6. 리프트 관리 4
4. 압축공기 배관관리
가. 배관
관(pipe)은 시스템 중에서 각각의 기기를 접속하고 에너지의 운반을 담당하는 것으로
주로 물, 기름, 증기, 가스 등의 유체를 수송하는데 쓰인다. 관을 연결하거나 방향을 바
꾸려면 관 이음쇠가 필요하며 유체의 흐름을 조절하거나 정지시키기 위해서는 밸브나
콕이 필요하다.
(1) 배관의 종류
관은 재질에 따라 크게 금속관과 비금속관으로 나눌 수 있으며 금속관은 강관과 비철
금속관, 비금속관은 솔리드 형의 튜브와 보강을 위하여 섬유질로 싸여진 호스가 있다.
금속관 중 많이 사용되는 것은 주철관, 강관 등이나 주철관은 강관에 비해 내식성과 내
구성이 우수하며 가격이 저렴하여 많이 쓰인다.
(2) 배관의 이음
압축공기의 배관은 가급적 이음매가 적은 것이 좋으나 구조적인 여건에 따라 이음쇠
를 이용하여 배관을 연결한다.
가) 나사식 이음쇠
나사식 관 이음쇠는 각종 배관 공사에 이용되며 관 끝에 관용 나사를 절삭하고 적
당한 이음쇠를 사용하여 결합하는 것으로 누설을 방지하기 위해 콤파운드나 테프론
(Teflon) 테이프를 감아 결합한다.
나) 플랜지(flange) 이음
관 끝에 플랜지를 만들어 관을 결합하는 것으로 관의 지름이 크거나 유체의 압력
이 큰 경우에 사용되며 분해 및 조립할 필요가 있을 때 사용한다.
다) 신축형 이음
고온의 유체가 흐르거나 또는 주변의 온도 변화가 심한 지역에 설치한 관이 길
이 변화가 나타나는 경우 사용되며 진동원과 배관과의 완충이 필요한 경우에도 사
용된다.
나. 압축공기의 분배 라인
공기압을 사용하는 기계 장치는 일정량의 공기를 필요로 하며 공기 압축기에서 생산
된 압축 공기를 공기압 기기에 공급하거나 제어하기 위하여 파이프를 통하여 각각의 공
기압 기기에 연결하는 중요한 역할을 한다.
만일 그 중요성에 비추어 배관을 소홀히 할 경우에는 압력 강하의 발생, 유량의 부족,
드레인의 배출 결함에 이어 공기압 장치의 신뢰성을 상실하게 되므로 장치의 효율을 극
대화하려면 분배라인의 정확한 설치 계획이 요구된다.
공기압 배관을 유압배관과 비교했을 때
● 공기압 회로는 흡입 공기를 사용 후 대기로 방출하는 형태이므로 유압 회로와 같이 복
귀 관로를 설치하지 않는다.
● 공기는 관성, 점성이 작으므로 긴 관로를 설치 사용하여도 유압 배관에 비해 관로 손
실이 적다.
● 공기압 배관 조인트에서 공기 누설이 발생하여도 폭발의 위험성이나 유압 장치와 같
이 기름 누출로 인한 환경오염의 영향이 없다.
● 강관 배관의 경우 관내의 수분에 의한 부식의 우려가 있다.
(1) 압축 공기 라인의 분류
가) 흡입 라인 : 대기압의 공기를 공기 압축기로 흡입하는 관로이며 압력은 낮으나
많은 유량을 흡입하므로 흡입 저항을 줄이기 위하여 직경이 큰 것
이 사용된다.
나) 토출 라인 : 공기 압축기로부터 애프터 쿨러 또는 공기탱크까지의 연결 라인이며
고온 고압과 진동이 수반되는 부분이다.
다) 이송 라인 : 공기 압축기에서 공기압 장치와 기기까지 압축 공기를 이송시키는
역할을 하며 주 관로와 주 관로에서 분리되어 각 공기압 기기로 분
배되어 연결시키는 분기 관로가 있다.
라) 제어 라인 : 공기압 제어 밸브와 공기압 액추에이터를 조작하기 위하여 기기에
직접 연결되는 라인으로 기기의 작동을 위한 압축 공기의 공급이
나 배기의 통로가 된다.
마) 배기 라인 : 일반적으로 공기압 장치의 배기는 직접 대기로 방출하거나 배기에
포함된 오일 미스트의 집이나 소음을 줄이기 위한 목적으로 사용된
다. 배기 과정에서 배압의 영향을 받지 않도록 공급되는 파이프의
직경보다 큰 것이 요구된다.
(2) 분배라인의 설치 계획
공기압 분배 라인의 설치는 소요 공기량의 산출, 작동 압력, 압력 손실 등을 감안하여
구체적인 계획을 세워 설치해야 한다.
가) 소요 공기량의 산출
관로를 흐르는 공기량은 파이프의 크기, 압력 손실을 결정하는 요소이므로 가급
적 정확히 산출한다. 소요 공기량은 공기압 액추에이터, 즉 공기압 실린더나 공기
압모터를 이용한 장치 또는 공구와 직접 공기압 노즐에서 방출시켜 사용하는 스프
레이 건, 공기압 센서, 공기탱크 등의 용량에 따라 결정된다. 이 때 소요되는 공기
량은 사용되는 공기압 기기의 시방서(specification)를 참고하여 단위 시간당의 소
요량을 계산에 의하여 구할 수 있다.
