이 책은 EPC 회사에 종사하는 기술행정 요원으로부터 수학 중인 학생에 이르기까지 배관 관련 업무를 수행하는 모든 기술자를 대상으로 한다. 또한 국내 건설현장은 물론 해외 플랜트 건설현장에서 사용할 수 있도록 국제적으로 통용되는 코드(code)와 표준(standards)를 기본으로 하였다. 4개 편 15개 장으로 구성되었으며, 실무에 종사하는 기술자라면 가이드가 없어도 당연히 필요한 내용부터 살펴보게 될 것이지만, 15개 장을 4개 편으로 구분한 데에는 그만한 이유가 있다.

제1편의 4개 장은 관과 관이음쇠, 밸브, 플랜지 등 배관 구성요소 전체에 공통적으로 적용되는 내용이다. 뒷장에서의 중복된 언급을 피하기 위한 것이다. 이 책의 독자라면 반드시 읽고 넘어가야 할 부분이다.

제2편의 5개 장은 배관의 주요 구성요소인 관과 관이음쇠에 대한 내용으로, 각각의 제품 별 모양과 치수를 비롯하여, 이음방법과 지지에 이르는 주요과정이 기술되었다. 특히 강관의 치수와 재질이 다른 관과의 관계를 명확히 설명하였다. 제조 분야에 종사하는 기술자라면 가장 중요시해야 할 분분이다.

제3편의 3개 장은 배관 구성에 없어서는 안 되는 밸브에 대한 내용으로, 소프트웨어적으로는 기본이론으로부터 실무에서 항상 문제가 되는 누설허용 기준과 세이프티밸브 사이징 방법까지의 내용이 수록되었다. 하드웨어로서는 밸브를 정지, 조절, 특수목적 밸브로 분류했고, 특히 액츄에이터에 대한 내용을 포함 시켜서 밸브가 자동제어 되는 원리를 설명하였다. 배관 기술자뿐만 아니라 밸브 제조분야 또는 밸브관련 기술영업 담당자라면 기본이론을 다룬 제10장(밸브 일반)을 꼭 읽어주기 바란다.

제4편의 3개 장은 배관의 설계, 시공과 검사에 대한 기준으로 소프트웨어에 해당한다. 설계나 감리업무의 필수적인 내용으로 합부판정을 비롯한 여러 가지 선택의 기준이 명시 되었다. 건설현장에 근무하는 기술자라면 가장 중요시 해야 할 부분이다.

부록은 본문에 포함 시키기에는 정보량이 너무 크고, 또한 모든 장에서 공통으로 사용 되는 자료들을 찾아보기 쉽게 요약하여 정리한 것이다. 일일이 관련 코드나 표준을 찾아 본다거나 계산을 해야 할 수고를 덜어줄 것이다.

특히 부록5의 ????배관 내진 설계????는 배관 분야의 중요한 이슈이나, 제13장(배관설계)과 상충되는 점을 고려하여 별도(참고)로 배치한 것이다.

