“고압 유체가 흐르는 플랜트 배관의 접합부 누수를 방지하려면 어떤 플랜지와 가스켓을 선택해야 할까요?”
석유화학, 발전, 정제 플랜트 등 산업 현장에서 배관 연결부의 누설(Leak)은 단순한 설비 고장을 넘어 대형 안전사고로 직결될 수 있습니다. 배관과 배관을 견고하게 연결하고 밀폐성을 유지하려면 압력, 온도, 유체 특성에 맞는 적절한 플랜지 형태와 가스켓 재질 선정이 필수적입니다. 오늘 포스팅에서는 현장에서 가장 많이 쓰이는 플랜지 5가지 종류와 유체 조건별 가스켓 선정 가이드를 완벽히 정리해 드립니다.
1. 현장 실무 플랜지(Flange) 주요 종류 5가지
플랜지는 배관, 밸브, 펌프 등 설비를 볼트 결합 방식으로 연결하여 용접을 끊지 않고도 유지보수 및 분회가 가능하도록 만들어주는 핵심 배관 부속입니다.
(1) 웰딩 넥 플랜지 (WN – Welding Neck Flange)
허브(Hub) 부분이 긴 테이퍼 형상으로 형성되어 있어 배관과 맞대기 용접(Butt-Welding)으로 연결됩니다. 응력 분산 효과가 매우 뛰어나 고온, 고압, 진동 및 열팽창이 발생하는 중요 플랜트 라인에 표준으로 적용됩니다.
(2) 슬립온 플랜지 (SO – Slip-On Flange)
배관 파이프를 플랜지 내경 안쪽으로 삽입한 후 안쪽과 바깥쪽 2곳에 필렛 용접(Fillet Welding)을 시행하는 방식입니다. 가공 및 시공 비용이 저렴하고 정렬이 비교적 쉬워 중·저압 라인에 널리 사용됩니다.
(3) 소켓 웰딩 플랜지 (SW – Socket Welding Flange)
플랜지 내부 구멍에 파이프가 걸쳐지도록 턱(Socket)이 형성되어 있어 배관을 끼운 뒤 바깥쪽 1곳만 필렛 용접하는 구조입니다. 주로 2인치 이하 소경관(Small Bore) 고압 라인에 주로 적용됩니다.
(4) 스레디드 플랜지 (TH – Threaded Flange)
용접을 하지 않고 파이프와 플랜지를 나사산(NPT 등)으로 체결하는 나사식 플랜지입니다. 화기 작업이 엄격히 금지된 폭발 위험 구역이나 용접이 불가능한 환경의 저압 공기·용수 라인에 한정적으로 사용됩니다.
(5) 블라인드 플랜지 (BL – Blind Flange)
중앙에 구멍이 없는 막힌 원판 형태의 플랜지입니다. 배관 라인의 말단을 차단하거나 미래의 라인 확장을 위한 예비 분기점, 수압 시험 시 관로 밀폐 목적으로 사용됩니다.
2. 플랜지 페이싱(Facing) 형태에 따른 구분
플랜지의 접촉면(Facing) 가공 방식에 따라서도 장착할 수 있는 가스켓 종류와 밀폐 특성이 완전히 달라집니다.
- FF (Flat Face): 접촉면 전체가 평평한 구조로, 주철(Cast Iron)이나 유리를 입힌 플랜지처럼 볼트 체결 시 파손 위험이 있는 자재에 주로 쓰입니다.
- RF (Raised Face): 가스켓이 닿는 중앙부 면을 볼트 구멍 위치보다 약간 높게(약 1.6mm~6.4mm) 돌출시킨 형태입니다. 산업 현장의 80% 이상에서 표준으로 사용됩니다.
- RTJ (Ring Type Joint): 플랜지 면에 홈(Groove)이 파여 있어 금속 링 가스켓을 삽입 체결하는 구조입니다. 초고압, 고온의 석유화학 유황 라인이나 초고압 가스 라인에 적용됩니다.
3. 유체 및 운전 조건별 가스켓(Gasket) 선정 기준
가스켓은 플랜지 사이의 미세한 간격을 메워 유체 누설을 막는 핵심 소모성 부품입니다. 온도, 압력, 유체의 화학적 부식성에 맞춰 올바른 가스켓을 선정해야 합니다.
① 비금속 가스켓 (Non-Metallic Gasket)
고무(EPDM, NBR), PTFE(테프론), 아라미드 섬유 재질 등이 해당됩니다. 볼트 체결력이 적어도 밀폐가 우수하여 100℃~200℃ 이하의 저압 유수, 공기, 화학약품 라인에 선호됩니다.
② 스파이럴 워운드 가스켓 (SWG – Spiral Wound Gasket)
금속 얇은 띠(V형 핑스)와 연질의 충전재(흑연 또는 PTFE)를 겹겹이 얇게 감아 만든 대표적인 세미-메탈릭 가스켓입니다. 탄성 복원력이 우수하여 플랜트의 스팀 라인, 유기용매, 열교환기 등 중·고압 라인(Class 150~1500)에 널리 활용됩니다.
③ 링 조인트 가스켓 (RTJ Ring Gasket)
연강(Soft Iron), 스테인리스강(SS304, SS316) 등 금속 자재 자체를 타원형이나 팔각형 링 형태로 가공한 가스켓입니다. RTJ 플랜지 홈에 장착되어 초고압(Class 1500 이상) 및 500℃ 이상의 극한 조건에서 완벽한 밀폐를 보장합니다.
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4. 플랜지 볼트 체결 시 실무 주의사항 요약
아무리 올바른 플랜지와 가스켓을 정했더라도 현장 시공 시 체결 방식이 그릇되면 반드시 누설이 발생합니다.
- 대각선 순서 체결(Star Pattern): 볼트를 조일 때는 한쪽만 먼저 조이지 않고 12시 ➔ 6시 ➔ 3시 ➔ 9시 대각선 순서로 가스켓 면압이 균일하게 받도록 나누어 조여야 합니다.
- 토크 렌치(Torque Wrench) 사용: 규정 토크값 이하로 조이면 누설이 생기고, 과토크 체결 시 가스켓이 파손되어 유체가 샙니다.
- 가스켓 재사용 금지: 한 번 체결된 가스켓(특히 스파이럴 워운드 가스켓)은 변형이 일어나므로 정비 후 재조립 시에는 반드시 신품 가스켓으로 교체해야 합니다.
유체 조건에 맞춘 신중한 배관 부속 선정과 표준 체결 절차를 준수하여 플랜트 설비의 누수 제로 및 안전한 현장 관리를 달성하시길 바랍니다.