📌 3줄 핵심 요약
– 배관 플랜지(Flange)는 파이프, 밸브, 펌프 및 장비를 기밀성 있게 연결하는 핵심 관이음쇄 부품으로, 사용 압력과 유체에 따라 KS/JIS(10K/20K), ANSI/ASME(150LB/300LB), DIN/EN(PN16) 규격으로 나뉩니다.
– 플랜지 체결 시 볼트 피치 원 지름(PCD), 외경(O), 볼트 구멍 수(N) 및 볼트 크기(M/인치)가 일치해야 정확한 결합이 가능합니다.
– 배관 내 유체 온도, 압력 및 화학성에 맞춰 개스킷(Gasket) 재질 및 밀봉면 형태(FF, RF, RTJ)를 올바르게 적용해야 누출(Leak) 사고를 예방할 수 있습니다.
1. 들어가는 말: 배관 플랜지(Flange) 규격과 압력 등급 이해의 중요성
화학 플랜트, 발전소, 아파트 배전/급수 배관 및 유압 설비 현장에서 플랜지(Flange)는 파이프 라인을 연결하고 정비 시 분회가 가능하도록 만들어주는 필수적인 연결 부속입니다.
동일한 구경(배관 파이프 크기 A)이라 하더라도 압력 등급(10K, 20K, 150LB, PN16)에 따라 플랜지 두께, 외경, 볼트 구멍 수 및 체결 볼트 사이즈가 완전히 달라집니다.
규격이 다른 플랜지를 강제로 연결하려 하면 볼트 구멍 위치(PCD)가 맞지 않거나, 볼트 체결 토크 부족으로 고압 유체 누출 사고가 발생할 위험이 커집니다.
이번 가이드에서는 현장에서 가장 자주 사용되는 KS/JIS 10K 및 20K 규격표, ANSI Class 150 규격표, 체결 볼트 규격, 그리고 개스킷 및 밀봉면(RF/FF) 선택 방법을 완벽 정리해 드립니다.
팁: 플랜지 주문 시 ‘호칭 구경(A 또는 B) + 압력 등급(K/LB) + 방식(SOP/SOH/BL)’ 3가지를 반드시 명시해야 오배송을 방지할 수 있습니다.
2. KS/JIS 10K 판형/슬립온(SOP) 플랜지 치수 및 볼트 규격표
KS B 1503 / JIS B 2220 10K 슬립온(Slip-on) 판형 플랜지의 공칭 구경(A), 외경(D mm), PCD(C mm), 볼트 구멍 수 및 적용 볼트 규격 기준입니다.
| 공칭 구경 (A / B) | 파이프 외경 (mm) | 플랜지 외경 (D mm) | 볼트 피치 원 (PCD C mm) | 볼트 구멍 수 (N) | 볼트 구멍 직경 (mm) | 체결 볼트 규격 (M) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 15A (1/2″) | 21.7 mm | 95 mm | 70 mm | 4 개 | 15 mm | M12 x 45L |
| 20A (3/4″) | 27.2 mm | 100 mm | 75 mm | 4 개 | 15 mm | M12 x 50L |
| 25A (1″) | 34.0 mm | 125 mm | 90 mm | 4 개 | 19 mm | M16 x 55L |
| 32A (1-1/4″) | 42.7 mm | 135 mm | 100 mm | 4 개 | 19 mm | M16 x 55L |
| 40A (1-1/2″) | 48.6 mm | 140 mm | 105 mm | 4 개 | 19 mm | M16 x 55L |
| 50A (2″) | 60.5 mm | 155 mm | 120 mm | 4 개 | 19 mm | M16 x 60L |
| 65A (2-1/2″) | 76.3 mm | 175 mm | 140 mm | 4 개 | 19 mm | M16 x 60L |
| 80A (3″) | 89.1 mm | 185 mm | 150 mm | 8 개 | 19 mm | M16 x 65L |
| 100A (4″) | 114.3 mm | 210 mm | 175 mm | 8 개 | 19 mm | M16 x 65L |
| 125A (5″) | 139.8 mm | 250 mm | 210 mm | 8 개 | 23 mm | M20 x 75L |
| 150A (6″) | 165.2 mm | 280 mm | 240 mm | 8 개 | 23 mm | M20 x 75L |
| 200A (8″) | 216.3 mm | 330 mm | 290 mm | 12 개 | 23 mm | M20 x 80L |
팁: 80A(3인치) 이상 규격부터 볼트 구멍 수가 4개에서 8개 이상으로 증가하므로 체결 전 십자(대각선) 순서로 토크를 분산하여 체결해야 합니다.
