연성 철 파이프 피팅: 최고의 엔지니어링 및 사양 가이드

연성 철 파이프 피팅 는 도시 배수, 하수 전송 및 산업용 유체 시스템을 위한 탁월한 선택 전 세계적으로. 이 제품은 전통적인 주철의 주조성과 최대 인장 강도를 결합합니다. 448MPa , 최대 신장 12% , 그리고 초과하는 작업 압력을 견딜 수 있는 능력 64바 표준 구성에서. 응력에 의해 갑자기 파손되는 회주철 피팅과 달리 연성 철 피팅은 파손되기 전에 변형되어 가압 파이프라인 시스템에 중요한 안전 여유를 제공합니다.

파이프라인 구성 요소를 지정하는 엔지니어, 조달 팀 및 계약업체를 위해 연성 철 피팅은 기계적 성능, 부식 방지, 긴 서비스 수명 및 현재 동등한 비용으로 비교할 수 있는 대체 재료가 없는 글로벌 설치 표준과의 호환성 등 입증된 조합을 제공합니다.

연성철이 파이프 피팅에 적합한 재료인 이유

연성주철 파이프 피팅의 성능은 미세구조 수준에서 시작됩니다. 연성철에는 전통적인 회주철에서 발견되는 플레이크가 아닌 구형 단괴 형태의 흑연이 포함되어 있습니다. 이러한 결절은 응력 집중 장치 역할을 하지 않아 주변 철 매트릭스가 경고 없이 파손되지 않고 과부하 시 소성 변형되도록 허용합니다.

내부 압력을 유지하고, 외부 토양 하중에 저항하고, 열 이동을 수용하고, 설치 취급을 견뎌야 하는 파이프라인 피팅의 경우 이는 5가지 중요한 이점을 제공합니다.

• 높은 인장 강도: ASTM A536에 따른 등급 65-45-12는 448MPa의 인장 강도와 310MPa의 항복 강도를 제공하여 까다로운 압력 응용 분야에 충분합니다.
• 측정 가능한 연성: 12% 신장은 피팅이 파손되기 전에 눈에 띄게 변형되어 과압 발생 시 고장 경고를 제공한다는 것을 의미합니다.
• 충격 저항: 운송 및 설치 중 거친 취급 시 깨지거나 깨지는 일 없이 잘 견딥니다.
• 주조성: 복잡한 피팅 형상(티, 벤드, 리듀서, 크로스)을 일정한 벽 두께로 단일 부품으로 주조할 수 있습니다.
• 긴 서비스 수명: 매설 서비스에 설치된 적절하게 코팅된 연성 철 피팅은 지속될 것으로 예상됩니다. 100년 역사적 회주철 파이프라인 데이터 및 가속 테스트를 기반으로 함

연성 철관 피팅의 종류와 기능

연성 철 피팅은 파이프라인 시스템의 모든 기하학적 및 기능적 요구 사항을 충족하도록 제조됩니다. 주요 카테고리는 다음과 같습니다:

굽힘(팔꿈치)

굽힘은 파이프라인의 흐름 방향을 리디렉션합니다. 표준 편향각은 다음과 같습니다. 11.25°, 22.5°, 45°, 90° . 얕은 각도 굴곡(11.25° 및 22.5°)은 점진적인 방향 변경이 필요한 장거리 주행에 사용됩니다. 45° 및 90° 굴곡은 교차점과 서비스 연결부에 사용됩니다. 연성 철 굴곡부의 내부 반경은 방향 변경 시 난류 및 압력 손실을 최소화하도록 설계되었습니다.

티셔츠

티셔츠 create branch connections from a main pipeline. 동등한 티 3개의 출구 모두 동일한 공칭 직경을 가집니다. 티 줄이기 메인 런보다 작은 가지 직경을 가지고 있습니다. 티는 물 분배 네트워크 및 소화전 지점에서 서비스 연결을 만드는 데 사용되는 가장 일반적인 부속품입니다.

리듀서 및 테이퍼

감속기는 직경이 다른 파이프를 연결합니다. 동심 감속기 동일한 중심선을 유지하십시오. 편심 감속기 평평한 상단 또는 하단을 유지하기 위해 중심선을 오프셋합니다. 공기 주머니 또는 고형물 축적을 방지하기 위해 배수 응용 분야에 필수적입니다. 표준 크기 감소는 DN300에서 DN200까지 1개에서 여러 개의 공칭 파이프 크기 단계까지 확장될 수 있습니다.