나) 작동 압력
공기압 동력원의 압력은 사용 공기압 기기의 최고 작동 압력과 각 분배 라인, 공
기압 필터 등의 압력 손실을 포함하여 결정한다. 그러나 공기압 장치는 법 규제에
따라 통상 10kgf/㎠미만으로 사용하게 되므로, 만일 그 이상의 압력이 요구될 때는
부분적으로 라인을 따로 설치해 사용할 수 있다.
다) 이송 라인의 설치
공기압 기기에서 소요 공기량, 작동 압력, 공기압 동력원의 압력이 정해지면 압력
손실의 영향을 고려한 파이프의 크기를 결정한다. 이송 라인에서의 압력 강하는 제
어 회로의 입구에서 압력 조절기(감압 밸브)의 설정 압력 보다 0.5kgf/㎠ 정도 높
은 압력이 되도록 공기압 동력원과 비교하여 결정하고 파이프 단면의 형상, 길이,
배관 재료, 조인트의 종류에 따라 달라진다.
(3) 파이프라인의 배관 방법
파이프라인의 배관은 규칙적인 보수 유지와 점검이 요구되므로 가능한 좁은 공간이나
벽 속에 설치하지 않도록 한다. 그 이유는 점검 및 보수 유지가 곤란한 곳에 배관했을
경우 공기 누설, 기기의 노후 등에 의해 교체 등의 이상 발생 시 보수 유지가 불가능 할
뿐만 아니라, 공기압 장치는 작은 누설에도 압력 손실의 영향이 매우 크기 때문이다.
(4) 파이프 재료
공기압용 파이프 재료에는 파이프, 이음, 개스킷 등이 있으며 공기압 기기와의 연결이
용이하고 내식성이 있으며 가격이 저렴해야 한다.
일반적으로 파이프 재료는 배관용 탄소 강관이 많이 이용되며 내식, 내열성, 강성이
요구되는 곳에는 동관, 황동관이 사용된다. 스텐레스 강관의 경우 내열 내식성은 좋으
나 가공성이 떨어져 큰 직경이 요구되는 곳이나 직관 부에 사용한다.
합성수지 튜브는 내진성, 내식성, 내유성이 우수하며 가위, 칼 등으로 쉽게 절단이 가
능하므로 작업성이 매우 뛰어날 뿐 아니라 연결 및 분리가 쉬워 설치 및 보수에 유리하
다. 또한 다양한 색깔을 사용하므로 색별 배관이 가능하여 제어 회로 배관에 뛰어나며
특히 소형 공기압 배관에 적당하다. 그러나 내열성이 떨어지며 튜브 자체의 강성에 한
계가 있어 외력에 의한 소성 변형의 우려가 있음을 주의해야 한다.
(5) 파이프 이음
파이프 이음은 파이프 간의 연결, 또는 공기압 기기에 연결하기 위해 유로에 연결하거
나 분리 할 수 있는 장치를 말한다.
이음의 방법에 따라 나사 이음, 플렌지 이음, 수지 튜브용 이음 등의 종류가 있다. [그
림 1-48]은 강관이나 구리 튜브용으로 많이 사용되는 파이프 연결기이며 [그림 1-49]
와 [그림 1-50]은 플라스틱용 연결기(hose connector)와 튜브 연결기(tube connector)
를 각각 나타내었다.
(6) 배관 시 주의 사항
가) 강관에 의한 배관
① 나사 전용기를 사용하여 정확한 나사 가공 후 내부 청소를 깨끗이 한다.
② 관이나 이음은 브러싱하여 녹이나 먼지를 제거하고 나서 배관을 시작한다.
③ 관이음은 필요이상으로 과도하게 조이지 않으며 테이퍼 나사이음은 나사부
분 이외의 부분에서는 죄어서는 안 된다.
④ 철제의 관 및 이음은 부식 방지를 위하여 아연 도금한 것을 사용한다.
⑤ 실링 테이프를 1~2산정도 남기고 감으며 액체 실(seal)을 사용할 경우 암나
사 부에는 바르지 않는다.
⑥ 테프론(Teflon) 실(seal) 테이프를 부식방지 목적으로 사용할 경우 감는 요령
이 나쁘면 실 테이프 토막이 관속에 들어가 성능저하를 가져오므로 주의한다.
⑦ 유연한 배관부분은 배관이 무리하게 구부러지지 않도록 시공한다.
⑧ 점검 빈도가 많은 부분은 분해·결합가 손쉬운 유니온이음, 옵셋 이음 및 슬리브이음 등을 사용한다.
나) 이음쇠에 의한 배관
① 수지 튜브나 연질 동관의 경우에는 부속 기구를 사용한다.
② 수지 튜브 작업의 경우에 축 방향에 직각이 되게 튜브 커넥터를 사용한다.
③ 원터치 니들 사용 시에 누설이 없도록 충분히 끼워 넣는다.
④ 공기압 기기에 연결 배관할 경우 배관 전에 플러싱(flushing)한다.
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