– 볼트와 너트는 미터계(Metric, M규격)와 인치계(Unified/Whitworth, UNC/UNF/W)로 구분되며, 나사선 간격인 피치(Pitch) 및 산수(TPI)가 일치해야 정밀한 체결이 가능합니다.
– 미터나사는 나사산 각도가 60°로 1산 사이의 거리(mm)를 피치로 측정하며, 인치나사는 1인치(25.4mm) 당 포함된 나사산 수(TPI)로 체결 규격을 표기합니다.
– 구조물 및 기계 체결 시 자재의 환경과 하중에 맞춰 강도 등급(4.8, 8.8, 10.9, 12.9) 및 재질(서스 STS304/316, 도금, 흑색)을 정확히 구분하여 선택해야 파손 및 결함을 예방할 수 있습니다.
1. 들어가는 말: 볼트와 너트 규격 및 피치(Pitch) 이해의 중요성
조립 기계, 건축 프레임, 배관 및 배전반 조립 현장에서 볼트(Bolt)와 너트(Nut)는 부품을 견고하게 고정하는 가장 대표적인 체결 요소입니다.
그러나 외형 치수(지름)가 유사해 보이더라도 미터나사(Metric Thread)와 인치나사(Unified Thread / Whitworth Thread)의 피치(Pitch) 또는 나사산 각도가 다르면 결합 도중 나사산이 뭉개지거나(탭 손상) 중간에 걸려 체결 불능 상태가 됩니다.
특히 해외 수입 장비나 유압 부품, 배관 조인트 작업 시 인치 나사산 체결 기준을 잘못 판단하면 장비 파손이나 누유/누수 사고로 이어질 위험이 큽니다.
이번 가이드에서는 현장에서 가장 많이 활용되는 미터 보통나사/세목나사 규격표, 유니파이 인치나사(UNC/UNF) 규격표, 체결 스패너 치수, 그리고 볼트 머리에 각인된 강도 등급 읽는 법을 체계적으로 정리해 드립니다.
팁: 피치를 정확히 측정하려면 피치 게이지(Pitch Gauge)나 버니어 캘리퍼스로 나사산 10개의 거리를 측정한 뒤 10으로 나누는 것이 현장에서 가장 정확합니다.
2. 미터나사(Metric Thread) 피치 및 육각 머리 스패너 규격표
ISO 표준 미터나사는 나사산 각도가 60°이며, 나사 외경(M 지름 mm)과 피치(P mm)로 표기합니다. 피치가 생략된 경우(예: M8)는 기본 보통나사(Coarse Thread)를 의미합니다.
| 나사 호출 호칭 (M) | 나사 외경 (D mm) | 보통나사 피치 (P mm) | 세목나사 주요 피치 (P mm) | 육각 머리 대변 치수 (S mm) | 추천 스패너/소켓 사이즈 |
|---|---|---|---|---|---|
| M3 | 3.0 mm | 0.5 mm | 0.35 mm | 5.5 mm | 5.5 mm 스패너 |
| M4 | 4.0 mm | 0.7 mm | 0.5 mm | 7.0 mm | 7.0 mm 스패너 |
| M5 | 5.0 mm | 0.8 mm | 0.5 mm | 8.0 mm | 8.0 mm 스패너 |
| M6 | 6.0 mm | 1.0 mm | 0.75 mm | 10.0 mm | 10.0 mm 스패너 |
| M8 | 8.0 mm | 1.25 mm | 1.0 mm | 13.0 mm | 13.0 mm 스패너 |
| M10 | 10.0 mm | 1.5 mm | 1.25 / 1.0 mm | 17.0 mm (JIS 16mm) | 17.0 mm 스패너 |
| M12 | 12.0 mm | 1.75 mm | 1.5 / 1.25 mm | 19.0 mm | 19.0 mm 스패너 |
| M14 | 14.0 mm | 2.0 mm | 1.5 mm | 22.0 mm | 22.0 mm 스패너 |
| M16 | 16.0 mm | 2.0 mm | 1.5 mm | 24.0 mm | 24.0 mm 스패너 |
| M20 | 20.0 mm | 2.5 mm | 2.0 / 1.5 mm | 30.0 mm | 30.0 mm 스패너 |
| M24 | 24.0 mm | 3.0 mm | 2.0 mm | 36.0 mm | 36.0 mm 스패너 |
| M30 | 30.0 mm | 3.5 mm | 2.0 mm | 46.0 mm | 46.0 mm 스패너 |
팁: 세목나사(Fine Thread)는 피치가 얇아 진동에 의한 풀림 방지 효과가 뛰어나며, 자동차, 항공기, 정밀 기계 부품에 주로 적용됩니다.