십자가 및 이중 가지 피팅

크로스는 주 파이프라인에서 90° 각도로 두 개의 분기 연결을 제공합니다. 주요 배전 네트워크 노드에 사용되어 단일 피팅으로 4개의 파이프라인 세그먼트를 동시에 서비스할 수 있습니다. 압력을 받는 크로스 피팅의 복잡한 응력 분포로 인해 이러한 티는 동등한 티보다 더 높은 안전 계수로 설계 및 테스트되었습니다.

플랜지 어댑터 및 마개 끝

플랜지 피팅은 밸브, 펌프, 계량기 및 기타 플랜지 장비에 연결됩니다. 플랜지 드릴링 패턴은 국제 표준을 준수합니다. ISO 7005, EN 1092-2 또는 AWWA C110/C153 — 적용 지역에 따라 다릅니다. 마개 끝 피팅은 푸시온 또는 기계식 조인트 소켓에 연결되어 피팅 전반에 걸쳐 조인트 시스템의 유연성을 유지합니다.

캡 및 플러그

엔드 캡은 파이프라인 섹션을 종료하고 블라인드 페이스의 전체 시스템 압력을 견뎌야 합니다. 이는 설치된 파이프라인의 정수압 테스트와 영구적인 막다른 구성에서 매우 중요합니다. 압력 적용을 위한 연성 철 캡은 일반적으로 인접한 파이프 시스템과 동일한 압력 등급으로 설계됩니다.

조인트 및 커플링 분해

해체 조인트를 사용하면 파이프를 절단하지 않고도 파이프라인에서 밸브와 장비를 제거할 수 있습니다. 길이 조절 메커니즘이 통합되어 있습니다. 일반적으로 ±50~±150mm의 축 이동 - 정기적인 유지 관리 접근이 필요한 펌프장, 수처리 공장 및 계량 챔버의 밸브 근처에 설치됩니다.

접합 시스템: 연성 철 피팅이 파이프라인에 연결되는 방법

연성 철 피팅과 함께 사용되는 조인트 유형에 따라 압력 용량, 허용 각도 편향 및 축 추력에 대한 제한이 결정됩니다. 네 가지 기본 접합 시스템이 사용됩니다.

푸시온(타이튼) 조인트

전 세계적으로 가장 널리 설치된 조인트 시스템입니다. 소켓 홈에 안착된 고무 개스킷은 조립 중에 파이프 꼭지에 의해 압축되어 볼트나 특수 도구 없이도 방수 씰이 생성됩니다. 표준 푸시온 조인트는 다음을 허용합니다. 3~5° 각도 편향 조인트별로 추가 굴곡 없이 완만한 곡선 주위에 설치할 수 있습니다. 본질적으로 축 추력에 대해 제한되지 않으며 일반적으로 굴곡부, T자형 및 막다른 골목에 콘크리트 추력 블록이나 구속된 조인트가 필요합니다.

메카니컬 조인트(MJ)

기계식 조인트는 글랜드 링, 고무 개스킷 및 볼트를 사용하여 파이프 꼭지 주위의 씰을 압축합니다. 그들은 제공합니다 향상된 각도 유연성(최대 5°) 플랜지 연결보다 유지 관리를 위해 분해가 가능합니다. 북미에서 널리 사용됨 AWWA C111/A21.11 , 기계식 조인트는 매설 수계 시스템의 연성 철 피팅과 밸브 사이의 표준 연결 방법입니다.

플랜지 조인트

플랜지 연결은 전면 또는 링 개스킷이 있는 볼트 체결식 대면 조인트를 사용합니다. 이는 견고하며(각도 편향이 허용되지 않음) 축 방향 추력에 대해 완전히 억제됩니다. 플랜지형 연성철 피팅은 정기적인 분해가 필요한 지상 설치, 펌프 스테이션, 밸브 챔버 및 공정 배관의 표준입니다. 압력 등급은 플랜지 등급을 따릅니다. PN10, PN16, PN25 또는 PN40 ISO/EN 시스템에서는 클래스 125/250, AWWA 시스템에서는 클래스 125/250입니다.

구속된 관절 시스템

구속된 조인트는 분할된 링 또는 잠금 메커니즘을 사용하여 소켓 내부의 파이프 마개를 잠그므로 추력이 가해졌을 때 축 방향으로 당겨지는 것을 방지합니다. 다음과 같은 시스템 TR FLEX, Lok-Ring 및 TYTON SIT 많은 설치에서 콘크리트 스러스트 블록이 필요하지 않으므로 굴착 비용이 많이 드는 도시 환경에서 설치 비용이 크게 절감됩니다. 구속된 조인트는 최대 허용 작동 압력과 저항할 수 있는 인발력에 따라 등급이 지정됩니다. 이 값은 시스템의 추력 계산과 비교하여 확인해야 합니다.

