[스크랩] 배관설계의 정의

배관설계 배관설계 2007/03/21 08:44 http://blog.naver.com/gangplank/40035647772 1. 개요   배관설계란 단어그대로 풀이하면 관을 배치하는 설계를 말한다. 즉 기기와 기기를 PROCESS에서 규정한 대로 적절한 배관부품을 이용하여 연결해 나가는 설계과정을 총칭하는 것이다. 그러나 이러한 기기들이 최상의 운전성능이 유지되고 PLANT를 효율적으로 OPERATION하는데 매우 중요한 영향을 미치는 것이 배관설계라고 할 수 있기 때문에 배관설계자는 PLANT와 관련되는 광범위한 연관관계를 이해하고 이론이나 실무를 습득하고 아울러 오랜 경험을 쌓아 나가야한다. 또한 상호 유기적인 관련업무가 가장 많기 때문에 공정, 설계, 토건, 전기, 계장 등과 밀접한 COORDINATION을 이루면서 전체적인 넓은 시각을 갖고 업무를 진행하여야 한다.  앞에서도 언급하였지만 설계결과에 따라 성능상, PLANT운전 조작상 매우 중요한 영향을 미치기 때문에 배관 설계자는 다음과 같은 기본적인 입장을 이해하여야한다   2. PIPING WORK FLOW PROCESS ENG'G (공정조전) ↔ PIPING ENG'G ↔ OPERATOR(운전 조작성)     ↕         CONSTRUCTION ENG'G(건설의 용이성)     3. BASIC DESIGN 3.1 LINE SCHEDULE   한 PROCESS는 많은 LINE들과 기기의 연결로 되어있으며, 각 LINE내를 흐르는 유체도 여러종류로 구분될 수 있다. 이러한 LINE을 각 유체별로 일련번호를 부여하여 LIST화 한 것을 LINE SCHEDULE(또는 LINE INDEX)이라하며, 여기에는 흐르는 유체의 형태, 온도 및 압력의 정상운전 조건 및 설계조건 등이 기입되어 있으며, 보온의 필요유무, 두께등도 기입되어 있어 각 LINE에 대한 배관설계에 중요한 지침이 되는 것이다. 3.2 PLOT PLAN     PLOT PLAN이란 어느 PROCESS 장치에 대하여 그에 필요한 모든기기 설비를 배치한 DWG.을 말하며 이 PLOT PLAN 에 의해 다음의 ENG'G업무를 수행할 수가 있다. 그러므로 어느 PLANT의 PLOT PLAN을 작성한다는 사실은 그 PROCESS PLANT건설의 START이며, 양호한 PLOT배치야 말로 그 PROCESS PLANT의 우열을 결정하는 KEY POINT가 된다고 할 수 있겠다. PLOT PLAN을 결정하기 위하여 기본적으로 고려해야 할 사항은 다음과 같다. 가. 경제적 일 것   ENG'G 업무의 근본적인 목표는 연구, 실험등에 의한 결과에 경제적인 가치를 부여하는 작업이라 할 수 있는데 , 특히 PLOT PLAN 결정에는 경제성을 검토해야한다. 가급적 적은 부지면적, 각종 설비비(재료비, 동력비)가 적게 들도록 검토되어야 한다.   나. 미관이 좋고 조작이 쉬울 것    복잡한 배치는 결국 미관에도 나빠서, 조작에도 불편할 것은 당연한 것이다. 가급적 FLOW에 따라 일관성 있게 배치하여 조작이 용이하게 해야한다. 다. 안전성이 있을 것   아무리 경제성이 있고 우수한 제품을 생산하는 공장이라도 안전성이 없으면 가치가 없는 것이다. 따라서 각종 안전대책, 법규등에 다른 배치가 되어야 한다.   이상의 기본적인 개념은 모든 PROCESS PLANT 의 PLOT PLAN결정시 염두에 두고 그 PROCESS 특성 및 하기 자료를 참고하여 PLOT PLAN을 검토 작성하여야 한다     .JOB INSTRUCTION    .SITE의 기상조건    .사업주의 방침    .PROCESS FLOW DIAGRAM    .각종 설비 설계자료    .관계 법규(소방법, 건축법 등)   4. PLANNING DESIGN   4.1 ROUTING STUDY    배관도, 즉 상세 설계도의 작성을 위한 기초작업으로 PIPING & INSTRUMENT FLOW DIAGRAM(P & I FLOW DIAGRAM)및 UTILITY FLOW DIAGRAM에 의하여 PLOT PLAN상에 각 기기에 대한 주요배관의 LAY OUT을 개략적으로 기입하여 다음과 같은 항목에 대하여 중점적인 STUDY를 행한다.   