고압 배관용 탄소강관이란? 정의, 규격, 특성, 제조방식, 수입 현황, 유통까지 한눈에 알아보기
고압 배관용 탄소강관은 일반적으로 350℃ 이하의 온도 조건에서 사용 압력이 10Mpa 이상인 환경에 적용되는 강관입니다. 주로 암모니아 가스 배관, 내연기관 연료 분사관 등과 같이 높은 압력과 안전성이 요구되는 분야에서 사용됩니다. 또한, 각국의 규격에 따라 명칭과 구분이 다른데, 국내는 KS 규정 (KS D 3564)에서 SPPH로, 일본은 JIS 규정 (JIS G 3455)에서 STPG로 명시되어 있습니다.
고압 배관용 탄소강관의 규격과 스케줄 번호
고압 배관용 탄소강관은 스케줄 번호(Sch #)로 두께가 구분되며, 주로 다음과 같이 나뉩니다.
- Sch #40
- Sch #60
- Sch #80
- Sch #100
- Sch #120
- Sch #140
- Sch #160
스케줄 번호는 수압시험 압력(Mpa)을 기준으로 구분됩니다. 같은 외경이라도 스케줄 번호가 달라지면 두께가 변하기 때문에 현장에서는 흔히 "스케쥴 파이프"라고 불립니다.
제조 방식과 특징
압력 배관용 탄소강관은 원재료에 따라 두 가지 방식으로 제조됩니다.
- 용접관 (ERW, Electric Resistance Welding) 코일재 또는 후판을 절단하여 파이프 밴더나 로타리 밴더로 말아 전기저항용접을 통해 제조되며, 용접부위를 연마하여 마무리됩니다.
- 심레스관 (SMLS, Seamless Pipe) 고체 강괴를 뚫어 제조되며, 용접부위가 없어 강도가 높습니다. 그러나 국내에서는 심레스관을 제조하지 않고, 대부분 해외(주로 중국)에서 수입됩니다.
국내외 유통 및 사용 현황
국내 파이프 제조사는 ERW 방식의 용접관을 주로 생산하며, 심레스관은 중국, 일본 등 해외에서 수입되는 경우가 많습니다. 특히 고압 조건에서 심레스관의 수요가 많지만, 국내 생산 인프라가 없어 수입 의존도가 높은 실정입니다.
길이와 유통 단위
압력 배관용 탄소강관은 일반적으로 4m ~ 7m 길이로 생산되며, 시중에서는 6m 단위로 거래되는 경우가 가장 많습니다. 거래 시 낱본 단위로 유통되는 것이 일반적입니다.
정리
고압 배관용 탄소강관은 높은 압력과 안전성이 요구되는 환경에서 사용되며, 스케줄 번호에 따라 두께와 내압 성능이 달라집니다. 또한 국내에서는 용접관이 주력으로 제조되며, 심레스관은 해외 수입에 의존하고 있습니다. 따라서 설계 및 시공 시 반드시 압력 조건, 규격, 제조 방식을 충분히 고려해야 합니다.
원형파이프 - 고압 배관용 KS 규정
고압 배관용 탄소강관은 높은 압력 환경에서 안전하게 사용하기 위해 엄격한 KS 규정을 따릅니다. 아래 표는 KS D 3564 (2019년 개정)에 따른 표준명, 적용범위, 강종(종류)을 정리한 내용입니다.
| 구 분 | 현 황 |
|---|---|
| 표준명 | 고압 배관용 탄소강관 (Carbon steel pipes for High Pressure service) |
| KS Code | KS D 3564 (2019년 개정) |
| 적용범위 | 350 ℃ 정도 이하에서 사용 압력이 높은 배관에 사용하는 탄소 강관 |
| 종 류 |
|
위 규정에 따라 고압 배관용 탄소강관은 고온·고압 환경에서 내구성과 안정성을 보장하며, 산업 현장에서는 주로 화학 플랜트, 발전소, 가스 및 유류 배관 등에 사용됩니다.
