삭날의 눈금을 2∼3㎜뒤로 고정하여 나사를 낸다. 그 후, 관의 지름에 따라 절삭기에 있는 절삭날 조절 나사를 2∼3회 나누어 죄어, 절삭기 눈금과 날의 눈금이 일치될 때 까지 나사를 낸다. 나사부의 길이가 너무 길면 관의 강도가 떨어지고, 너무 짧으면 이음쇠의 물림 길이가 짧아져 누설의 원인이 된다. 오스터형 나사 절삭기로 나사를 낸 다음, 편심 손잡이를 풀지 않고 절삭기를 해체하기 위해 돌리면, 나사산이 파손되거나 단이 생겨 누수의 원인이 된다. 나사가 완성되었을 때의 검사 방법은, 호칭 지름에 맞는 이음쇠를 손으로 끼워 유효 나사부의 반 정도만 들어가면 된다. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. 강관 나사 이음 1. 관의 길이 계산 나사 이음을 하는 강관의 치수는 유효 나사 길이와 피치, 잔류 나사 등과 관계가 깊다. 강관은 나사 이음을 한 다음 잔류 나사가 1∼2산이 되어야 응력을 흡수할 수 있는 여유가 있게 된다. 따라서, 관에 절삭하는 유효 나사 길이와 나사가 물리는 길이는 표 Ⅷ-12와 같게 해야 한다.
관의 절단 길이 산출 배관 도면에는 일반적으로 중심선 간의 길이만 표시되어 있고 나사 부분의 길이는 표시되어 있지 않다. 그러므로 나사 이음 할 때에는 나사부의 길이를 알아야 하는데, 나사부의 길이는 관의 지름에 따라 다르다. 따라서, 이음쇠 중심선 간의 길이 L와, 실제로 절단해야 할 관의 길이 ℓ을 산출해보면, 아래 그림에서, L는 이음쇠 중심선 간의 거리, A는 부속 끝 단에서 중심선까지의 길이, a는 관 이음쇠와 관이 물리는 길이, ℓ를 절단해야 할 관의 길이라 할 때,
가 된다. 즉, 절단해야 할 관의 길이 = 전체길이-2×(부속의 중심길이 - 나사가 물리는 길이) (예) 호칭지름이 15A의 관을 위의 그림과 같이 나사이음 할 때 길이 L=200mm로 하려면 관의 절단 길이 l는 얼마인가? l = L-2×(A-a) = 200 - 2 ×(27-13)= 172 즉, 172mm로 관을 절단하면 된다. 2. 관 이음 1) 관 이음쇠 관 이음쇠는 관을 계속해서 접속시켜 나갈 때, 하나의 관 통로를 2개 또는 그 이상으로 나눌 때, 통로의 방향을 바꿀 때 등에 사용하는 것이다. 관의 재료에 따라 강관용, 주철관용, 구리관용 등이 있으며, 사용 목적에 따라 엘보, 티, 크로스 등이 있다. 아래 그림은 관 이음쇠를 나타낸 것이고, 아래 표는 이음쇠의 사용 목적에 따른 종류를 나타낸 것이다.
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