가. PLOT PLAN STUDY     배치상의 경제성, 미관상의 고찰 및 설치 작업상에 대한 고찰등 PLOT PLAN의 STUDY를 행한다. 나. MAINPIPE RACK ROUTING      PROCESS 및 UTILITY LINE의 MAIN RACK에 대한 ROUTING STUDY 및 RACK SPIN 결정, LOADING DATA를 산출한다.   다. MAJOR STRUCTURE STUDY      구조 및 치수에 대한 STUDY를 행한다 라. UNDER GROUND PIPING STUDY      UNDER GROUND PIPING에 대한 ELEVATION 및 배관의 ROUTE 결정 및 PLANT의 우수, 배수 처리에 대한 STUDY를 행한다.   마. ELECTRIC CABLE DUCT의 ROUTING STUDY 바. INSTRUMENT DUCT의 ROUTING STUDY 사. BATTERY LIMIT CONNECTION      OFF SITE나 O.S.B.L(OUT SIDE BATTERY LIMIT)과 PROCESS AREA에 CONNECTION되는 것에 대한 OWNER와의 합의   아. FIRE FIGHTING STUDY       PLANT내의 안전성 및 화재시에 대한 고려 ROUTING STUDY에 필요한 자료로써 구비해야 할 것 은 다음과 같다.          .JOB INSTRUCTION          .PROCESS FLOW DIAGRAM          .EQUIPMENT LIST          .SKETCH DRAWING          .PLOT PLAN          .KEY PLAN          .OTHER INFORMATION   4.2 EQUIPMENT NOZZLE ORIENTATION   NOZZLE ORIENTATION 이란 TOWER, VESSEL, HEAT EXCHANGE, REACTOR, DRYER등 기기의 NOZZLE 및 LADDER 등의 배치도를 말한다. 배관설계시 배관부에서 ROUTING 에 알맞도록 계획작성하여 기계부에 INFORMATION DWG.으로 작성하여 제출한다. 이때 주의할 사항은 NOZZLE의 배치에 따라 기기의 고유기능에 영향을 주어서는 안된다. 따라서 일반적으로 NOZZLE의 ELEVATION은 임의로 조정할 수 없으며 NOZZLE의 각도만을 배관설계에 맞도록 위치를 결정하며, 또 TOWER, REACTOR등 내부기기에 TRAY등 내용물이 있는 경우는 각도의 조정에도 제한이 있음을 잊어서는 안된다. 가. TANK의 NOZZLE ORIENTATION DWG.작성에 대한 고려점       1) TANK의 PIPING TYPICAL ARRANGEMENT에 대한 고려     2) 방유제의 유무, 종류, 크기 등 법규상에 대한 고려      3) 설치 높이에 대해서 영향을 주는 요소에 대한 고려      4) MAINTENANCE에 대한 고려      5) NOZZLE ORIENTATION과 PLATFORM의 고려      6) INFORMATION DWG.에 의한 TANK의 CHECK   나. HEAT EXCHANGER의 NOZZLE ORIENTATION DWG. 작성에 대한 고려점      1) HEAT EXCHANGER의 종류와 치수, 특징 등을 고려      2) PIPING의 TYPICAL ARRANGEMENT에 대한 고려      3) 설치 높이에 대해서 영향을 주는 요소에 대한 고려      4) MAINTENANCE에 대한 고려      5) PLATFORM을 필요로 하는가 고려      6) DAVIT를 설치하는 경우의 조건 고려  NOZZLE ORIENTATION DWG.에서도 PROCESS를 잘 이해하고 BASIC DESIGN DATA를 정확하게 파악하고 각 장치의 특성을 충분히 고려해서 모든 기능을 충족할 수 있도록 만족하게 이루어 져야한다.   4.3 CIVIL & STRUCTURE INFORMATION 가. CIVIL INFORMATION DWG. 은 배관설계 과정에서 각 부문별로 작성되어 CIVIL & STRUCTURE 설계부서에 제공 한다.   나. CIVIL INFORMATION DWG. 