[네프스 기술 연재 #04] PSV 선정 시 필수 검토 리스트: 면간치수(F-to-F), 본넷/레버 타입, 그리고 Test Gag

nick so
1월 20일
4분 분량

안녕하세요, 네프스(NEFSS)의 닉(Nick)입니다.

지난 시간에는 안전밸브의 작동 원리와 형식(전량식 vs 양정식)에 대해 깊이 있게 알아보았습니다. PSV가 어떻게 스스로 터지는지 그 메커니즘을 이해했다면, 이제는 실제 제품을 발주하고 현장에 설치할 때 맞닥뜨리는 '실무적인 사양'들을 꼼꼼히 챙길 차례입니다.

설정 압력과 사이즈만 맞다고 해서 모든 준비가 끝난 것이 아닙니다. 오늘은 실제 설치 현장에서 가장 빈번하게 문제가 발생하는 면간치수(Face-to-Face)와 유체 성격에 따른 부속품 선정 기준에

대해 상세히 살펴보겠습니다.

면간치수란 무엇가?
면간치수는 Face to Face Dimension 이라고 해서 FLANGE 면과 면 사이의 거리를
뜻합니다.

안전밸브는 일반 밸브와 달리 입구와 출구가

90도로 꺾인 ANGLE 형상입니다.

따라서 단순히 길이만 보는 것이 아니라,

중심에서 입구까지의 높이(A)와

중심에서 출구까지의 길이(B)를 모두

검토해야 합니다.

(임의로 A,B라고 표현했으며, 각 MAKER의

도면마다 표현방법은 조금씩 다를 수 있음.

Ex) L, H1 등등)

면간치수가 왜 중요한가?
고객사에서 견적 요청 시, 타사 제품과 동일한 면간치수를 적용해달라거나 배관 수정이
불가하니 반드시 면간을 맞춰달라는 요구가 종종 있습니다.
고객사 측에서 이토록 면간치수를 중요하게 고려하는 이유는 무엇일까요?
면간치수가 기존 배관과 맞지 않으면 체결 자체가 불가능합니다.

아래 그림을 보면서 조금 자세히 알아보도록 하겠습니다.

배관에 설치된 안전밸브의 비정상적인 체결 (by NEFSS) — **배관에 설치된 안전밸브의** **비정상적인 체결** **(by NEFSS)**

안전밸브(PSV)의 면간치수가 기존에 설치된

배관 규격과 일치하지 않는다면, 왼쪽 사진에서 보시는 것처럼 정상적인 체결이 불가능합니다.

이처럼 면간치수 문제로 인해 현장에서 즉시

설치를 진행하지 못하게 될 경우, 전체적인

공사 일정에 큰 차질이 생길 뿐만 아니라

예상치 못한 막대한 경제적 손실로 이어질 수

있습니다. 따라서 기술검토 단계에서부터

정확한 면간치수를 확인하고 맞추는 과정은

매우 중요합니다.

배관에 설치된 안전밸브의 정상적인 체결 (by NEFSS) — **배관에 설치된 안전밸브의** **정상적인 체결** **(by NEFSS)**

안전밸브의 면간치수가 기존에 설치된 배관

규격과 정확히 일치해야만, 왼쪽 사진에서

보시는 것처럼 정상적인 체결이 가능합니다.

일반적으로 유체가 스팀(Steam)인 경우, 왼쪽 사진과 같이 출구 측에 연결되는 배관 없이 대기 중으로 직접 방출하는 형태라면 면간치수를 크게 고려하지 않아도 무방합니다.

면간치수 비교. API 526. VS MAKER STD.
API 526은 'Flanged Steel Pressure-relief Valves'에 관한 코드로, 오리피스 면적,
밸브 사이즈 및 Rating별 압력/온도 제한, 그리고 면간치수(Face-to-Face Dimension) 등을 정의하고 있습니다. 이번 포스팅에서는 그 중에서도 실무에서 매우 중요한 면간치수에
초점을 맞추어 설명해 보겠습니다.

동일한 조건일 때 API 526 표준 규격과 제조사 자체 표준(Maker Standard)의 면간치수에 어떠한 차이가 있는지, 아래의 예시를 통해 비교해 보겠습니다.

[비교 예시 조건]
- Size: 1" X 2"
- Rating: 150# RF X 150# RF
3-1. API 526 Standard 기준 면간치수
아래 사진은 API 526 코드에서 D Orifice 부분을 일부 발췌한 것입니다.
노란색으로 강조된 'Center to Face Dimension' 항목을 보시면,
입구와 출구의 치수가 각각 인치(inch) 단위로 명기되어 있습니다.
- Center to Inlet (A): 밸브의 중심부에서 입구(Inlet) 끝단까지의 거리를 의미하며,
  도면상 A에 해당합니다.
- Center to Outlet (B): 밸브의 중심부에서 출구(Outlet) 끝단까지의 거리를 의미하며, 도면상 B에 해당합니다.

