배수의 종류 및 배수관의 흐름

본문내용

구배에 밀접한 관계가 있다. 관경이 너무 크면 수심이 얕아져 유속이 감소하므로, 고형물을 밀어내는 힘이 부족하여 물만 흘려버린다. 반대로 관경이 너무 적으면 수심이 깊어져 통기가 부족하므로, 기압변동이 생겨서 트랩에 나쁜 영향을 준다.
관경과 배수흐름
또, 구배가 너무 급하면 유속이 증가하여 수심이 얕아지므로 고형물은 남고 물만 흐르게 되며, 구배가 너무 적을 때는 수심은 증가하나 유속이 작아져 고형물을 밀어내는 힘이 감소한다.
배관의 설계
배관의 설계개요
건물의 내구성에 대해서는 건물의 소유주 뿐만 아니라 국가 경제적으로 중요하게 다루어야 할 문제이고 자원 및 에너지의 절약이라는 사회환경 측면에서도 건물을 오래 유지시키는 것은 매우 중요한 문제다.
배관재료의 선정과 특성
급수배관
내구성, 내식성 및 시공성을 고려해서 일반적으로 동관, 스테인레스강관, PE, PB, 폴리프로필렌 공중합체관이 많이 사용.
급탕배관
온도는 50℃ ~ 60℃가 일반적이기 때문에 배관재료는
동관
일반배관용 스텐레스 강관
내열염화비닐 라이닝 강관
내열 염화 비닐관
냉온수배관
일반적으로는 배관용 탄소강 강관이 사용되고 있으나 최근에는 스텐레스강관, 동관, 염화비닐코팅 강관 등도 많이 사용되고 있다.
냉각수배관
배관용 탄소강 강관이 사용되었는데 대기오염 및 수질문제 때문에 개방형 냉각수 계통에 대해서는 염화비닐코팅강관 등이 사용되고 있다.
배수배관
배수용주철관
배관용 탄소강 강관
경질염화비닐관
내화피복2중관
배수용 경질 염화비닐 라이닝강관
배관의 부식
부식이란 어떤 금속이 주위환경과 반응하여 화합물로 변화(산화반응)되면서 금속자체가 소모되어 가는 현상
배관 부식에 영향을 미치는 요소 : PH, 용존산소, 염소이온과 잔류 염소
배관 부식의 영향요소
PH와 부식
일반수질은 범위인데 PH가 낮아질수록 금속표면의 보호피막이 만들어 지기 어렵기 때문에 PH4이상으로 할 것.
용존산소의 부식
용존 산소량에 비례해서 부식 속도도 빨라진다.
염소이온과 잔류 염소와 부식
급수전 말단에서 잔류 염소 0.2PPM이상 유지, 최근에는 수질 악화에 따라 잔류 염소량도 증가하는 경향이 있어 많은 곳에서 0.2PPM을 얻고 있다.
배관 부식의 종류
습식과 건식
습식부식 - 금속표면이 접하는 환경 중에 습기의 작용에 의한 부식현상
건식부식 - 습기가 없는 환경 중에서 200O℃이상 가열된 상태에서 발생하는 부식
전면부식과 국부부식
전면부식 - 동일한 환경 중에서 어떤 금속의 표면이 균일하게 부식이 발생하는 현상. 방지책으로 재료의 부식여유 두께를 계산하여 설계
국부부식 - 금속의 재료 자체의 조직, 잔류응력의 여부, 접하고 있는 주위환경 중의 부식물질의 농도 온도와 유체의 성분, 유속 및 용존산소의 농도 등에 의하여 금속표면에 국부적 부식이 발생하는 현상
이종금속접촉 : 재료가 각각 전극, 전위차에 의하여 전지를 형성하고 그 양극이 되는 금속이 국부적으로 부식하는 일종의 전식 현상이다.
전식 : 외부전원에서 누설된 전류에 의해서 전위차가 발생. 전지를 형성하여 부식되는 현상
틈새부식 : 재료사이의 틈새에서 전해질의 수용액이 침투하여 전위차를 구성하고 틈새에서 급격히 부식이 일어난다.
입계부식 : 금속의 결정입자 경계에서 선택적으로 부식이 발생.
선택부식 : 재료의 합금성분 중 일부성분은 용해하고 부식이 힘든 성분은 남아서 강도가 약한 다공상의 재질을 형성하는 부식이다.
부식의 원인
내적원인
금속의 조직영향 : 금속을 형성하는 결정상태 면에 따라 다르다.
가공의 영향 : 냉간가공은 금속의 결정구조를 변형
열처리 영향 : 잔류응력을 제거하여 안정시켜 내식성을 향상시킨다.
외적요인
PH의 영향 : PH4 이하에서는 피막이 용해되므로 부식
용해성분영향 : 가수분해하여 산성이 되는 염기류에 의하여 부식
온도의 영향 : 약 80℃까지는 부식의 속도가 증가
기타원인
아연에 의한 철부식 : 50 - 95℃의 온수중에서 아연은 급격히 용해한다.
동이온에 의한 부식 : 동이온이 용출하여 이온화 현상에 의하여 부식
이종금속 접촉부식 : 용존가스, 염소이온이 함유된 온수의 활성화로 국부전지를 형성하여 부식
용존산소에 의한 부식 : 물속에 함유된 산소가 분리되어 부식
탈아연 현상에 의한 부식 : 밸브의 STEM과 DISC의 접촉부분에서 부식
응력에 의한 부식 : 내부응력에 의하여 갈라짐 현상으로 발생
온도차에 의한 부식 : 국부적 온도차에 의하여 고온측이 부식
유속의 영향
부식의 방지대책
배관재의 선정 : 가급적 동일계의 배관재 선정
라이닝재의 사용 : 열팽창에 의한 재료의 박리에 주의
온수의 온도조절 : 50℃ 이상에서 부식이 촉진된다.
유속의 제어 : 1.5 M/S 이하로 제어
용존산소제어 : 약제투입 용존산소제어
희생양극제 : 지하매설의 경우 Mg등을 배관에 설치
방식재 투입 : 규산인산계 방식제 이용
급수의 수처리 : 물리적 방법과 화학적 방법
내구성 향상과 배관시스템의 설계
배관 계통의 공기 제거
물속에 기포가 존재하면 산화작용이나 침식에 따라서 관내에 부식을 발생시킨다. 기포를 제거하는 방법으로는 기수분리기나 자동공기밸브사용, 이들장치는 공기가 모이는 곳이나 발생하는 장소에 설치하면 효율적이다.
모니터링 테스트 피스
모니터링 테스트 피스를 삽입해서 배관계통의 특성을 보면서 열화예측을 하고 교환 및 배관청소 등의 대응을 해야 한다.
배관설계 유의사항
배관계통은 압력 및 온도 이외에도 시공성, 위생성과 사용상의 안전성 및 경제성 등을 종합적으로 검토하지 않으면 사후 관리상의 문제가 발생되며 관리비의 증가와 막대한 교체공사비의 발생 등 경제적 손실이 뒤따르게 된다. 배관제는 설비시설 뿐만 아니라 준공 후 관리 과정에서 발생될 수 있는 제반비용까지를 충분히 고려하여 사용할 재료를 선택하여야 할 것이다.
배관의 부식은 관의 재질, 흐르는 유체의 온도 및 화학적 성질에 따라 다르나 일반적으로 금속의 이온화, 이종금속의 접촉, 전식, 온수온도 및 용존산소에 의한 부식이 주로 일어나므로 여기에 대한 대책이 강구되어야 한다.

키워드

건축,   배수,   배수관,   흐름,   유량,   유속,   부식,   배관