의 작성범위는 대략 다음과 같이 구분된다.        1) PLOT PLAN에 대한 INFORM.      각 기기간의 칫수, 크기, 형상에 대한 상세와 보안상 법령의 적용을 받는 기기등을 고려, AREA별로 요구사항을 구분하여 INFROM DWG.을 작성한다    2) MAJOR STRUCTURE에 대한 INFORM, 구조, 칫수, LOADING DATA에 대한 결정,       PLATFORM, STAIR에 대해 INFORM DWG.을 작성한다.   3) MAIN RACK에 대한 INFORM.       MAIN PIPE RACK의 단수, 폭, SPAN, LOADING DATA에대한 결정, PLATFORM, LADDER에 대해 INFORM DWG.을 작성한다.    4) CONTROL ROOM & ELECTRIC ROOM에 대한 계획.       전체구조, 칫수에 대한 결정을 하여 INFORM DWG.을 작성한다    5) SMALL STRUCTURE에 대한 INFORM.       VALVE의 조작을 위한 PLATFORM, 운전자의 보행을 위한 OVERBRIDGE 등을 고려한       INFORM DWG.을 작성한다.    6) LOCAL FOUNDATION에 대한 INFORM       기초의 형상, 크기, LOADING DATA를 결정, LOCATION을 MARKING하여 INFORM한다    7) INSERT PLATE 에 대한 INFORM.       ELEVATION, 크기, 형상, LOADING DATA를 결정하여 붙이는 장소를 MARKING하여 INFORM DWG.을 작성한다.    8) PIPE SUPPORT의 LOCAL FOUNDATION에 대한 INFORM PIPE SUPPORT DETAIL에 의한 LOCAL FOUNDATION필요 개소별로 ELEVATION, 크기, 형상, LOADING DTA를 결정하여 LOCATION DWG.을 작성한다.    9) UNDERGROUND 배관의 VALVE 조작, PIT의 크기, 형상, LOCATION을 결정하여 INFORM DWG.을 작성한다.    10)TRENCH SEWER의 배치계획을 수립하여 INFORM DWG.을 작성한다.   4.4 PIPING STUDY DWG. (PLANNING DWG.)의 작성 가. 목적 및 중요성   배관은 많은 STRUCTURE, PLATFORM 또는 EQUIPMENT등의 유체수송을 목적으로 한 공간 구조물로서 설치된다.  따라서 그 ARRANGEMENT는 이들을 포함한 종합적 관점에서 이루어 져야 하며, 기계적 여러문제를 고려해야 한다. 이때 배관설계자의 역할은 매우 중요하다.   즉  배관설계자가 PROCES장치 설계에서의 주도적 입장으로서 각 장치 설계부문에 대한 자료 제공등 종합적인 각도에서 충분한 검토가 필요로 하기 때문이다.   PLANNING DRAWING이란 배관도, 즉 ARRANGEMENT DWG.의 작성을 위한 각 부문의 종합계획으로 KEY PLAN에 의해 각 AREA별로 분할하여 일정한 SCALE로 작성된다.   PLANNING DWG.작성시 일반적인 주의사항은 다음과 같다.     1)장치를 전체적인 관점에서 미관과 BALANCE를 고려하고 항상 일관된 사고를 갖고 계획해야 한다.      2)장치의 조작이 용이하도록 계획한다.      3)경제성에 대하여 고려한다.      4)안전성에 대하여 고려한다.      5)공사 및 MAINGENANCE를 충분히 고려한다.    이 단계에 있어서 계획의 良否에 따라 PLANT 설계전체에 매우 중요한 영향을 미치게 된다. 해당 PLANT의  PROCESS를 잘 이해하고 필요로 하는 여러 가지 사항을 정확하게 파악하여 종합적인 시간를 갖고 계획하고 세심한 주의를 기울여야 한다.  따라서 PLANNING 단계에서 업무는 풍부한  경험과 설계능력이 있는 설계자가 담당해야 하는 업무이다.   