제 1 편 기초

1장 금속과 배관재 3

1. 금속과 관의 출현  3

1.1 자연의 재료  3

1.2 금속관  4

1.3 비금속관  6

2. 배관  7

2.1 관의 표준화  7

2.2 관의 크기  8

3. 관을 통과하는 유량  15

3.1 유체에 대한 마찰저항  15

3.2 유량계산  17

4. 배관재의 사용 등급  18

4.1 클래스와 PN  18

4.2 정격압력  19

5. 배관시스템에 관련된 주요 용어  21

5.1 일반사항  21

5.2 나사  21

5.3 공통 용어  29

5.4 관 관련 용어  34

5.5 밸브 관련 용어  38

5.6 약자  44

2장 코드와 표준 51

1. 코드와 표준이란 무엇인가  51

1.1 코드와 표준 사용에 대한 원칙  51

1.2 코드와 표준의 차이  52

2. 배관 관련 코드와 표준  53

2.1 BPVC(보일러 및 압력용기 코드)  53

2.2 배관 코드  56

2.3 배관 표준  59

3. 표준화 기구  62

3.1 세계 표준화 기구  62

3.2 주요 국가별 표준화 기구  63

4. 적용된 코드와 표준 목록  67

4.1 코드  67

4.2 국제 표준  68

4.3 KS  76

3장 배관재료 85

1. 재료 그룹  85

1.1 관의 재질 선택기준  85

1.2 P번호  86

1.3 UNS 번호  89

2. 관, 관이음쇠, 관플랜지 재료  91

2.1 재료의 분류  91

2.2 철강 재료  91

2.3 동 및 동합금  100

2.4 비금속 재료  102

3. 밸브재료  104

3.1 재료그룹  104

3.2 재료 선택의 주의점  104

4. 볼트와 너트 재료  114

4.1 볼트  114

4.2 너트  123

4장 플랜지, 밸브 및 배관재 사용등급 131

1. 플랜지 및 플랜지식 관이음쇠 사용등급 설정  131

1.1 재료 사용을 위한 압력-온도 등급  131

1.2 압력-온도 등급 계산식  135

1.3 최대 등급  136

2. 밸브의 사용등급 설정  138

2.1 밸브에 대한 적용 및 제한 범위  138

2.2 표준급, 특수급 및 제한급 밸브의 압력-온도 등급 설정  143

3. 배관 재료의 그룹별 압력-온도 등급  149

3.1 탄소강 배관재(그룹 1.1과 1.2)  149

3.2 스테인리스강 배관재(그룹 2.1과 2.2)  151

3.3 동관  153

3.4 PVC관  154

4. 밸브 재료그룹별 압력-온도 등급  158

4.1 밸브재료  158

4.2 탄소강 재료(그룹 1.1과 1.2)  158

4.3 스테인리스강 재료(그룹 2.1과 2.2)  161

제 2 편 관과 관이음쇠

5장 금속제의 관 171

1. 강관의 재료  171

1.1 강  171

1.2 강관의 제조방법에 의한 분류  174

1.3 강관의 기준 ASME B36.10  175

1.4 주요 강관의 표준  180

2. 스테인리스강관  185

2.1 스테인리스강  185

2.2 스테인리스강관의 기준 B36.19  190

2.3 주요 스테인리스강관  193

3. 주철관  198

3.1 주철  198

3.2 주절관 표준  201

4. 동관 및 동합금관  206

4.1 동 및 동합금  206

4.2 동관의 표준  210

6장 비금속제의 관 219

1. 플라스틱 배관재  219

1.1 플라스틱 재료 일반  219

1.2 재료의 셀분류 시스템  220

2. 플라스틱 관의 표준과 각각의 치수  228

2.1 플라스틱 관의 표준  228

2.2 PVC 파이프  228

2.3 CPVC 파이프  234

2.4 PE 파이프  236

2.5 그 외의 열가소성 플라스틱관  245

2.6 열경화성 플라스틱관  249

7장 관이음쇠 255

1. 관이음쇠 일반  255

1.1 관이음쇠 공통사항  255

1.2 표준형 관이음쇠  257

1.3 철강제 특수형 관이음쇠  266

2. 철강 및 주철제 관이음쇠 적용표준  271

2.1 주철제 관이음쇠  271

2.2 철강제 관이음쇠  277

3. 동 및 동합금 관이음쇠  283

3.1 동관 전용 관이음쇠  283

3.2 솔더링 관이음쇠 (B16.22 및 B16.18)  284

3.3 동합금 주조 나사식 관이음쇠(B16.15)  287

4. 플라스틱 관이음쇠  288

4.1 플라스틱 관이음쇠의 특성  288

4.2 플라스틱 파이프 이음  291

8장 관의 이음 297

1. 나사식 이음  297

1.1 일반적인 나사 이음  297

1.2 특수 나사 이음  299

1.3 나사의 표준  300

2. 플랜지 이음  301

2.1 플랜지 이음의 구성요소  301

2.2 관 플랜지  302

2.3 개스킷  308

2.4 볼트  312

2.5 너트  320

2.6 와셔  329

3. 용접  334

3.1 개요  334

3.2 배관 용접  337

4. 관의 재질별 고유 이음방법  348

4.1 주철관 고유의 이음  348

4.2 여러 배관재에 공통으로 적용되는 이음  352

4.3 열가소성 플라스틱 배관에 적용되는 특수이음  355

9장 관의 신축과 지지 361

1. 배관에 작용하는 응력  361

1.1 응력 계산  361

1.2 배관의 신축  363

1.3 파이프 벤드와 루프  367

2. 익스펜션조인트  373

2.1 설치 기준  373

2.2 종류별 적용특성  375

3. 관의 지지  382

3.1 지지의 필요성  382

3.2 지지 장치의 종류와 용도  383

3.3 배관의 지지 간격  391

제 3 편 밸브

10장 밸브 일반 397

1. 밸브의 기초  397