API 526 규격에 명시된 해당 모델의 상세 치수를 확인해 보면 다음과 같습니다.

CENTER TO INLET (입구 측): 도면상 'A'에 해당하며, 4⅛ inch (약 105 mm)입니다.
CENTER TO OUTLET (출구 측): 도면상 'B'에 해당하며, 4½ inch (약 114 mm)입니다.

3-2. MAKER Standard 기준 면간치수

왼쪽 도면 사진을 기준으로

설명을 해드린다면,

왼쪽 도면상 H1='A' 가 되고,

왼쪽 도면상 L='B' 값이 됩니다.

해당 모델의 면간치수는

아래와 같습니다.

A(H1)_CENTER TO INLET: 104 mm
B(L)_CENTER TO OUTLET: 100 mm

위에서 살펴본 바와 같이, API 526 표준 규격과 제조사 자체 표준(Maker Standard)의 면간치수에는 분명한 차이가 존재합니다.

만약 고객사의 사양서(Spec Requirement)에 'API 526 Standard를 준수할 것'이라는 명시적인 조건이 있다면, 어떤 제조사에서 공급하더라도 A와 B의 치수는 동일하게 제작 됩니다.

하지만 주의해야 할 점이 있습니다. 우리가 흔히 같은 '중형 SUV'라고 부르는 싼타페와 쏘렌토의 전장과 전폭이 서로 다른 것처럼, 면간치수에 대한 별도의 언급이 없다면 동일한 사양의 밸브라도 제조사마다 면간치수가 제각기 다를 수 있습니다.

따라서 현장 배관 설계나 유지보수 시에는 반드시 해당 제품의 면간치수가 표준을 따르는지, 혹은 제조사 고유의 치수인지 사전에 면밀히 확인하시길 바랍니다.

본넷과 LEVER에 따른 4가지 형상의 안전밸브.

PLAIN LEVER의 경우에는 유체가 밖으로 세어도 되는 AIR/STEAM에 주로 사용합니다.

온도가 높은 경우에는 본넷에 있는 스프링에 영향을 줄 수도 있기 때문에

AIR에 비하여 온도가 높은 STEAM인 경우에는 OPEN BONNET을 주로 적용합니다.

유체가 밖으로 세어 나가면 안되는, 액체상태나 독성가스 등은 보통 LEVER를 부착하지 않습니다.

허나, 고객사에서 LEVER를 요청하시게 되면 PACKED LEVER를 부착합니다.

PLAIN LEVER와 달리 PACKED LEVER는 부착하더라도 유체가 밖으로 세어 나가지 않습니다.

참고로 안전밸브에 부착된 레버(Lever)는 필요에 따라 강제로 밸브를 개방(Popping)하고자 할 때 사용됩니다. 위 사진에서 보시는 것처럼 유체의 특성에 따라 크게 두 가지 종류로 나뉩니다.

PLAIN LEVER: 유체가 외부로 일부 누설되어도 안전한 Air(공기)나 Steam(증기) 계통에 주로 적용됩니다.
PACKED LEVER: 유체가 외부로 유출될 경우 위험할 수 있는 액체(Liquid) 상태의 유체나 독성 가스 등에 적용되며, 외부와 차단된 밀폐 구조를 가집니다.

레버 조작 시 주의할 점은 입구 측 압력이 설정 압력의 약 70~80% 정도 형성되어 있을 때 수동으로 조작하여 강제 파핑을 해야 한다는 점입니다.

간혹 입구 측 압력이 전혀 없는 상태에서 레버를 억지로 들어 올리는 경우가 있는데,

이는 밸브 부품 파손의 원인이 될 수 있습니다. 안전한 설비 운영을 위해 이러한 무리한 조작은 자제해 주시기를 권장드립니다.

TEST GAG
테스트 개그(Test Gag)는 안전밸브가 설치된 배관의 내압 시험이나 점검을 진행할 때,
안전밸브가 작동하는 것을 방지하기 위해 사용하는 도구입니다.

이해를 돕기 위해 예를 들어보겠습니다.
설정 압력이 10 bar인 안전밸브가 배관에 설치되어 있는데, 배관 테스트를 위해
내부 압력을 15 bar까지 높여야 하는 상황이라고 가정해 봅시다. 이때 안전밸브가
정상적으로 작동해 버리면 압력이 빠져나가 배관 테스트를 제대로 진행할 수 없게 됩니다.
이런 경우, 캡 상단에 테스트 개그를 장착하여 설정 압력을 초과하는 압력이 들어와도
밸브가 작동하지 않도록 고정해 줍니다.

단, 매우 주의해야 할 점이 있습니다. 테스트나 점검이 모두 완료된 후에는 안전밸브가 다시 정상적으로 작동할 수 있도록 반드시 테스트 개그를 제거해야 합니다. 이를 잊을 경우,
비상시 안전밸브가 작동하지 않아 큰 사고로 이어질 수 있으므로 각별한 주의가 필요합니다.