나. PLANNING DRAWING 작성에 필요한 자료.       1)BASIC PIPING DESIGN DATA      2)P & I  FLOW DIAGRAM      3)UTILITY FLOW DIAGRAM      4)PLOT PLAN      5)ROUTING STUDY DWG      6)배관 설계기준      7)배관 재료 사양(PIPING MATERIAL SPEC.)      8)ENGINEERING DWG.      9)CIVIL & STRUCTURE 개략 INFORMATION      10)회전기의 개략도      11)계장품의 개략도 다. 주요업무내용  PLANNING DWG.수행에 대한 배관설계자의 업무는 대략 다음과 같다.       1)PLOT PLAN(각 AREA별)          . MAJOR 기기간 칫수 및 상세칫수 결정          . 보안상 및 MAINTENANCE에 대한 고찰          . OWNER REQUIRMENT에 대한 고찰      2)MAIN RACK & SUB-RACK          . PIPE RACK의 비치 및 단수, 폭, SPAN, LOADING DATA의 결정          . PIPE 배열의 결정          . PLATFORM 및 STAIR의 INFORM 작성      3)MAJOR STRUCTURE          기기의 배치등을 감안한 MAJOR STRUTURE의 층수, 층간높이 BEAM의 SPAN, COLUMN         의 배열 및 각 부재의 개략적인 SIZE      4)ELECTRIC CABLE DUCT 및 INSTRUMENT DUCT 폭, 높이의 검토와 ROUTE 결정      5)NOZZLE ORIENTATION의 INFORM 작성         . TOWER, TANK, DRUM의 ORIENTATION 결정          . HEAT EXCHANGER의 ORIENTATION 결정          . PUMP, COMPR. 등 회전기기의 ORIENTATION 결정      6)SUPPORT용 CLIP의 INFORM 작성          . TOWER, TANK, DRUM 및 EXCHANGER의 SUPPORT용  CLIP에 대한 INFORM작성      7) SMALL STRUCTURE INFORM 작성          . VALVE 조작을 위한 PLATFORM이나 OPERATOR를 위한 OVER BRIDGE등의 INFORM           작성      8) 응력해석          . PUMP NOZZLE에 가해진 힘과 MOMENT의 CHECK          . TURBINE 또는 COMPRESSOR에 가해지는 힘과  MOMENT의 CHECK          . EQUIPMENT NOZZLE에 대한 CHECK          . 예상되는 배관의 진동에 대한 조치          . 배관에 대한 응력의 CHECK      9) 안전변의 반력 계산          계산결과에 대한 LIST로 SUPPORT 및 PIPING 보강의 고찰을 한다.      10)MAJOR SUPPORT의 결정          ANCHOR POINT, DIRECTIONAL STOP의 개소, SPRING 설치개소 GUIDE POINT등을 결정      11) OPERATION상의 검토          . 조작 VALVE의 위치 CHECK          . VENT, DRAIN의 유무 CHECK          . 운전할 때  필요한 AREA가 확보되었는지 여부          . GRAVITY FLOW 등  PROCESS 상의 문제      12) VENDOR와의 업무 SCOPE          NOZZLE의 위치. ELEVATION 및 형상. TAKE OFF 범위      13) INSERT PLATE의 INFORM 작성          장소의 지세에 다른 ELEVATION, 크기, 형상의 결정, LOADING DATA의 결정      14)MAJOR LOCAL FOUNDATION의 INFORM작성          . LOCATION 및 MARKING          . LOADING DATA(수직력, 수평력)          .기초의 형상 및 크기      15) TEE의 보강계산          보강 필요 유무의 확인 및 DETAIL DWG. 결정      16) HOSE STATION의 설치장소 결정      17) FIRE FIGHTING 관계 STUDY          . 