플랜지(Flange)는 파이프와 파이프, 또는 파이프와 밸브, 펌프 등 다양한 배관 부품을 서로 연결하기 위해 끝부분에 접시 모양으로 만들어진 플랜지판(날개)을 말합니다.
배관을 영구적으로 붙여버리는 용접(Welding)과 달리, 플랜지는 볼트와 너트를 이용해 조이고 풀 수 있는 구조이기 때문에 분해, 조립, 정비 및 청소가 필요한 구간에 필수적으로 사용됩니다.
1. 배관 연결 방식에 따른 플랜지 종류
배관 파이프를 플랜지에 어떻게 고정하느냐에 따라 형태가 달라집니다.
1) 웰딩 넥 플랜지 (Welding Neck Flange – WN)
- 특징: 플랜지 목(Neck) 부분이 길게 나와 있어 파이프와 맞대기 용접(Butt Welding)을 하는 방식입니다.
- 장도: 구조적으로 가장 튼튼하며 응력 집중을 분산시켜 줍니다.
- 용도: 고온, 고압, 극저온 등 가장 가혹한 환경(플랜트 핵심 배관)에 사용됩니다. 앞서 언급한 심리스 파이프와 함께 고압 라인에 자주 매칭됩니다.
2) 슬립 온 플랜지 (Slip-On Flange – SO)
- 특징: 플랜지 구멍 내부로 파이프를 미끄러지듯 집어넣은 후, 플랜지의 안쪽과 바깥쪽 두 곳을 필렛 용접(Fillet Welding)하는 방식입니다.
- 장점: 파이프 절단 길이가 다소 정밀하지 않아도 조립이 쉽고 단가가 저렴합니다.
- 용도: 중·저압 배관 라인에 가장 대중적으로 쓰입니다.
3) 소켓 웰딩 플랜지 (Socket Welding Flange – SW)
- 특징: 플랜지 내부에 파이프가 걸릴 수 있는 턱(소켓)이 있어, 파이프를 끼워 넣고 바깥쪽만 용접하는 방식입니다.
- 용도: 주로 구경이 작은 소구경(2인치 이하) 배관이면서 고압을 견뎌야 하는 라인에 사용됩니다.
4) 블라인드 플랜지 (Blind Flange – BL)
- 특징: 가운데 구멍이 뚫려 있지 않고 막혀 있는 플랜지입니다.
- 용도: 배관의 맨 끝단(End)을 막아 유체의 흐름을 차단하거나, 향후 배관을 연장하기 위해 임시로 마감할 때 사용합니다.
2. 밀봉면(Facing) 형상에 따른 분류
볼트가 조여질 때 유체가 새지 않도록 개스킷(Gasket)이 닿는 면의 모양도 중요합니다.
- FF (Flat Face): 접촉면 전체가 평평한 형태입니다. 주로 주철제 밸브나 저압 배관에 쓰이며 개스킷 면적이 넓습니다.
- RF (Raised Face): 볼트 구멍 안쪽의 개스킷 닿는 면만 살짝 튀어나오게 만든 형태입니다. 산업용 배관에서 가장 표준적으로 사용됩니다.
- RTJ (Ring Type Joint): 밀봉면에 깊은 홈(Groove)이 파여 있어, 그 사이에 금속 링 개스킷을 끼우는 방식입니다. 극도의 고압/고온 라인에 사용됩니다.
3. 현장 시공 및 엔지니어링 핵심 포인트 (강의/실무용)
플랜지 체결 체계는 배관의 누수(Leaking)를 방지하는 핵심 공정입니다.
⚠️ 실무 체결 안전 가이드
- 대각선 순서로 조이기 (Star 패턴): 볼트를 조일 때는 시계 방향으로 순서대로 조이면 안 됩니다. 한쪽으로 힘이 쏠려 개스킷이 씹히거나 틈이 생기므로, 반드시 별 모양(대각선 마주 보는 방향)으로 번갈아 가며 단계적으로 토크를 올려 조여야 합니다.
- 규격(Rating) 일치 확인: 플랜지는 압력 등급에 따라 ASME 규격 기준
150#,300#,600#등으로 나뉩니다. 숫자가 높을수록 플랜지 두께가 두껍고 볼트 구멍 수가 많아집니다. 반드시 연결할 양쪽 플랜지의 압력 레이팅이 일치해야 체결할 수 있습니다.- 개스킷(Gasket) 선정: 플랜지 사이에 들어가는 밀봉재(비석면, 테프론, 스파이럴 운드 등)가 유체의 성질(화학 물질, 증기, 가스 등)과 온도에 맞는지 검토해야 배관 부식을 막을 수 있습니다.