3. 인치나사 (유니파이 UNC / UNF) 산수(TPI) 및 규격표
미국 및 인치 규격 장비에서 사용하는 유니파이 나사(Unified Thread)는 외경을 인치(Inch) 단위로 표기하며, 피치는 1인치(25.4mm) 내 나사산 수(TPI: Threads Per Inch)로 측정합니다.
나사산 각도는 미터나사와 동일하게 60°이지만, 호칭 표기법(예: 1/4″-20 UNC)이 다릅니다.
| 인치 호칭 (Inch) | mm 환산 외경 (mm) | UNC (보통나사 TPI) | UNF (세목나사 TPI) | 1산 당 피치 거리 (mm) | 주요 적용 분야 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1/4″ | 약 6.35 mm | 20 산 | 28 산 | 약 1.27 mm (UNC) | 삼각대, 미국산 소형 장비 |
| 5/16″ | 약 7.94 mm | 18 산 | 24 산 | 약 1.41 mm (UNC) | 엔진 부속, 농기계 체결 |
| 3/8″ | 약 9.53 mm | 16 산 | 24 산 | 약 1.59 mm (UNC) | 건설 자재, 앙카 볼트 |
| 7/16″ | 약 11.11 mm | 14 산 | 20 산 | 약 1.81 mm (UNC) | 자동차 안전벨트, 중장비 |
| 1/2″ | 약 12.70 mm | 13 산 | 20 산 | 약 1.95 mm (UNC) | 배관 플랜지, 대형 구조재 |
| 5/8″ | 약 15.88 mm | 11 산 | 18 산 | 약 2.31 mm (UNC) | 교량, 중공업 기계 |
| 3/4″ | 약 19.05 mm | 10 산 | 16 산 | 약 2.54 mm (UNC) | 철골 조립, 대형 유압장치 |
팁: 인치 나사산 1산 간격 피치(mm) 계산법: 25.4mm / TPI(산수). 예: 1/4″-20 UNC 피치 = 25.4 / 20 = 1.27mm.
4. 볼트 강도 등급 (Strength Grade) 표기 및 재질 비교
볼트 머리 상단에 마킹된 숫자와 기호는 볼트의 인장강도와 항복강도를 나타내는 핵심 기호입니다.
(1) 탄소강 / 합금강 볼트 (미터계 숫자 마킹)
- 4.8 등급: 일반 마일드 스틸(저탄소강). 인장강도 400 N/mm², 인테리어/경량 구조용.
- 8.8 등급: 고장력 볼트(중탄소강 열처리). 인장강도 800 N/mm², 일반 기계 및 일반 자동차용.
- 10.9 등급: 초고장력 볼트(합금강 열처리). 인장강도 1,000 N/mm², 건설 기계 및 자동차 엔진용.
- 12.9 등급: 최고강도 렌치 볼트(육각 구멍 붙이 볼트 – Socket Head). 인장강도 1,200 N/mm², 금형 및 중하중 공구용.
(2) 스테인리스 볼트 (STS / SUS 마킹)
- A2-70: STS304 계열 스테인리스 볼트. 인장강도 700 N/mm², 일반 방청/실외용.
- A4-80: STS316 계열 고내식 스테인리스 볼트. 인장강도 800 N/mm², 해안가, 화학 플랜트, 선박용.
5. 실무 현장 올바른 체결 토크 및 마모 예방 수칙
- 적정 체결 토크(Torque) 준수:
– 볼트를 과도하게 조이면 체결부 골 골짜기에서 응력 집중으로 볼트 머리가 부러질 수 있습니다. 반드시 렌치 토크 스펙표를 확인하고 토크 렌치를 사용하세요. - 이물질 및 소일림(Galling) 방지:
– 스테인리스 볼트(A2-70)는 동일 재질 너트와 체결 시 금속 마찰로 열이 발생해 焼き付き(소일림/고착 현상)가 잘 일어납니다. 체결 전 고착 방지제(Anti-Seize 윤활제)를 뿌려주는 것이 필수입니다. - 와셔(Washer) 올바른 사용:
– 면압을 분산할 때는 평와셔(Flat Washer)를, 진동에 의한 풀림 방지 시에는 스프링 와셔(Spring Washer)나 노드락 와셔(Nord-Lock)를 병용하세요.
6. 자주 묻는 질문 (FAQ)
Q1. M8에 5/16″ 너트를 써도 되나요?
안 됩니다. 외경은 비슷해도 피치가 1.25 mm와 1.41 mm로 다릅니다.
Q2. M10 스패너는 16 mm인가요 17 mm인가요?
국내 KS/JIS 육각은 17 mm, 수입 ISO는 16 mm입니다. 대변을 재세요.
Q3. 캡볼트(렌치 볼트) 강도는?
보통 10.9 / 12.9입니다. 머리 각인을 보세요.
Q4. 세목나사는 언제 쓰나요?
진동·얇은 벽에 씁니다. 보통나사와 피치가 달라 너트를 섞지 마세요.