3. ANSI / ASME B16.5 Class 150 (미국 규격) 플랜지 치수표
석유화학 플랜트 및 미국 수입 장비 배관에 적용되는 ASME B16.5 150LB 플랜지 기준입니다. 볼트 체결 시 미터 볼트 대신 인치 볼트(UNC)가 적용되는 점이 특징입니다.
| 공칭 호칭 (NPS inch) | 파이프 외경 (mm) | 플랜지 외경 (D mm) | PCD (C mm) | 볼트 구멍 수 (N) | 체결 인치 볼트 규격 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1/2″ (15A) | 21.3 mm | 89 mm | 60.3 mm | 4 개 | 1/2″-13 UNC |
| 3/4″ (20A) | 26.7 mm | 98 mm | 69.8 mm | 4 개 | 1/2″-13 UNC |
| 1″ (25A) | 33.4 mm | 108 mm | 79.4 mm | 4 개 | 1/2″-13 UNC |
| 1-1/2″ (40A) | 48.3 mm | 127 mm | 98.4 mm | 4 개 | 1/2″-13 UNC |
| 2″ (50A) | 60.3 mm | 152 mm | 120.7 mm | 4 개 | 5/8″-11 UNC |
| 3″ (80A) | 88.9 mm | 190 mm | 152.4 mm | 4 개 | 5/8″-11 UNC |
| 4″ (100A) | 114.3 mm | 229 mm | 190.5 mm | 8 개 | 5/8″-11 UNC |
| 6″ (150A) | 168.3 mm | 279 mm | 241.3 mm | 8 개 | 3/4″-10 UNC |
4. 플랜지 밀봉 면 마감 형태 (Face Type) 및 개스킷 종류
플랜지는 접촉면 형태와 유체 조건에 맞춰 개스킷을 조합해야 완전 밀봉이 가능합니다.
(1) 플랜지 밀봉 면 마감 형태
- FF (Flat Face / 전면 형태): 접촉면 전체가 평평한 형태로, 주철 밸브나 약한 재질 플랜지 체결 시 과도한 체결 휨 부러짐을 막기 위해 사용됩니다.
- RF (Raised Face / 돌출 형태): 개스킷이 닿는 중앙부만 약 1.6~2.0mm 돌출된 형태로, 표준 고압 배관에서 가장 많이 적용됩니다.
- RTJ (Ring Type Joint): 홈에 금속 링 개스킷을 삽입하는 형태로, 600LB 이상의 초고압/초고온 프로세스 라인에 적용됩니다.
(2) 추천 개스킷(Gasket) 재질
- 비아스베스토스(Non-Asbestos) 개스킷: 일반 용수, 쾌적한 온도 배관(150℃ 이하)의 기본 씰링재.
- PTFE / 테프론 개스킷: 강산, 강알칼리 및 약품 유체 배관의 화학 내성 개스킷.
- 스파이럴 와운드(Spiral Wound) 개스킷: V자형 얇은 금속 띠와 흑연/테프론 필러를 번갈아 감은 고급 씰링재로 20K/300LB 이상의 증기(Steam) 및 고온 라인에 필수입니다.
5. 자주 묻는 질문 (FAQ)
Q1. KS 10K 플랜지와 ANSI 150LB 플랜지를 직접 볼트 체결할 수 있나요?
직접 연결할 수 없습니다. 50A(2인치) 구경의 경우 PCD 치수(KS 10K: 120mm vs ANSI 150LB: 120.7mm)가 비슷하지만, 다른 구경에서는 PCD 및 볼트 구멍 크기/수가 완전히 다릅니다. 이종 규격 간 연결 시 변환 어댑터 플랜지(Transition Flange)를 사용해야 합니다.
Q2. 맹플랜지(Blind Flange / BL)는 무엇인가요?
가운데 파이프 관통 구멍이 막혀 있는 플랜지로, 배관 라인의 끝단을 차단하거나 미래의 배관 연장을 위해 검사구/소해구 역할을 하도록 관말을 봉인할 때 설치합니다.
Q3. 체결 볼트 길이는 어떻게 정하나요?
필요 볼트 길이 = (플랜지 2개의 두께 합) + (개스킷 두께) + (너트 두께) + (여유 나사산 2~3산 약 5mm) 공식을 사용하여 선택합니다.
Q4. 플랜지 체결 시 볼트를 어떤 순서로 조여야 하나요?
원형으로 순서대로 조이면 개스킷에 편심 하중이 가해져 시트 누설이 발생합니다. 반드시 대각선(12시 → 6시 → 9시 → 3시) 방향으로 십자 교차하며 30% → 60% → 100% 토크 단계로 나누어 조여주어야 합니다.