배관 구성시 일반적으로 직관, 피팅류, 밸브류로 구성이 되어있습니다. 많이 쓰이는 피팅류와 밸브류에 대해 알아보도록 하겠습니다.

피팅류는 배관의 방향 변경, 분기, 관경 변경 등을 위하여 직관에 부착되는 배관자재이다.

배관의 방향 전환을 위해 직관에 부착되는 설비이다. 이름 그대로 90° 배관 진행방향을 전환해 주는 설비이다. 배관은 건물 벽면을 따라 배치하는 것이 효율적인 경우가 많기 때문에, 건물은 주로 사각이고, 배관 진행방향도 그안에서 90°씩 전환하여 이동하는 경우가 많다. 배관이 평면상에서 90° 전환하는 경우뿐만아니라, 상하로 레벨 이동시에도 90° 엘보우가 2개 사용된다. 이 경우 관경이 크게 되면 정면에 간섭을 피해 상하로 레벨 이동하는 경우에 레벨 차가 커져서 또 다른 간섭을 유발하거나, 공간이 확보되지 않는 경우가 생긴다. 이러한 경우 45° 엘보우 2개를 사용하면 90° 엘보우 2개보다 훨씬 적은 레벨차로 이동이 가능하다.

또한 엘보우는 long과 short 엘보우로 구분되는데, 회전 반경이 큰것과 작은 것을 말한다. 일반적으로 long 엘보우를 많이 쓰는 이유는 각도 전환이 급격할 수록 마찰저항이 커지고, 유동 흐름에 방해가 생기기 때문이다.

TEE는 주배관이 직선으로 진행되면서, 옆으로 분기하는 배관이 필요할 때 사용된다. TEE가 많이 사용되는 곳은 예를 들어 시상수 배관이 건물 내 곳곳에 이어져서, 다양한 사용처에서 물 공급을 필요로 할때, 배관 구성이 복잡하고 다양하게 분기가 되는데, 이 때 TEE를 많이 사용하게 된다.

엄밀히 말하면 TEE는 정티와 R’TEE 로 구분된다. 정티는 주배관과 분기관의 관경이 같은 경우이다. R’TEE는 예를 들어 주배관이 100A일때 분기관은 65A 이처럼 관경이 작은 쪽이 90도 꺾여서 옆으로 나오는 부분이 된다. R’TEE 100x65A로 표기한다.

TEE가 사용되는 또 다른 경우를 살펴보면, 유량계나 전동밸브 등을 유지관리하기 위해 바이패스 배관을 계획하는데, 이 경우는 주배관에서 분기되는 TEE가 2개 추가되고, 바이패스 관쪽에 ELBOW도 2개 추가가 된다. 유량계나 전동밸브 고장시 배관에서 분리를 위해서 앞뒤로 수동밸브를 계획하며, 이 밸브들을 잠그고, 바이패스 관의 잠겨있던 밸브를 열면, 바이패스 관으로만 유체가 흐르게 된다.

REDUCER는 관경 변경시에 적용하는 배관자재입니다. 예를 들어 펌프 토출단 관경이 주배관경보다 작을때 관경 변경을 위해 사용됩니다. 표기는 RED 65x50A 이런식으로 큰 관경을 앞에 적어줍니다. 그렇게 통일하지 않으면, 수량 산출과 집계시에 같은 자재를 가지고, 2개로 따로 산출되어 작업이 비효율적이게 됩니다.

밸브류는 세부적으로 들어가면 정말 종류가 많습니다. 여기서는 많이 쓰인느 밸브 위주로 설명하도록 하겠습니다.

일반적으로 물배관에 가장 범용적으로 쓰이는 밸브입니다. 그렇지만 가정에서 흔히 보기는 어렵습니다. 가정에 공급하는 물배관은 15~25A정도로 소구경이기 때문입니다. 일반적으로 시설에 사용되는 65A이상의 배관에 많이 쓰입니다. 게이트 밸브를 외관상으로 보면, 위쪽에 커다란 핸들이 달려있는데, 이 핸들은 나사식으로 돌리게 되면, 밸브 내부에 디스크(물막음판)가 점진적으로 내려와서 경로를 막게 됩니다. 반대로 돌리면 열리게 됩니다. 상온의 물배관에서 많이 쓰입니다. 구조가 간단하며, 그 대신 고온 고압에는 대응이 어려운 단점이 있습니다.

