diameter)과 스케줄(스케줄라), 호칭지름(nominal)

호칭지름(nominal diameter) 배관설계를 시작했을 때 파이프규격표를 보고 조금 당황했던 기억이 난다.뭔가 규칙성이 없어 보이는 사이즈별 외관이 소주집까지 표기돼 있는 것도 혼란스러웠지만 무엇보다 A 학점은 어디서 나왔는지 이해할 수 없었다.25A니 50A니 하는 배관 규격을 얘기하면서 호칭이라는 설명을 들었을 때 그냥 물건에 이름을 붙이듯 pipe에 사이즈별로 이름을 붙인 정도로만 이해했다.호칭경을 영어로 하면 nominal diameter가 되는데 여기서 nominal의 사전적 의미를 보면 명목상의, 이름만의 이라는 뜻이다.문자 그대로 명목상의 호칭일 뿐이다.그러나 이것만으로는 내가 갖고 있는 의문을 해소하기에 부족하다.그래서 네이버 지식을 검색해봤어.

'호칭경'이란

'관의 명칭 치수' 관류나 관 관계 기기 등의 배관 관계에서 경은 원칙적으로 호칭 지름으로 나타낸다. 호칭지름에는 (A)와 (B) 두가지가 있으며 (A)는 mm를, (B)는 inch로 표시한다. 예를 들어 25A인 관은 호칭지름 B에서는 1B 또는 1인치인 관을 나타내고, 내경이 1인치인 관을 의미한다. 이 호칭지름(A)의 수치는 근사치를 나타내는 것에 지나지 않는다. 1인치=25.4mm인데 호칭지름(A)의 경우에는 모두 호칭지름(B)의 근사값을 나타내고 있다.'

네이버에서 호칭경을 검색해 보면 아래와 같은 내용을 쉽게 확인할 수 있다. 설명이 간단하고 명료하기 때문에 배관을 어느 정도 접해 본 사람이라면 이해하기 어렵지 않을 것이다.배관 설계 시에 내가 찾은 다양한 책자나 자료에서도, 같은 설명이 있었던 것 같다.

근데 무슨 뜻인지 알겠는데 무슨 뜻인지 모르겠어.우선 'A'라는 낯선 단위의 등장, ㎜든 inch든 어느 한 쪽의 단위를 사용하면 좋으나 전혀 새로운 의미의 단위를 명칭으로 하고 있으며, 실재 파이프의 실제 치수는 인치와도 정확하게 맞지 않으면 처음에 파이프 사이즈의 표준을 정하려고 할 때 25㎜나 50㎜와 같이 모두가 간단히 인식하고 이해할 수 있는 수치를 정하지 않고 왜 소수점까지 나오는 복잡한 치수로 결정되었을까.

호칭경에 대한 의문을 풀기 위해 먼저 NPS에 대한 이해부터 시작해 보자.NPS는 'Nominal Pipe Size'의 약어로, 미국공업규격(ANSIASME)에서 배관의 호칭지름을 의미하는 용어로 사용된다.lbft 단위계를 사용하는 미국 표준에 따라서, 이것 또한 inch 단위이다.초기에 생산된 pipe는 두꺼운 wall thickness이므로 표준 사이즈가 내경을 기준으로 관경이 정해졌다.예를 들어 12인치 pipe의 경우 내경이 0.5인치이고 wall thickness에 의해 외경이 0.84인치이다.

그 후, 기술의 발전으로 wall thickness가 종래보다 옅어지는 것이 가능하게 되었다.하지만 여기서 내경은 그대로 두고 pipe wall 두께만 줄이는 것은 문제가 있었다.기존에 사용하는 파이프나 fitting류와 호환성을 갖게 하려면 외경 규격을 그대로 유지할 수밖에 없었다.자연스럽게 내경을 크게 하는 방향으로 wall thickness를 줄이게 되었고, 그때부터 12는 파이프의 내경이나 외경과는 아무런 관계가 없는 사이즈가 되어버렸다.이 무렵부터 12라고 하는 것은 nominal, 명목상의 이름이 된다.그래서 12인치 파이프라고 하면 틀린 표현이다.그냥 NPS12라고 해야지

밑에는 ASME B36.10M의 pipetable 일부를 불러왔다.파이프 테이블에서 보듯이 14인치에서 그 이상의 크기는 호칭 지름과 외경(Outside Diameter)이 동일하다.그러니까 NPS가 14면 OD도 14다대형관은 wall thickness가 두껍다고 하더라도 파이프 내부로 흐르는 유체의 부피 변화량이 전체 부피에 비해 미미하다고 보고, 처음부터 파이프 규격을 결정할 때 14인치 이상은 내경이 아닌 외경을 기준으로 했기 때문이다.

ASME B36 . 10M

ASME B36.10 MMetric unit을 사용하는 SI (International Standards) 계열은 이러한 ANSI 표준을 차용하면서 inch 단위로 쓰여진 명칭을 그대로 사용하는 것은 어려웠을 것이다.그래서 mm로 환산한 값의 근사치를 호칭지름으로 정하게 된다.1nch=25.4mm이므로 NPS1의 경우 25로 하고, 각각의 NPS값에 25를 곱하는 방식이다. (물론 NPS3은 80과 같이 예외적인 부분도 있다)

호칭지름을 말할 때, A(mm), B(inch)로 구분된 설명을 인터넷 등에서 많이 볼 수 있는데, 이것은 일본공업표준의 JIS 표기법이다.DIN을 비롯한 European Standards는 DN(diametrenominal)이라 쓰인다.예를 들어 JIS에서 25A는 DIN의 DN25와 표기법에 차이가 있을 뿐 규격은 같다.다음은 JIS의 pipetable의 일부이다.