앞으로 구매하게 될 모든 폴리에틸렌 압력관은 세 개의 숫자로 설명됩니다. 바깥지름, 두께, 그리고 재료 등급입니다. SDR은 이 가운데 앞의 둘을 하나의 비로 묶은 것이고, 관이 견디는 압력을 정하는 것은 구경이 아니라 바로 이 비입니다.
구매자가 가장 뜻밖으로 여기는 대목이 여기입니다. DN110 SDR 11과 DN630 SDR 11은 정확히 같은 압력을 견딥니다. 큰 쪽은 두께가 훨씬 두껍지만 비율로는 같은 두께이며, 압력 등급은 비율을 따릅니다.
SDR이 실제로 무엇인가
SDR = OD ÷ wall thickness
바깥지름은 밀리미터, 두께는 최소 두께를 밀리미터로. 둘 다 호칭값이 아니라 실측값입니다.
SDR이 작을수록 내경 대비 두께가 두껍고, 따라서 압력 등급이 높습니다. SDR 7은 광산용 후육관이고 SDR 41은 무압 또는 저수두용 박육관입니다. 숫자가 '클수록 튼튼하다'는 직관과 반대로 가기 때문에, 이것이 우리가 보는 사양 오류의 가장 큰 원인입니다.
미터법 경로 —— ISO 4427과 EN 12201
북미 밖에서는 압력 등급을 PN으로 표시합니다. 20 °C 물을 50년 동안 보낼 때 견디는 호칭 압력을 bar로 나타낸 값이며, 수지의 최소 요구 강도와 설계 계수에서 나옵니다.
PN = (20 × MRS) ÷ (C × (SDR − 1))
MRS는 최소 요구 강도(MPa)로 PE100은 10.0, PE80은 8.0입니다. C는 설계 계수이며 ISO 4427의 상수용은 1.25입니다.
PE100과 C = 1.25를 넣으면 PN 표 전체가 나눗셈 한 번에서 나옵니다. ISO 권역에서 PE100 SDR 11이 어느 구경에서든, 어느 제조사에서든 PN 16인 이유입니다.
| SDR | 압력 등급 | 호칭 압력 | 주요 용도 |
|---|---|---|---|
| SDR 7.4 | PN 25 | 25 bar | 광산 광미, 고양정 압송 |
| SDR 9 | PN 20 | 20 bar | 가압 관로, 산업 공정 |
| SDR 11 | PN 16 | 16 bar | 상수 배수관의 표준 |
| SDR 13.6 | PN 12.5 | 12.5 bar | 수두에 여유가 있는 배수 |
| SDR 17 | PN 10 | 10 bar | 간선, 자연유하 계통 |
| SDR 21 | PN 8 | 8 bar | 관개, 저수두 이송 |
| SDR 26 | PN 6 | 6 bar | 압송 배수, 농지 배수 |
| SDR 33 | PN 5 | 5 bar | 매우 낮은 수두, 갱생관 |
| SDR 41 | PN 4 | 4 bar | 자연유하, 보호관 |
야드파운드법 경로 —— ASTM과 PE4710
북미 실무도 물리는 같고, 다른 용어를 거쳐 psi에 도달합니다. 수지는 PE100이 아니라 PE4710이라 부르고, 강도는 psi 단위의 정수압 설계 기준으로 나타내며, 안전율을 적용하는 방식도 다릅니다.
PR = (2 × HDS) ÷ (DR − 1)
HDS는 정수압 설계 응력(psi)으로, 73.4 °F 상수용 PE4710에서 1,000 psi입니다. HDB 1,600 psi에 설계 계수 0.63을 곱한 값입니다.
| DR | 압력 등급 | 가까운 미터 등급 | 차이 |
|---|---|---|---|
| DR 7.3 | 333 psi | PN 25(363 psi) | 미터 등급이 더 높다 |
| DR 9 | 250 psi | PN 20(290 psi) | 미터 등급이 더 높다 |
| DR 11 | 200 psi | PN 16(232 psi) | 미터 등급이 더 높다 |
| DR 13.5 | 160 psi | PN 12.5(181 psi) | 미터 등급이 더 높다 |
| DR 17 | 125 psi | PN 10(145 psi) | 미터 등급이 더 높다 |
| DR 21 | 100 psi | PN 8(116 psi) | 미터 등급이 더 높다 |
| DR 26 | 80 psi | PN 6(87 psi) | 미터 등급이 더 높다 |
온도 —— 늦기 전에는 아무도 적용하지 않는 감압
위 두 표는 모두 상온의 물을 전제로 합니다. 폴리에틸렌은 온도가 오르면 강도를 잃고, 그 폭이 작지 않습니다. 40 °C 공정수를 보내는 관은 정격의 약 4분의 3을, 60 °C에서는 약 절반을 견딥니다.
| 사용 온도 | 계수 | SDR 11(PN 16)은 | SDR 17(PN 10)은 |
|---|---|---|---|
| 20 °C | 1.00 | 16 bar | 10 bar |
| 30 °C | 0.87 | 13.9 bar | 8.7 bar |
| 40 °C | 0.74 | 11.8 bar | 7.4 bar |
| 50 °C | 0.62 | 9.9 bar | 6.2 bar |
| 60 °C | 0.50 | 8.0 bar | 5.0 bar |
실무에서 SDR 고르기
- 1
관이 겪을 최고 압력에서 출발한다
상용 압력이 아니라 수격압입니다. 펌프 기동과 급폐는 모두 정상 상태를 크게 넘어섭니다. PE는 강성 재료보다 수격에 강하지만, 등급은 그것까지 덮어야 합니다.
- 2
온도 계수를 적용한다
매설 상수도는 20 °C에 충분히 가까워 무시해도 됩니다. 공정수, 광산 용수, 더운 기후의 지상 배관은 그렇지 않습니다.
- 3
용도만이 아니라 시공 방법도 본다
비굴착 시공은 상용 압력과 무관하게 인입 과정에서 관에 하중을 겁니다. 방향성 추진과 갱생은 수두와 관계없이 대개 SDR 17 이상으로 이끕니다.
- 4
수지 등급을 서면으로 확인한다
같은 SDR이라도 PE100과 PE80은 압력 등급 하나가 통째로 차이 납니다. 등급을 밝히지 않은 견적은 밝힌 견적과 비교할 수 없습니다.
실제 입찰에서 보이는 네 가지 오류
- 압력 등급과 두께가 서로 어긋난다. 도면에는 PN 10인데 수량표에는 DN200에 두께 10 mm —— 그것은 PN 12.5입니다.
- psi를 산술로 bar로 바꾼 뒤 그 값을 그대로 등급으로 요구한다. 200 psi는 13.8 bar이고, 그런 등급은 없습니다. 원하는 것은 PN 16입니다.
- 같은 용도라면 구경이 클수록 SDR을 낮춰야 한다고 여긴다. 그럴 필요는 없습니다. 다만 취급과 수격에 대해서는 더 신중해야 합니다.
- 같은 SDR에서 PE100 가격과 PE80 가격을 나란히 놓는다. PE80은 한 등급 아래이므로 더 싸야 마땅합니다.
인쇄 표시 읽기
여기까지의 내용은 모두 관 자체에 인쇄되어 있습니다. 일반적인 표시는 제조사, PE100, DN110, SDR 11, PN 16, 준거 규격, 생산일, 로트 순입니다. 판독 가능한 표시 없이 납품되면 사양과 대조할 수 없고, 나중에 문제가 생겨도 원료 로트까지 거슬러 갈 방법이 없습니다.