원형파이프 - 고압 배관용 화학 성분
고압 배관용 탄소강관은 높은 압력과 온도 환경에서 안정적으로 사용되기 위해 철저한 화학 성분 규정을 따릅니다. 아래 표는 SPPH 250과 SPPH 315 강종의 화학 성분을 정리한 내용입니다.
| 강종 | C | Si | Mn | P | S |
|---|---|---|---|---|---|
| SPPH 250 | 0.30 ↓ | 0.10 ~ 0.35 | 0.30 ~ 1.40 | 0.035 ↓ | 0.035 ↓ |
| SPPH 315 | 0.33 ↓ | 0.10 ~ 0.35 | 0.30 ~ 1.50 | 0.035 ↓ | 0.035 ↓ |
위 성분 기준에 따라 고압 배관용 탄소강관은 내식성과 내열성이 강화되며, 특히 Mn(망간) 성분의 범위를 확장하여 강도의 균형을 유지합니다. 이는 고온·고압 환경에서도 장기간 안정적으로 사용할 수 있도록 돕습니다.
원형파이프 - 고압 배관용 기계적 성질
고압 배관용 탄소강관은 높은 압력과 온도를 견디기 위해 강도와 연신율 등 기계적 성질이 중요한 요소입니다. 아래 표는 SPPH 250과 SPPH 315 강종의 항복강도, 인장강도, 연신율 시험 결과를 정리한 내용입니다.
| 강종 | 항복점/항복강도 (N/mm²) |
인장강도 (N/mm²) |
연신율 (%) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 11호 · 12호 시험편 (세로 방향) |
5호 시험편 (가로 방향) |
4호 시험편 (가로 방향) |
4호 시험편 (세로 방향) |
|||
| SPPH 250 | 250 ↑ | 410 ↑ | 25 ↑ | 20 ↑ | 19 ↑ | 24 ↑ |
| SPPH 315 | 315 ↑ | 490 ↑ | 25 ↑ | 20 ↑ | 17 ↑ | 22 ↑ |
- 항복강도: SPPH 315가 SPPH 250보다 높아 더 높은 압력 조건에서도 안정적입니다.
- 인장강도: 최대 인장강도 역시 SPPH 315가 우수하여 고압 환경에 적합합니다.
- 연신율: 시험편 방향(세로/가로)에 따라 수치가 다르며, SPPH 250이 상대적으로 더 높은 연신율을 보여 가공성에서 이점을 가집니다.
원형파이프 - 고압 배관용 수압 시험 압력
고압 배관용 탄소강관은 안전성과 내구성을 확보하기 위해 수압 시험을 통해 압력 저항 성능을 검증합니다. 아래 표는 스케줄 번호(SCH)에 따른 시험 압력을 정리한 내용으로, 배관 설계와 시공 시 중요한 참고 자료가 됩니다.
※ 1 Mpa = 1 N/㎟ (10.197162 kgf/㎠)
| SCH 번호 | SCH 40 | SCH 60 | SCH 80 | SCH 100 | SCH 120 | SCH 140 | SCH 160 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 시험 압력 (N/㎟) | 6.0 | 9.0 | 12.0 | 15.0 | 18.0 | 20.0 | 20.0 |
- SCH 40: 6.0 N/㎟ 수준의 수압에 견딜 수 있습니다.
- SCH 80: 중간 압력용으로 12.0 N/㎟까지 버틸 수 있습니다.
- SCH 160: 가장 높은 등급으로 20.0 N/㎟의 압력까지 견디며, 고압 환경에서 사용됩니다.
원형파이프 - 고압 배관용 제품 현황
고압 배관용 원형파이프의 기본 규격과 단위 무게 계산식을 포함한 제품 현황표입니다. 본 표는 실제 현장에서 적용되는 표준 단위와 단가 기준을 명확히 하여, 설계 및 시공 시 참고할 수 있도록 구성되어 있습니다.
| 구 분 | 현 황 |
|---|---|
| Size | 6A ~ 650A |
| 길 이 | 시중 재고 6m (4m ~ 7m) |
| 포장단위 | 낱본 단위 |
| 단가기준 | 각 Size별 표준길이(6m)를 기준하여 본당 단가 적용 |
| 단위무게 계산식 | 단위무게(kg/m) = 0.02466 × t (D - t) (예) 20A 단위무게 (kg/m) 바깥지름 (D = 27.2mm), 두께 (t = 3.9mm) W = 0.02466 × 3.9 × (27.2 - 3.9) = 2.24 kg/m |
- Size: 소구경 6A부터 대구경 650A까지 다양한 사이즈 제공
- 길이: 일반적으로 6m 규격으로 거래되며, 4m~7m 범위 내 재고도 유통
- 포장 단위: 낱본 단위로 관리되어 필요 수량만큼 발주 가능
- 단가 기준: 표준길이 6m를 기준으로 본당 단가가 적용됨
- 단위 무게: 외경과 두께를 활용하여 계산 가능, 실제 시공 시 정확한 무게 산출에 활용
원형파이프 - 고압 배관용 규격표
고압 배관용 원형파이프의 규격표입니다. Sch 40, Sch 60, Sch 80, Sch 100의 두께(m/m) 및 중량(kg/m)을 포함하여 호칭(A)과 외경(m/m)을 기준으로 정리하였습니다. 실제 설계 및 시공에서 압력 조건에 따른 선택 기준으로 활용되며, 각 스케줄 번호(Sch)에 따라 두께와 단위 중량이 달라집니다.
