플랜트 기계 설계 – ISO의 작성
기계 설계를 위해 소요되는 기간 중에 배관도, ISO, 수량산출서 작성에 소요되는 기간이 가장 많이 소요되며, 그만큼 인력과 시간의 소모가 크므로, 정확도를 높이면서도 이 기간을 효율적으로 줄일 수 있느냐가 설계의 경제성 확보에 중요한 부분이다. 그 중에서도 경험에 따라 소요시간과 설계 품질에 차이가 많이 발생하는 배관도 작성과는 다르게, ISO와 수량산출서는 설계 초급자가 가장 쉽게 접근할 수 있는 기능적인 업무라고도 할 수 있으며, 이 업무를 수행하면서 배관도에 익숙해지는 시간이 되기도 한다. 기능적인 업무라고 말한 이유는 배관도 작성시에는 루트와 유체 특성 등을 고려하여 고민을 통해 설계해 나가는 면이 있으나, ISO와 수량산출서는 배관도를 보고 그대로 형식에 맞게 ISO도면을 작성하고, 산출기준에 따라 그대로 작업하는 업무이기 때문이다.
1) ISO 설계 프로그램
ISO도면에 대해 우선 간단히 설명하면, 배관도의 배관 라인은 평면상 동서방향과 남북방향으로 이동하고, 상하로도 이동하게 된다. 이러한 3D공간의 이동을 ISO의 평면용지에 표현하기 위하여 X방향 좌표는 평면상 동서, 남북 방향으로의 이동을 의미하고, 상하방향은 I방향으로 표기하게 된다. 배관의 루트에 따라 직선들을 그려주고, 그 안에 배관 길이, 밸브 종류, 플랜지 등으 표기하여, 수량산출 목적용 도면을 작성하는 것이다.
ISO 설계하는 프로그램으로 기본적인 설계 프로그램인 CAD를 사용하는 방법이 있다. 배관도를 보고, CAD상의 ISO용 좌표를 이용하여 작성하는 방법이다. 이러한 경우 수량산출도 인력으로 카운팅하게 된다.
앞서 말한 일반적이고 고전적인 작성방법 외에 자동화된 방법들도 나오고 있다. ISO는 배관도를 기반으로 작성하기 때문에, 배관도 작성 프로그램부터 ISO 및 수량산출이 가능하도록 프로그램이 제작되어 나오고 있다. ISO 작성을 위해서는 3차원 공간의 인식이 필요하기 때문에 배관도부터 3D로 작업이 필요하다. 고가의 대형 플랜트에는 이러한 툴을 사용할 것으로 생각되나, 일반적인 국가 시설의 설계에서는 이 3D프로그램이 사용되지 않는 몇가지 이유가 있다. 첫째는 배관도의 기본 배경도면이 되는 토목,건축도면과 기자재 도면들이 3D로 공급되지 않는다. 여전히 대부분 2D설계를 하고 있는 실정이며, 기자재의 경우, 수십억대의 대형 기자재가 아닌 이상, 대부분의 업체는 2D도면 공급이 한계인 현실이다. 배경도면이 2D인데, 그 위에 3D배관도를 그린다는 것은 평단면도 작성에 서로 매치가 되지 않고, 작업이 어렵게 된다. 둘째는 3D작성 프로그램이 배관 라인 1개를 ISO로 변형하는데 많은 시간이 소요된다는 점이다. 물론 컴퓨터 사양이 발달함에 따라 향후 개선될 수 있는 문제이긴 하다. 셋째는 ISO 는 수량산출을 위함이며, 내역의 일위대가 등 산출자가 정하는 산출 범위에 따라 묶어서 처리할 수 있는 수량도 있는데, 산출자의 기준을 자유롭게 적용하는데 어려움이 있고, 단순히 프로그램에서 산출되는 기준으로 산출되어 오히려 수량집계나 내역에서 불편한 부분도 발생하는 것이다.
ISO와 수량산출만 자동화된 프로그램도 있다. 배관도에 3D적용이 어려운 현실에 맞게 ISO에 정해진 심볼들을 이용해서 작업하고, 그 심볼들을 자동으로 카운팅하여 수량표를 작성해주는 프로그램도 있다. 하지만 정해진 심볼들의 지정하여 사용하기 때문에, 직접 ISO도면을 CAD로 작업할 때보다 표현의 자유도는 적은 단점이 있다. 경계지점이나 스콥 등의 표현에 있어서 불편함이 있을 수 있다.