볼밸브는 소구경 배관에 많이 쓰입니다. 게이트는 여닫는데 많은 핸들의 회전이 필요한데 반해서, 볼밸브는 90도 회전만으로 개폐가 용이합니다. 가정의 가스배관의 개폐 밸브로 주로 사용됩니다. 밸브 안에는 구 형태의 디스크가 있는데, 이 구안에 배관경과 동일한 관경으로 구멍이 나있습니다. 열었을 때는 구 안의 구멍과 배관의 진행방향과 일치하여 유체가 이어져 이송되게 되고, 밸브 손잡이를 90도 회전시에는 구안의 경로가 90도 변경되어 배관의 경로와 이어지지 않아서 닫히게 됩니다. 구조상 기밀성도 좋아서, 소구경의 물, 공기, 가스 배관에도 쓰입니다.

글로브 밸브는 외관상으로 위쪽에 핸들이 달려있는 것은 게이트 밸브와 같습니다. 그렇다면 동작도 핸들이 회전하면서 디스크가 위아래로 이동하는 개념은 같다는 것입니다. 하지만 디스크가 맞닿는 부분의 구조가 게이트 밸브와 다릅니다. 기밀을 최우선으로 디스크가 닫히는 부분에 직관에서 이송되는 방향과 90도 방향으로 꺾이도록 구조가 되어 있습니다. 이는 OPEN시에도 게이트 밸브보다 더 많은 저항을 일으키게 됩니다. 그러나 증기와 같은 고온 고압의 유체를 개폐로 제어하기 위해서는 이러한 구조가 필요하게 됩니다. 개폐시 디스크가 닫히는 방향과 유체의 흐름 방향에 따라서 OPEN시 저항이 덜 걸리게 할 수도 있고, CLOSE시에 저항이 덜 걸리게 계획할 수도 있습니다. 발전시설, 보일러, 터빈 등의 시설에는 P&ID를 보면 글로브 밸브가 많이 사용되는 것을 알 수 있습니다.

버터플라이 밸브는 물배관이나 공기배관에 많이 사용됩니다. 버터플라이 배관의 장점은 밸브를 구성하는 자재의 양이 매우 적습니다. 그에 따라 동일 구경 다른 밸브에 비해 저렴한 장점이 있습니다. 또한 원판이 차지하는 두께 외의 길이가 많이 소요되지 않습니다. 이 말은 밸브 자체가 유체 이송방향의앞뒤로 차지하는 공간이 작다는 것입니다. 밸브의 개폐도 간단하여, 원판에 중심축이 밸브 위로 이어져 있고, 이 손잡이를 90도 회전하면 원판이 회전하면서 관경을 완전히 막거나, 아니면 관로의 중심축 외의 공간은 열려 있게 됩니다. OPEN시에도 원판의 옆면 만큼 유동의 저항이 발생합니다. 또한 물배관의 경우에 이물질이 함께 섞여 있는 경우, 특히 머리카락 등의 물질은 원판 옆면을 흐르면서 걸리는 경우가 발생하기 때문에, 유체의 특성을 고려하여 적용하여야 합니다. 또한 완전 개폐의 기능뿐 아니라, 유량 조절을 위하여 밸브 각도를 조정하여 사용이 가능합니다. 공기배관에서 여러 구간으로 배관이 분기될 때 이러한 용도로 많이 사용됩니다.

체크 밸브는 역지밸브 라고도 불립니다. 역류를 방지하는 밸브라는 뜻입니다. 일반적으로 펌프와 배관을 구성할 때 펌프는 상용과 예비기로 계획이 되고, 배관도 펌프1,2와 연결되어 목적지로 향하게 됩니다. 이때 펌프1이 가동하는데, 이송되는 유체가 펌프2의 유입부로 다시 빠져나가거나 펌프2의 임펠러에 영향을 줄 수 있습니다. 이 떄 펌프1과 2의 후단에 체크밸브를 계획하면, 역방향으로 이송되는 유체에 대하여 밸브가 닫히는 구조로 이루어져 있기 때문에 목적지로만 유체가 이송되게 됩니다. 펌프가 교번운전을 한다거나 할때 운영자가 일일이 펌프 후단의 밸브 들을 개폐하며 관리하지 않아도 체크밸브가 있음으로써, 전기적인 신호만으로 펌프를 가동해도 문제가 없게 됩니다. 또한 펌프 후단에는 플랙시블, 체크, 게이트 밸브가 계획이 되는데, 플랙시블과 체크 사이에 압력계를 두는 이유는 펌프가 가동하다가 멈출때 배관에 있는 물이 역으로 펌프쪽으로 일시에 쏠림현상이 일어나는데 이러한 압력이 압력계의 고장에 영향을 주기 때문에, 역으로 흐름이 발생하지 않도록 체크밸브가 방지하여 압력계의 보호기능도 합니다.