| 규 격 |
단위중량 (kg/m) |
중량(kg) |
| 6A - SCH40(1.7T) | 0.369 | 2.2 |
| 6A - SCH60(2.2T) | 0.450 | 33.8 |
| 6A - SCH80(2.4T) | 0.479 | 2.9 |
| 8A - SCH40(2.2T) | 0.629 | 3.8 |
| 8A - SCH60(2.4T) | 0.675 | 4.1 |
| 8A - SCH80(3.0T) | 0.799 | 4.8 |
| 10A - SCH40(2.3T) | 0.851 | 2.6 |
| 10A - SCH60(2.8T) | 1.00 | 6.0 |
| 10A - SCH80(3.2T) | 1.11 | 6.7 |
| 15A - SCH40(2.8T) | 1.31 | 3.9 |
| 15A - SCH60(3.2T) | 1.46 | 8.8 |
| 15A - SCH80(3.7T) | 1.64 | 9.8 |
| 15A - SCH160(5.5T) | 1.97 | 11.8 |
| 20A - SCH40(2.9T) | 1.74 | 10.4 |
| 20A - SCH60(3.4T) | 2.00 | 12.0 |
| 20A - SCH80(3.9T) | 2.24 | 13.4 |
| 20A - SCH160(5.5T) | 2.94 | 17.6 |
| 25A - SCH40(3.4T) | 2.57 | 30.8 |
| 25A - SCH60(3.9T) | 2.89 | 17.3 |
| 25A - SCH80(4.5T) | 3.27 | 19.6 |
| 25A - SCH160(6.4T) | 4.36 | 52.3 |
| 32A - SCH40(3.6T) | 3.47 | 20.8 |
| 32A - SCH60(4.5T) | 4.24 | 25.4 |
| 32A - SCH80(4.9T) | 4.57 | 27.4 |
| 32A - SCH160(6.4T) | 5.73 | 29,796.0 |
| 40A - SCH40(3.7T) | 4.10 | 24.6 |
| 40A - SCH60(4.5T) | 4.89 | 29.3 |
| 40A - SCH80(5.1T) | 5.47 | 32.8 |
| 40A - SCH160(7.1T) | 7.27 | 43.6 |
| 50A - SCH20(3.2T) | 4.52 | 27.1 |
| 50A - SCH40(3.9T) | 5.44 | 5.4 |
| 50A - SCH60(4.9T) | 6.72 | 40.3 |
| 50A - SCH80(5.5T) | 7.46 | 6.7 |
| 50A - SCH160(8.7T) | 11.1 | 66.6 |
| 65A - SCH20(4.5T) | 7.97 | 47.8 |
| 65A - SCH40(5.2T) | 9.12 | 54.7 |
| 65A - SCH60(6.0T) | 10.4 | 62.4 |
| 65A - SCH80(7.0T) | 12.0 | 72.0 |
| 65A - SCH160(9.5T) | 15.6 | 93.6 |
| 80A - SCH20(4.5T) | 9.39 | 56.3 |
| 80A - SCH40(5.5T) | 11.3 | 67.8 |
| 80A - SCH60(6.6T) | 13.4 | 80.4 |
| 80A - SCH80(7.6T) | 15.3 | 76.5 |
| 80A - SCH160(11.1T) | 21.4 | 128.4 |
| 90A - SCH20(4.5T) | 10.8 | 64.8 |
| 90A - SCH40(5.7T) | 13.5 | 81.0 |
| 90A - SCH60(7.0T) | 16.3 | 97.8 |
| 90A - SCH80(8.1T) | 18.7 | 112.2 |
| 90A - SCH160(12.7T) | 27.8 | 166.8 |
| 100A - SCH20(4.9T) | 13.2 | 79.2 |
| 100A - SCH40(6.0T) | 16.0 | 80.0 |
| 100A - SCH60(7.1T) | 18.8 | 112.8 |
| 100A - SCH80(8.6T) | 22.4 | 134.4 |
| 100A - SCH120(11.1T) | 28.2 | 7,050.0 |
| 100A - SCH160(13.5T) | 33.6 | - |
| 125A - SCH20(5.1T) | 16.9 | 101.4 |
| 125A - SCH40(6.6T) | 21.7 | 130.2 |
| 125A - SCH60(8.1T) | 26.3 | 157.8 |
| 125A - SCH80(9.5T) | 30.5 | 183.0 |