앞서 현재 업계의 현황과 설계 프로그램 상에 괴리가 있으나, 기계 설계자로서 배관도, ISO, 수량산출은 한번에 집중해서 하면 할만하지만, 설계를 진행하면서 계속 수정할 일이 생기게 되는데, 이 수정작업을 하다보면, 이것이 인력으로 하는 것이 맞는지 상당한 의문이 들게 된다. 이 부분은 ISO 및 수량산출의 자동화 프로그램이 더욱 다양하게 개발되어, 이 설계에 투입되는 시간을 배치와 적절한 공정과 기자재 선택에 투입한다면 더 고품질의 설계로 나가가지 않을까 생각한다.
2) ISO 작성시 참고할 점
앞서 여러번 이야기 했지만, ISO는 수량산출을 위한 도면이라는 것을 고려하여 작성하여야 한다. 예를 들면 배관이 50m이든 5m이든 ISO에는 거리감을 반영하여 길게 또는 짧게 작성하는 것이 아니다. ISO도면 공간 내에 효율적으로 담아내는 것이 중요하며, 배관 길이는 숫자로 표기가 되기 때문에, 정확한 수량만 담아내면 되는 것이다. 공사 금액과 관련된 중요한 부분은 배관의 재질, 관경, 길이와 밸브들의 표기가 가장 중요하다. 또한 배관의 경우 어느 구경까지 나사식으로 산출할 것인지, 어느 구경부터 용접식으로 산출할 것인지 수량 산출 전에 기준 설정이 필요하다. 유체와 압력에 따라 이러한 단순 설정에서 벗어나는 구간도 있으므로, 이를 고려하여 설계한다. ISO를 CAD상에서 작업할 시에는 대부분의 심볼은 60도씩 회전하여 360도를 돌리다 보면 6개 방향의 심볼이 나오고 다시 전체를 미러하면 6개 방향이 더 나오는데, 이 방향 안에서 거의 해결된다고 보면 된다. 또한 문자는 일반적으로 30도와 330도 각도로 회전한 문자의 조합을 사용한다. 접합부에 나사식, 플랜지식 등 연결방법에 대한 기준을 확립하고 ISO작성 및 수량산출에 들어가야 한다. 또한 타분야와 연결부, 지하와 지상, 옥내와 옥외 배관 등을 구분하여 계획하여야 한다. ISO와 수량산출은 내역과 일위대가의 작성을 고려하여 기준을 확립해야 하므로, 앞서 초급자도 ISO와 수량산출서 작성이 가능하다고 하였으나, 기준의 확립은 내역을 작업할 수 있는 경험자가 수량산출의 기준을 확립하여 작업자에 전달 후 ISO를 작성하여야 한다. 예를 들어 옥내, 옥외 배관을 구분하는 것이 단순히 보온의 차이로 필요하다고 생각할 수 있으나, 품셈의 플랜트 배관 설치품에는 옥내, 옥외 배관의 설치 인력 소모량이 다르게 제시되어 있으므로, 옥내, 옥외 배관의 구분은 기본적인 것이다. 또한 재질에 따라서 크게 차이가 없는 배관도 있는데, 이 또한 내역을 작업하고, 품셈내용을 숙지하고 있는 사람이 기준을 확립할 수 있는 것이다. ISO는 1LINE 1SHEET를 기본으로 한다. 1개 배관 라인은 아무리 짧고 간단해도 1장의 ISO 도면에 작성하는 것이다. 이 때 1장에 안들어가는 도면은? 궁금할 수 있는데, 이럴 때는 연결부분(다음 시트 번호)을 표기하고 다음도면에 이어서 그리면 된다. 그런데 가끔 ISO를 다른 사람이 작업하거나 외부업체에서 작업한 경우를 보는데, 충분히 1장에 들어갈 수 있는 ISO를 2~3장에 늘려 그리는 경우가 있다. ISO를 장별로 설계금액에 반영하여 주는 경우가 예전에는 많았다고 하는데, 그것 때문인지 많이 일한것처럼 보이려고 하는 것인지 모르겠으나, 1장에 들어가는 라인을 3장에 나눠서 그리는 경우, 산출속도가 현저하게 떨어지게 된다. 수량산출을 한다는 것은 수십개의 항목중에 해당 항목이 5개라고 하더라도, 실제 산출시에는 수십개의 항목의 해당여부를 일일이 체크하여 해당 없는 것은 넘어가는 식으로 체크하는데, 만약 ISO당 체크 항목이 30개라고 하면 3장인 경우 90가지 항목을 체크하게 된다. 한마디로 배관 길이를 산출하더라도 3장에 나눠세지 않고 1장으로 한번에 세는 게 훨씬 빠르다는 말이다.
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