1-8. 배관 시공시 용접이음과 나사이음의 장ㆍ단점을 비교설명 하시오.

배관 시공 시 주로 사용되는 이음 방식인 용접이음과 나사이음은 각각 고유한 장점과 단점을 가지고 있습니다. 시공 환경, 배관 재질, 유체의 종류 및 압력, 경제성 등을 고려하여 적절한 이음 방식을 선택해야 합니다.

 

1. 용접이음 (Welded Joint)

장점:

• 높은 강도 및 기밀성: 용접은 배관 재료를 직접 융합하여 접합하므로 이음부의 강도가 모재와 거의 같고, 누설 위험이 매우 적어 높은 압력 및 고온 유체 배관에 적합합니다.
• 우수한 유체 흐름: 이음부 내부에 돌출부가 없어 유체의 흐름 저항이 적고, 스케일이나 부식 물질의 축적을 줄일 수 있습니다.
• 보온 및 피복 용이: 이음부가 매끄러워 보온재나 피복재 시공이 용이하고 외관이 깔끔합니다.
• 긴 수명 및 낮은 유지보수 비용: 견고한 접합으로 인해 하자 발생률이 낮아 유지보수 비용이 절감됩니다.
• 배관 설계의 유연성: 다양한 형태의 이음새를 만들 수 있어 복잡한 배관 설계에 유리합니다.
• 시공 시간 단축 (대구경): 구경이 큰 배관의 경우, 나사이음보다 시공 시간을 단축할 수 있습니다.

단점:

• 높은 시공 난이도 및 숙련된 기술 필요: 용접 작업은 숙련된 기술과 자격증을 갖춘 작업자가 필요하며, 시공 오류 발생 시 하자 발생률이 높습니다.
• 재질 변형 및 잔류 응력 발생 가능성: 용접 시 발생하는 고열로 인해 배관 재질의 변형이나 잔류 응력이 발생할 수 있으며, 이는 배관의 강도 저하 및 부식의 원인이 될 수 있습니다.
• 비파괴 검사 필요: 용접부의 품질 확보를 위해 방사선 투과 검사, 초음파 탐상 검사 등 비파괴 검사가 필요할 수 있어 시공 비용이 증가할 수 있습니다.
• 해체 및 재시공 어려움: 한번 용접된 배관은 해체 및 재시공이 어렵고, 수정 작업에 많은 시간과 노력이 소요됩니다.
• 화재 위험: 용접 작업 중 불꽃이 발생하여 화재 위험이 있으므로 안전 관리에 철저해야 합니다.
• 유독 가스 발생: 용접 시 발생하는 유독 가스에 대한 안전 대책이 필요합니다.

2. 나사이음 (Threaded Joint)

장점:

• 간단한 시공 및 낮은 기술 요구도: 특별한 기술이나 장비 없이 배관에 나사를 내고 연결하는 방식으로 시공이 간편하고 작업 속도가 빠릅니다.
• 해체 및 재시공 용이: 볼트나 너트와 같은 별도의 연결 부속 없이 나사로 체결되므로 해체 및 재시공이 비교적 용이합니다.
• 저렴한 초기 비용 (소구경): 소구경 배관의 경우, 용접에 비해 초기 시공 비용이 저렴할 수 있습니다.
• 임시 배관에 적합: 임시적으로 설치하거나 자주 변경해야 하는 배관에 유용합니다.

단점:

• 낮은 강도 및 기밀성: 나사산의 접촉 면적이 제한적이므로 용접에 비해 강도와 기밀성이 떨어져 고압 및 고온 유체 배관에는 부적합합니다. 누설 발생 가능성이 높습니다.
• 유체 흐름 저항 증가: 이음부 내부에 나사산으로 인한 틈새 및 단차가 발생하여 유체의 흐름 저항을 증가시키고 스케일 축적의 원인이 될 수 있습니다.
• 부식 취약: 나사산 부분은 응력 집중이 발생하기 쉽고, 틈새로 인해 부식에 취약합니다.
• 진동 및 충격에 약함: 진동이나 충격이 가해질 경우 나사 соединения가 풀리거나 손상될 수 있습니다.
• 배관 구경 제한: 일반적으로 소구경 배관(50A 이하)에 주로 사용되며, 대구경 배관에는 적용하기 어렵습니다.
• 보온 및 피복 어려움: 이음부의 불규칙한 형태로 인해 보온재나 피복재 시공이 어렵습니다.
• 정기적인 점검 및 유지보수 필요: 누설 발생 가능성이 있어 정기적인 점검 및 조임 작업이 필요합니다.

결론:

용접이음은 높은 강도와 기밀성을 요구하는 고압, 고온 유체 배관 및 중요한 기간 설비 배관에 주로 사용되며, 나사이음은 간편한 시공과 해체 용이성이 요구되는 저압, 저온의 소구경 배관이나 임시 배관에 주로 사용됩니다. 배관 시스템의 특성과 요구 사항을 정확히 파악하여 최적의 이음 방식을 선택하는 것이 중요합니다.