압력 등급 및 크기 범위

연성 철 파이프 피팅은 광범위한 공칭 직경과 압력 등급에 걸쳐 제조됩니다. 아래 표에는 국제 표준에 따른 일반적인 사양이 요약되어 있습니다.

연성 철 피팅의 벽 두께는 압력 등급과 공칭 직경에 따라 결정됩니다. ISO 2531에 따라 최소 벽 두께(e)는 다음과 같이 계산됩니다. e = K × (0.5 0.001 × DN) 여기서 K는 압력 등급 계수입니다. 이 공식은 더 큰 직경의 피팅이 동등한 후프 응력 저항을 유지하기 위해 비례적으로 더 두꺼운 벽을 갖도록 보장합니다.

코팅 및 라이닝: 내부 및 외부 부식 방지

순수 연성 철은 토양 환경과 물과의 접촉 모두에서 부식됩니다. 모든 상하수도용 연성주철 파이프 피팅에는 내부 라이닝과 외부 코팅이 표준으로 제공됩니다. 라이닝 및 코팅 시스템의 선택은 예상 서비스 수명을 달성하고 수질을 유지하는 데 중요합니다.

내부 라이닝

• 시멘트 모르타르 라이닝(CML): 식수 설비의 전역 기본값입니다. 최소 두께로 원심 방사하여 적용 3~6mm 직경에 따라 다름(ISO 4179 또는 AWWA C104에 따라). 시멘트 모르타르는 내부 pH를 ~12까지 높여 철 표면을 보호하고 부식을 방지합니다. 또한 매끄러운 표면 질감으로 인해 흐름이 약간 향상됩니다(Manning의 n ≒ 0.010–0.011).
• 폴리우레탄(PU) 안감: 박막(일반적으로 1.0~1.5mm ) 연수, 높은 염화물 환경 및 담수 배수를 포함한 공격적인 수질 조건에 대한 시멘트 모르타르의 대안입니다. NSF/ANSI 61 및 WRAS에 따라 음용수 접촉에 대해 승인되었습니다. CML보다 유압 저항이 낮은 부드러운 보어를 제공합니다.
• 에폭시 라이닝: 산업 응용 분야 및 공격적인 화학 물질을 취급하는 피팅에 사용됩니다. 고빌드 에폭시 코팅 250~400미크론 건조 필름 두께는 우수한 내화학성을 제공합니다. 일부 에폭시 제제는 음용수 접촉용으로 승인되었습니다.
• 역청 안감: 폐수를 운반하는 하수구 설비의 전통적인 라이닝입니다. 저렴한 비용으로 적당한 내화학성을 제공합니다. 장기적인 성능을 위해 많은 사양에서 폴리우레탄이나 에폭시로 대체됩니다.

외부 코팅

• 아연 금속 코팅 역청 마감: ISO 8179 표준 외부 코팅 시스템. 아연 기반 페인트(최소 130g/m² 아연 함량)은 열 분사 또는 정전기 도포를 통해 도포된 후 청색 역청 마감 코팅이 이어집니다. 아연은 희생적인 음극 보호 기능을 제공합니다. 역청은 수분 장벽을 제공합니다.
• 폴리에틸렌(PE) 슬리빙: 트렌치 피팅 주위에 배치된 느슨한 폴리에틸렌 튜브(AWWA C105 또는 ISO 8180에 따라)는 부식성 토양에 대한 추가 장벽을 제공합니다. 특히 염화물, 황산염, 유기산 함량이 높은 토양에 효과적입니다. 미국, 영국 등에서 널리 사용되는 저가형 보충보호 방식.
• 융합 결합 에폭시(FBE): 열경화성 분말 코팅을 정전기로 적용하고 높은 온도에서 경화합니다. 단단하고 연속적인 필름을 제작합니다. 300~500미크론 . 내마모성과 화학물질 노출이 우려되는 지상, 해양 및 산업 환경에서 사용됩니다.
• 폴리우레탄 외부 코팅: 공격적인 토양 환경을 위해 내부 라이닝과 쌍으로 적용됩니다. 감동 전류 음극 보호 시스템에서 뛰어난 유연성(취급에 중요)과 음극 분리에 대한 높은 저항성을 제공합니다.

연성 철관 피팅에 대한 주요 국제 표준

연성 철 피팅을 지정하려면 적용 지역 및 서비스 유형에 대한 올바른 표준을 참조해야 합니다. 주요 표준에는 재료 특성, 치수 공차, 압력 테스트 및 코팅 요구 사항이 포함됩니다.