| 125A - SCH120(12.7T) | 39.8 | 238.8 |
| 125A - SCH160(15.9T) | 48.6 | 291.6 |
| 150A - SCH20(5.5T) | 21.7 | 130.2 |
| 150A - SCH40(7.1T) | 27.7 | 166.2 |
| 150A - SCH60(9.3T) | 35.8 | 214.8 |
| 150A - SCH80(11.0T) | 41.8 | 627.0 |
| 150A - SCH120(14.3T) | 53.2 | 319.2 |
| 150A - SCH160(18.2T) | 66.0 | 396.0 |
| 200A - SCH20(6.4T) | 33.1 | 1,485.4 |
| 200A - SCH30(7.0T) | 36.1 | 216.6 |
| 200A - SCH40(8.2T) | 42.1 | 252.6 |
| 200A - SCH60(10.3T) | 52.3 | 52,300.0 |
| 200A - SCH80(12.7T) | 63.8 | 56.1 |
| 200A - SCH100(15.1T) | 74.9 | 449.4 |
| 200A - SCH120(18.2T) | 88.9 | 533.4 |
| 200A - SCH140(20.6T) | 99.4 | 596.4 |
| 200A - SCH160(23.0T) | 110 | 660.0 |
| 250A - SCH20(6.4T) | 41.2 | 247.2 |
| 250A - SCH30(7.8T) | 49.9 | 239.5 |
| 250A - SCH40(9.3T) | 59.2 | 177.6 |
| 250A - SCH60(12.7T) | 79.8 | 478.8 |
| 250A - SCH80(15.1T) | 93.9 | 563.4 |
| 250A - SCH100(18.2T) | 112 | 672.0 |
| 250A - SCH120(21.4T) | 130 | 780.0 |
| 250A - SCH140(25.4T) | 152 | 912.0 |
| 250A - SCH160(28.6T) | 168 | 1,008.0 |
| 300A - SCH20(6.4T) | 49.3 | 295.8 |
| 300A - SCH30(8.4T) | 64.2 | 385.2 |
| 300A - SCH40(10.3T) | 78.3 | 117.5 |
| 300A - SCH60(14.3T) | 107 | 642.0 |
| 300A - SCH80(17.4T) | 129 | 129.0 |
| 300A - SCH100(21.4T) | 157 | 942.0 |
| 300A - SCH120(25.4T) | 184 | 1,104.0 |
| 300A - SCH140(28.6T) | 204 | 1,224.0 |
| 300A - SCH160(33.3T) | 234 | 1,404.0 |
| 350A - SCH10(6.4T) | 55.1 | 330.6 |
| 350A - SCH20(7.9T) | 67.7 | 406.2 |
| 350A - SCH30(9.5T) | 81.1 | 486.6 |
| 350A - SCH40(11.1T) | 94.3 | 565.8 |
| 350A - SCH60(15.1T) | 127 | 762.0 |
| 350A - SCH80(19.0T) | 158 | 948.0 |
| 350A - SCH100(23.8T) | 195 | 1,170.0 |
| 350A - SCH120(27.8T) | 225 | 1,350.0 |
| 350A - SCH140(31.8T) | 254 | 1,524.0 |
| 350A - SCH160(35.7T) | 282 | 423,000.0 |
| 400A - SCH10(6.4T) | 63.1 | 378.6 |
| 400A - SCH20(7.9T) | 77.6 | 4,656.0 |
| 400A - SCH30(9.5T) | 93.0 | 558.0 |
| 400A - SCH40(12.7T) | 123 | 738.0 |
| 400A - SCH60(16.7T) | 160 | 960.0 |
| 400A - SCH80(21.4T) | 203 | 1,218.0 |
| 400A - SCH100(26.2T) | 246 | 1,476.0 |
| 400A - SCH120(30.9T) | 286 | 1,716.0 |
| 400A - SCH140(36.5T) | 333 | 1,998.0 |
| 400A - SCH160(40.5T) | 365 | 2,190.0 |
