플랜트 각종 배관이 이어진 모습

플랜트 기계 설계 – 배관도의 작성

Last Updated: 2024-09-05By

배관도는 기계배치도 상에 배관의 흐름을 포함하여 작성한 도면이다. 평면도와 단면도로 구성되어 있으며, 배관이 적은 간단한 시설은 평면도만으로 충분히 이해가 가능한 경우에는 평면도만 작성하는 경우도 있다. 배관은 유지관리자의 동선에 방해되지 않는 천장쪽 상부와 벽면에 주로 계획하는 경우가 많으며, 여러개 라인이 함께 배치되는 경우에는 배관지지대를 고려하여 단별로 레벨을 정리하여 계획하게 된다. 상부에 계획하더라도, 밸브 교체 등 유지관리를 고려하여 상하부와 좌우에 관리를 위한 여유공간을 계획하여야 한다.

1) P&ID와 일치

배관도는 P&ID의 시작점과 도착점을 기준으로 설계한다. 배관 수량이 내역으로 반영되기까지는 P&ID-배관도-ISO-수량산출서-내역서 순으로 반영되며, 이 과정에서 한부분이라도 누락되는 배관라인은 공사비에서 누락되기 때문에 P&ID상의 수백에서 많게는 수천개의 배관라인을 배관도에 작성할 때는 누락되지 않게 작성하는 것이 가장 중요하다.

배관도를 작성후에 P&ID와 대조하는 것은 시간이 많이 소요되므로, 그리면서 바로 작성한 배관도는 P&ID에 체크해두는 것이 좋으며, 가장 중요한 것은 배관도를 전부 작성한 후에 P&ID에 체크 안된 배관이 있는지 확인해 보는 것이다. P&ID상에는 잘 보이지 않게 짧은 길이로 그려진 드레인 배관이 실제 수십에서 수백m의 배관일 수 있으므로, 누락된 부분이 없는지 면밀히 검토한다.

또한 배관 전체 금액에서 밸브의 금액이 상당 부분을 차지하므로, 밸브의 누락이 없도록 작성한다. 배관도를 작성하다 보면, P&ID에 미처 작성하지 못한 밸브들이 떠오르는 경우가 생기므로, 이때는 P&ID와 배관도에 보완하도록 한다.

2) 유체특성과 이송압을 고려

배관을 계획할 때 물론 P&ID와 배치도상에 시작점과 도착점(대개 설비의 플랜지나 저장조, 수조 등)이 정해져 있으며 경로를 설계하는 것이다. 경로는 수평적인 경로뿐만아니라 상하레벨도 계획하여야 하며, 상하 이동시에는 유체의 종류에 따라서 침전이나 막힘 등이 발생할 수 있으므로, 이송되는 유체의 성질과 이송압을 고려하여야 한다.

유체의 성질이 공기나 가스의 경우 포함된 습기가 이송 도중에 배관의 하부에 점차적으로 차올라서 막힘이 발생할 수 있으므로 U자형 배관의 경우는 드레인을 계획하여야 한다. 또한 맑은 물이 아닌 슬러지 등 이물질이 많은 혼합된 폐수의 경우에는 U자형 배관에 이물질이 침전되어 막힘이 발생할 수 있기 때문에 유지관리를 위한 드레인을 계획하고 상부 역 U자관에는 물 속의 공기가 분리되어 상부 배관에 차게되면 배관 흐름을 막을 수 있으므로, 공기변을 계획하여야 한다. 가장 좋은 것은 배관루트 상에 불필요한 U자 구간을 계획하지 않는 것이, 향후 시설 관리면에서도 편리하므로, 이를 고려하여 배관 루트를 계획하도록 한다. 또한 협잡물 이송 공기압 컨베이어의 경우 이송라인의 마모가 심하므로 곡관의 반경을 크게하고, 바깥쪽을 배관으로 덧대어 시공하는 경우도 있다. 또한 막힘이 많아 현장에서 분해하는 경우가 많으므로, 일정 길이마다 플랜지처리하여 분리가 원활하도록 계획한다.

배관이 드레인배관인 경우에 출발하는 설비의 레벨을 고려하여 상하 이동을 해야하며, 자연유하 배관은 되도록 U자 공간을 만들지 않고 바로 배출되는 것이 좋다. 압송 배관인 경우 자연유하 배관보다는 상하 이동이 자유로우나, 앞서 이야기한 유지관리 개소가 늘어나게 되므로, 이를 고려하여 계획하고, 배관 손실의 실양정 계산시에 최고점의 높이를 반영하도록 한다.

3) 배관지지대

배관지지대는 배관이 가는 경로에 부가적으로 설치되는 것으로만 생각할 수 있으나, 배관 루트 계획시부터 배관지지대를 고려하지 않으면, 여러 타입, 여러 길이의 배관지지대가 만물상처럼 필요하게 되어 시공상의 불편뿐만 아니라 수량산출서 작성도 비효율적이게 된다. 통일된 10타입으로 작성할 수 있는 배관지지대를 신경쓰지 않으면 수십개의 배관지지대 타입이 필요할 수 있다. 배관은 지지의 효율성 측면에서 벽면을 타고 가는 것이 지지대가 가장 효율적이며 그 다음 천장에 L이나 U자 타입이며, 하부에서 올라오는 배관지지대의 경우에는 지지대 자체의 금액도 많이 소요되며, 유지관리자의 이동동선이나 설비의 배치공간에 간섭되는 경우가 많으므로 효율적이지 않다. 여러 배관이 배치되는 경우는 관경과 보온을 고려하여 배관 간의 간격을 계획하고, 밸브 등을 고려하여 상하 배관의 레벨차를 계획한다. 천장 최상부에는 전기트레이가 계획될 수 있으므로, 배관 상부에 적어도 0.5~1m 정도는 전기분야에서 공간을 활용할 여유가 있어야 한다.

4) 배관레벨과 BOP, TOP

배관 레벨의 표기는 일반적으로 BOP로 표기하는데, 이는 배관하부끝의 레벨을 의미하며, bottom of pipe의 약자이다. TOP는 top of pipe의 약자로 배관 윗단의 레벨을 의미한다. 탈취배관 등 관경이 1m가 넘는 경우 큰 배관의 경우에는 편심레듀셔를 사용하여, 배관 윗단이 일렬로 배치되고, 아랫단이 점점 관경이 축소되며 위로 올라오도록 계획할수 있는데, 이때는 TOP로 통일해서 배관 레벨을 계획하면, 배관 관경이 줄어드는 공간을 실 하부 공간으로 활용하여 사용할 수 있게 된다. 1000A에서 500A로 줄어들게 되면 BOP 로 통일하여 계획시에는 500이란 공간이 천장쪽에 생기게 되지만, TOP로 통일하여 계획하면 하부 500을 활용할 수 있으므로 공간적으로 효율적이다.

5) 옥외배관

옥외배관의 경우에 지상에 설치하는 경우는 배관지지대용 콘크리트 패드 등을 필요시에 하부에 설치해야 하는 경우 토목분야여 협의하여 계획하도록 한다. 매립의 경우에는 동결심도, 차량의 이동시 하중, 토압 등을 고려하여 레벨을 계획하고, 터파기 등을 고려하면, 배관이 설치되는 폭보다 실제 토공사 폭은 더 넓으므로, 공사가 가능한지 반드시 토목분야와 협의하여 계획하여야 한다. 지하매립배관은 향후 수시로 유지관리가 어려우므로, 막힘 등이 잦을 것으로 예상되는 배관의 경우에는 맨홀을 중간지점에 계획하여 유지관리가 가능하도록 계획하여야 한다.

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