1.1 밸브의 유형과 기능  397

1.2 밸브의 분류  398

2. 밸브의 구성  404

2.1 압력유지 부품  404

2.2 비압력유지 부품  406

3. 밸브의 유량  411

3.1 오리피스  411

3.2 밸브 유량계수  416

3.3 정지밸브에 대한 압력시험  418

3.4 조절밸브 누설 허용기준  420

4. 조절밸브 유량특성  422

4.1 유량특성에 영향을 미치는 요소  422

4.2 고유유량 특성  427

5. 밸브에서의 캐비테이션  433

5.1 발생원인  433

5.2 캐비테이션 지수  433

5.3 물의 증기압  435

11장 정지밸브 439

1. 정지밸브 선택 기준  439

1.1 정지밸브의 종류  439

1.2 밸브 관련 표준  440

2. 선형동작 밸브  440

2.1 게이트 밸브  440

2.2 글로브 밸브  450

2.3 다이어프램 밸브  455

2.4 첵밸브  458

3. 회전동작 밸브  466

3.1 볼밸브  466

3.2 플럭 밸브  474

3.3 버터플라이 밸브  478

4. 스트레이너  484

4.1 스트레이너의 종류  484

4.2 스트레이너에 사용되는 스크린  486

12장 조절과 안전 및 특수목적 밸브 491

1. 조절밸브  491

1.1 조절밸브의 종류  491

1.2 조절밸브의 작동형태  496

1.3 내장형 온도 조절밸브  500

1.4 조절밸브 선정  504

2. 액츄에이터  507

2.1 선택을 위한 고려사항  507

2.2 액츄에이터의 종류  509

2.3 액츄에이터의 동작  511

2.4 다이어프램식 액츄에이터  512

2.5 피스톤식 액츄에이터  516

2.6 랙-피니언식(rack&pinion) 액츄에이터  517

2.7 전기식 액츄에이터  521

2.8 기타 장치  521

3. 안전장치  522

3.1 세이프티밸브와 세이프티 릴리프밸브  522

3.2 진공 및 에어 릴리프밸브  529

3.3 세이프티와 릴리프밸브 크기 선정  535

3.4 세이프티 샤워  551

4. 특수 목적용 밸브  555

4.1 감압밸브  555

4.2 밸런싱밸브  564

4.3 역류방지밸브  568

4.4 동결방지밸브  573

제 4 편 설계 시공 검사

13장 배관 설계 581

1. 설계조건 및 기준  581

1.1 설계 조건  581

1.2 설계 기준  583

2. 배관 요소별 내압설계  588

2.1 강, 합금강, 비철계 금속관의 직선배관  588

2.2 관으로 제작되는 벤드와 미터이음쇠  590

2.3 지관  592

2.4 관단의 막음  594

2.5 플랜지와 브랭크의 내압설계  594

2.6 레듀서와 기타 압력이 작용하는 상태에서 사용되는 기타 배관 구성 요소 595

3. 요소의 선택과 제한  595

3.1 관  595

3.2 관이음쇠, 벤드와 크로스  596

3.3 보호관  597

3.4 밸브  599

3.5 플랜지, 브랭크, 개스킷과 볼트 재료  600

4. 이음 방법 선택과 제한  601

4.1 용접  601

4.2 플랜지 이음  602

4.3 나사식 이음  603

4.4 플래어 이음과 압축식 이음  603

4.5 벨-스피곳 이음  604

4.6 브레이징, 솔더링  604

5. 신축성, 유연성과 지지  605

5.1 신축성, 유연성  605

5.2 관의 지지 요소에 작용하는 하중  609

5.3 배관지지 요소 설계  610

6. 시스템  616

6.1 감압이 필요한 시스템  616

6.2 스팀트랩 배관  617

6.3 연료용 오일 배관  618

14장 제작 조립 및 설치 623

1. 금속의 용접  623

1.1 재료  623

1.2 작업준비  624

1.3 용접규칙  626

2. 브레이징과 솔더링  633

2.1 브레이징  633

2.2 솔더링  634

3. 굽힘과 성형  635

3.1 굽힘작업으로 만든 벤드  635

3.2 성형  636

4. 비금속제 배관 요소 제작  638

4.1 열가소성 플라스틱 배관재의 이음  638

4.2 강화 열경화성 플라스틱 배관재의 이음  640

4.3 결함 복구 작업  641

5. 조립  642

5.1 일반  642

5.2 볼트체결  642

5.3 벨과 스피곳 이음  643

5.4 나사 이음  643

5.5 기타 이음  644

15장 검사 및 시험 649

1. 검사  649

1.1 국제표준에서의 검사  649

1.2 시공자 검사의 합격기준  651

2. 시험  655

2.1 시험에 대한 일반 사항  655

2.2 국제 표준에서의 시험  656

2.3 누설시험  658

2.4 최초 사용을 위한 누설시험  661

부록

1. 재료별 허용응력  667

1.1 금속제 파이프와 튜브의 허용응력  667

1.2 열가소성 플라스틱관에 대한 정수압 설계응력(HDS) 및 권장온도  671

1.3 열경화성 강화플라스틱관의 설계 응력값  672

1.4 PVC 플라스틱 파이프에 대한 지속 압력시험 조건  673

2. 배관재별 탄성계수 및 열팽창계수  674

3. 파이프와 튜브 자료  675

3.1 용접 및 이음매없는 강관의 치수 및 중량  675

3.2 용접 및 이음매없는 스테인리스강관의 지수 및 중량  695

3.3 Sch 강관과 스테인리스강관의 두께  698

3.4 동관 치수와 중량(ASTM B88)  699

3.5 종별 치수비교 종합  701

4. 지지대 구성 요소 60종의 명칭과 그림  705

4.1 60종 구성 요소의 명칭  705

4.2 60종 구성 요소의 그림  709

5. 배관의 내진 설계  711

 찾아보기  723