| 450A - SCH10(6.4T) | 71.1 | 426.6 |
| 450A - SCH20(7.9T) | 87.5 | 525.0 |
| 450A - SCH30(11.1T) | 122 | 732.0 |
| 450A - SCH40(14.3T) | 156 | 936.0 |
| 450A - SCH60(19.0T) | 205 | 1,230.0 |
| 450A - SCH80(23.8T) | 254 | 190.5 |
| 450A - SCH100(29.4T) | 310 | 1,860.0 |
| 450A - SCH120(34.9T) | 363 | 2,178.0 |
| 450A - SCH140(39.7T) | 409 | 2,454.0 |
| 450A - SCH160(45.2T) | 459 | 126.2 |
| 500A - SCH10(6.4T) | 79.2 | 950.4 |
| 500A - SCH20(9.5T) | 117 | 128.7 |
| 500A - SCH30(12.7T) | 155 | 930.0 |
| 500A - SCH40(15.1T) | 184 | 1,104.0 |
| 500A - SCH60(20.6T) | 248 | 1,488.0 |
| 500A - SCH80(26.2T) | 311 | 1,866.0 |
| 500A - SCH100(32.5T) | 381 | 2,286.0 |
| 500A - SCH120(38.1T) | 441 | 2,646.0 |
| 500A - SCH140(44.4T) | 508 | 3,048.0 |
| 500A - SCH160(50.0T) | 565 | 3,390.0 |
| 550A - SCH10(6.4T) | 87.2 | 523.2 |
| 550A - SCH20(9.5T) | 129 | 774.0 |
| 550A - SCH30(12.7T) | 171 | 1,026.0 |
| 550A - SCH40(15.9T) | 213 | 1,278.0 |
| 550A - SCH60(22.2T) | 294 | 1,764.0 |
| 550A - SCH80(28.6T) | 374 | 2,244.0 |
| 550A - SCH100(34.9T) | 451 | 2,706.0 |
| 550A - SCH120(41.3T) | 527 | 3,162.0 |
| 550A - SCH140(47.6T) | 600 | 3,600.0 |
| 550A - SCH160(54.0T) | 672 | 4,032.0 |
| 600A - SCH10(6.4T) | 95 | 571.2 |
| 600A - SCH20(9.5T) | 141 | 846.0 |
| 600A - SCH30(14.3T) | 210 | 1,260.0 |
| 600A - SCH40(17.5T) | 256 | 1,536.0 |
| 600A - SCH60(24.6T) | 355 | 2,130.0 |
| 600A - SCH80(31.0T) | 442 | 2,652.0 |
| 600A - SCH100(38.9T) | 547 | 3,282.0 |
| 600A - SCH120(46.0T) | 639 | 3,834.0 |
| 600A - SCH140(52.4T) | 720 | 4,320.0 |
| 600A - SCH160(59.5T) | 807 | 4,842.0 |
| 650A - SCH10(7.9T) | 103 | 618.0 |
| 650A - SCH20(12.7T) | 203 | 1,218.0 |
| 650A - SCH40(18.9T) | 299 | 1,794.0 |
| 650A - SCH60(26.4T) | 413 | 2,478.0 |
| 650A - SCH80(34.0T) | 525 | 3,150.0 |
| 650A - SCH100(41.6T) | 635 | 3,810.0 |
| 650A - SCH120(49.1T) | 740 | 4,440.0 |
| 650A - SCH140(56.6T) | 843 | 5,058.0 |
| 650A - SCH160(64.2T) | 944 | 5,664.0 |
- 호칭 A: 배관의 구분 규격 단위
- 외경: 배관의 외부 지름 (mm 단위)
- Sch (Schedule): 파이프 두께 및 압력 내구성을 결정하는 기준
- kg/m: 각 규격별 단위 길이(1m)당 무게
- 동일 외경이라도 Sch 번호에 따라 두께와 무게가 달라지므로 설계 조건에 따라 적절한 규격 선택 필요
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