스팀 배관 사이즈는 대개 목표 유속을 정해놓고 거기서 역산합니다. 관경을 크게 잡으면 자재비가 오르고, 작게 잡으면 소음과 침식이 생깁니다. 그 사이에서 기준이 되는 숫자가 목표 유속입니다.
숫자만으로는 감이 오지 않습니다. 시속으로 바꾸면 25 m/s 는 시속 90 km, 40 m/s 는 시속 144 km 입니다. 고속도로를 달리는 속도로 증기가 배관 안을 24시간 지나갑니다.
보온이 부실하면 관 안에서 증기가 식어 응축수가 생깁니다. 트랩 배치가 부적절하면 그 물이 그대로 실려 갑니다. 그 물방울이 시속 90 km 로 곡관부 안쪽 벽을 때립니다. 한 번은 괜찮지만 1년이면 수천만 번입니다. 엘보 안쪽이 얇아지고 어느 날 구멍이 납니다.
| 조건 | 목표 유속 | 이유 |
|---|---|---|
| 건포화증기 (일반) | 25 ~ 30 m/s | 일반적인 증기 주배관 |
| 습증기 · 보온 부실 | 15 ~ 20 m/s | 물방울이 관벽을 때려 침식이 생깁니다 |
| 과열증기 | 50 ~ 70 m/s | 물방울이 없어 조건이 허용하면 올릴 수 있습니다 |
| 분기관 · 짧은 구간 | 15 ~ 25 m/s | 압력강하 여유가 작아 보수적으로 잡습니다 |
출처 : Spirax Sarco 및 넥사밸브 사내 기준. 프로젝트 사양이 있으면 그쪽을 우선합니다.
문헌에 따라서는 포화증기에 40 m/s 까지 제시하는 경우도 있습니다. 넥사밸브는 소음·침식과 습증기 위험을 고려해 30 m/s 를 상한으로 둡니다.
같은 호칭이라도 규격에 따라 두께가 다릅니다. 두께가 다르면 내경이 다르고, 내경이 다르면 같은 유량에서도 유속이 달라집니다.
| 규격 (모두 65A) | 내경 | 유속 |
|---|---|---|
| 스테인리스관 (KS D 3576) SCH 10S | 70.3 mm | 17.5 m/s |
| 흑관 (KS D 3507) | 69.0 mm | 18.1 m/s |
| 압력배관용 (KS D 3562) SCH 40 | 65.9 mm | 19.9 m/s |
| 압력배관용 (KS D 3562) SCH 80 | 62.3 mm | 22.2 m/s |
7 kgf/cm²g 포화증기 · 1,000 kg/h 기준
같은 65A 인데 유속이 4.7 m/s 차이납니다. 시속으로 치면 17 km 차이입니다.
설계 단계에서 얇은 관으로 계산해 놓고, 압력 조건 때문에 두꺼운 관으로 바꾸는 일이 생깁니다. 이때 유속이 따라 올라갑니다. 25 m/s 로 잡아두면 두꺼운 규격으로 바뀌어도 30 m/s 를 넘지 않습니다. 여유를 붙여둔 숫자입니다.
7 kgf/cm²g 포화증기를 1,000 kg/h 사용하는 경우입니다.
목표 대비 비율을 보시면 여유를 판단하실 수 있습니다. 79 % 면 여유가 있고 98 % 면 아슬아슬합니다. 사용량이 늘어날 여지가 있다면 한 단계 큰 호칭을 검토하십시오.
목표 유속으로 구한 호칭은 예비 호칭입니다. 실제 배관을 정하려면 아래를 함께 검토해야 합니다.