추력 제한: 중요한 설계 고려 사항

가압 시스템에서 흐름 방향이나 파이프라인 단면의 모든 변화는 피팅에 순 추력을 생성합니다. 에서 작동하는 DN300 파이프라인의 90° 굴곡에서 10바 , 결과적인 추력은 다음을 초과할 수 있습니다. 70kN — 시간이 지남에 따라 구속되지 않은 관절을 분리하기에 충분합니다. 이 힘을 관리하는 것은 연성 철 피팅을 지정할 때 가장 중요한 설계 결정 중 하나입니다.

두 가지 기본 방법이 사용됩니다.

콘크리트 스러스트 블록

콘크리트는 트렌치 벽의 피팅과 지지면에 타설되어 추력을 주변 토양으로 전달합니다. 이는 안정적인 토양 조건에서 개방형 트렌치 설치에 여전히 널리 사용되는 전통적인 방법입니다. 필요한 지지 면적은 약한 지반의 추력과 허용 지반 지지 압력으로부터 계산됩니다(지지력 이하) 50kPa ), 추력 블록은 비현실적으로 커질 수 있습니다.

구속된 관절 시스템

구속된 조인트는 파이프-피팅 연결을 통해 인접한 파이프 스트링으로 추력을 전달하여 계산된 구속된 길이에 걸쳐 하중을 분산시킵니다. 이 접근 방식은 트러스트 블록 건설이 비실용적이거나 불가능한 비굴착 설치, 암석 조건 및 혼잡한 도시 환경에서 선호됩니다. 파이프 무게, 토양 마찰 계수 및 작동 압력을 고려하여 각 설치에 대해 제한 길이를 계산해야 합니다.

컴팩트 피팅과 전신 피팅: AWWA 구별 이해

북미 지역에서는 2차원 표준이 연성 철 피팅을 정의합니다.

• AWWA C110(전신 피팅): 더 긴 배치 길이로 전체 치수가 더 커졌습니다. DN75–DN1200(3"–48") 크기로 제공됩니다. 몸체가 클수록 접합 부위 주위에 더 많은 금속이 제공되므로 고압 또는 대구경 응용 분야에서 이러한 피팅이 선호됩니다.
• AWWA C153(컴팩트 피팅): 더 짧은 산란 길이 - 일반적으로 40~60% 더 짧아짐 C110 동급 제품보다 무게가 더 가볍습니다. DN75–DN600(3"–24")으로 제공됩니다. 크기가 작아지면 재료 비용이 낮아지고, 취급이 간편해지며, 좁은 설치 환경에서 굴착량이 줄어듭니다. 컴팩트 피팅은 본체 크기에 비해 벽이 더 두꺼워서 더 높은 압력 등급(350psi 대 250psi)을 제공합니다.

북미 지역 대부분의 도시 물 분배 프로젝트의 경우, AWWA C153 컴팩트 피팅 프로젝트별 조건이 전신 피팅을 선호하지 않는 한 이제 최대 24인치 크기의 기본 사양입니다.

연성 철 피팅과 대체 재료 비교

연성철 피팅은 파이프라인 프로젝트에서 PVC, HDPE 및 가공 강철 피팅과 경쟁합니다. 각 재료에는 경쟁력이 있거나 우수하다는 정의된 조건이 있습니다.

사양 체크리스트: 연성철 피팅 주문 시 정의해야 할 사항

완전한 피팅 사양은 올바른 제품이 공급되고 설치되도록 다음을 모두 정의해야 합니다.

1. 피팅 유형 및 형상: 굽힘 각도, 티 구성, 감속기 비율 또는 특수 피팅 설명
2. 공칭 직경(DN 또는 인치): 모든 콘센트는 리듀서, 티 및 크로스용으로 지정되어야 합니다.
3. 적용 가능한 표준: ISO 2531, EN 545, AWWA C110, AWWA C153 또는 기타 프로젝트에서 요구하는 사항
4. 압력 등급 또는 등급: C25, C30, C40, C64(ISO) 또는 250psi/350psi(AWWA)
5. 접합 시스템: 푸시온, 기계식 조인트, 플랜지형(플랜지 드릴링 등급 포함) 또는 구속형 조인트 유형
6. 내부 안감: 시멘트 모르타르(CML), 폴리우레탄, 에폭시 또는 역청 - 해당 표준 참조 포함
7. 외부 코팅: 아연 역청(ISO 8179), FBE, 폴리우레탄 또는 PE 슬리빙
8. 식수 승인: NSF/ANSI 61, WRAS 또는 필요한 경우 이에 상응하는 인증
9. 테스트 요구 사항: 수압 테스트 압력(일반적으로 2× 작동 압력 ), 치수검사, 코팅두께검증
10. 재료 인증: 화학적 및 기계적 테스트 결과와 함께 연성철 등급(ASTM A536 Grade 65-45-12 또는 이에 상응하는 등급)을 확인하는 공장 인증서