소화설비의 AREA 구분 및 HYDRANT의 위치결정          . 관련 법령준수 및 인.허가 업무      18)BATTERY LIMIT CONN. INFORM 작성          유체명, 압력, 온도, 유량의 기입 및 SUPPORT MARK의 기입 결정   5. DETAIL DESIGN 5.1 KEY PLAN    KEY PLAN은 PIPING DWG.을 작성하는데 기반이 되는 것임으로 세심한 주의가 필요하다. 이것은 결정된 PLOT PLAN을 기초로 하여 작성되며 PLANNING DWG.(STUDY DWG.)이나 PIPING DWG.을 평면적으로 구분지어 준 것을 의미한다.  KEY PLAN은 그 PLANT 전체를 DWG. 한 장에  나타내면 복잡하여 식별하기가 힘이 들며 공사를 하는데도 불편하기 때문에 이를 분할하여 여러장으로 나누어서 식별과 공사를 원활히 하는데 목적이 있으며 이것은 또한 SCH. 작성의 BASE가 되고  PLANNING DWG. 및 PIPING DWG.의 INDEX 역할도 한다   5.2 ARRANGEMENT DWG. 가. 개요   ARRANGEMENT DWG.은 PIPING PLANNING DWG.이 완성되면 최종 단계로 착수하게 되는 것으로서, PROCESS 장치의 배관도 작성은 숙련된 직업인이 단순히 물건을 만드는 것 같이 쉬운 과정이 아닌 매우 복잡하고 세밀한 표현수단 및 풍부한 지식을 통하여 어떤 RAW MATERIAL(원료)이 중간 과정을 거쳐 최종 PRODUCT(제품)로 생산되는 과정을 표현한 縮圖를 뜻한다.  따라서, 이 도면은 PLANT의 건설에 직접 반영되는 것이므로 작성에 각별한 주의가 필요하다 나. 배관도 작성에 필요한 자료       1)A.F.D P&ID      2)UTILITY FLOW DIAGRAM      3)PLOT PLAN      4)LINE SCHEDULE      5)PIPING DESIGN SPECIFICATION      6)관련기기 DWG.      7)INSTRUMENT 관련 DWG. 및 INFORM      8)PIPING PLANNING DWG.      9)기타 배관부품 DWG.   다. 배관도의 종류       1) PLAN DWG.      2) SECTION DWG. (SIDE VIEW DWG.)      3) ISOMETRIC DWG. (입체배관도)  5.3 UNDERGROUNG PIPING   가. 문자 그대로 지하에 매설하는 배관을 UNDERGROUND PIPING이라고 한다.      UNDERGROUNG PIPING에는 주로 공업용수관을 매설하게 되는데 이는 보통 구경이 큰 경우가 많으므로 PIPE RACK의 구조나 폭을 고려한 점에서 지하에 매설하는 경우가 많다. 나. 매설배관에 사용되는 배관재료로는 여러 가지가 있지만 주로 주철관, 각종 COATING관 (ASPHALT,수지등), CONCRETE관, 합성수지관, 강관등이 있으며 사용목적, 경제성등을고려하여서 선택되어지고 있다.   다. UNDERGROUNG PIPING DWG.에는 배관 ROUTE와 SIZE, ELEVATION등이 기입되며 지상 배관과의 조합이 잘 이루어져야 되겠으며, 배관의 ELEVATION은 동결선 이하로 되게 하여야 한다.   5.4 PIPING SUPPORT    PIPE HANGING 최종적 목적은 그 PLANT가 안전하고 SMOOTH하게  조업할 수 있도록 PIPE를 HANGING, SUPPORTING, RESTING하여 주는 것이 목적이다.  DESIGN은 PIPE SYSTEM이 정지상태이거나 운전시의 제조건(압력, 온도, 유체의 진동의 유무등)이나 외력 즉 지진, 풍력, 지반침하등을 고려하여 간단하게 제조건을 만족시켜 주는 부재나 TYPE를 선정하지 않으면 안된다. 5.5 STEAM TRACING    HEAT TRACING은 유체 또는 기체가 유동하는 PIPE LINE에서 동결되거나 점도가 너무 높아지는 것을 방지하며, FLUID의 응축을 방지하는데 사용된다.

출처 : 선장과 하장

글쓴이 : 여객선 원글보기

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