기체 유량 및 진공 배관용 피팅(Fitting)
파이프(Pipe)나 튜브(Tube)를 사용해 보신적 있나요?
파이프와 튜브는 매우 광범위한 분야에서 사용되며, 다양한 유체와 기체를 전달하는데 필수적인 역할을 합니다.
그리고 파이프를 서로 연결하거나, 그 크기를 조정하거나, 방향을 바꾸거나, 흐름을 제어하는데는 피팅(Fitting)이 필요합니다.
이번 시간에는 기체의 유량이나 진공을 측정할 때 사용할 수 있는 피팅에 대해 알아보겠습니다.
기체 유량 측정 시 사용되는 피팅
저유량(0 ~ 5 sccm 부터 최대 0 ~ 25 slm) MFC를 사용하는 많은 사용자들은 압축 피팅(Compression Fitting)의 편리성을 높게 평가합니다.
Swagelok™ 브랜드의 압축 피팅은 매우 인기가 높으며, 많은 사용자가 MFC 제품을 구매할 때 함께 사용할 피팅으로 구매하길 원합니다.
압축 피팅은 매우 안정적이며, 필요에 따라 신속하게 제거했다가 다시 설치할 수 있다는 장점이 있습니다.
또한 잠시 후에 설명할 VCR™이나 VCO™ 피팅과 달리 압축 피팅에는 별도의 O-Ring이나 일회용 가스킷(Gasket)이 필요하지 않습니다.
인포라드는 질량 유량계(Mass Flow Meter / Controller)를 제공할 때 다양한 크기의 Swagelok™ 브랜드의 압축 피팅을 제공할 수 있습니다.
저유량에서는 대부분 1/4 inch와 1/8 inch 크기가 사용되며, 10mm나 12mm와 같이 미터법에 따르는 크기도 제공할 수 있습니다.
또한 높은 유량이 사용되는 환경을 위해 1/2 inch, 3/4 inch, 1.5 inch, 2 inch 등의 피팅도 제공합니다.
Swagelok®에서 발행한 'Tube Fitter's Manual'에 따르면 Swagelok의 1 inch 또는 25mm 사이즈 까지의 튜브 피팅을 수동으로 설치하는 방법은 아래와 같습니다.
1. 튜브를 피팅과 숄더에 완전히 삽입하고 너트 핑거를 돌립니다.
2. 너트가 6시 방향에 위치하게 돌립니다.
3. 피팅 본체를 고정한 상태에서 너트를 1과1/4 바퀴 돌려 9시 방향으로 조입니다.
1/16, 1/8 및 3/16 inch 또는 2, 3 및 4mm 튜브 피팅의 경우 너트를 3시 방향으로 3/4 바퀴 조입니다.
분해 및 재조립 절차는 다음과 같습니다.
4. 분해하기 전 너트의 뒷면 부분 튜브에 펜 등으로 표시를 하고 너트와 바디를 따라 선을 그어 표시합니다.
이 표시를 보며 너트를 이전에 당긴 위치로 되돌립니다.
5. 전면 페룰(Ferrule)을 튜브를 피팅에 삽입한 후, 미리 압착된 퍼럴(Ferrule)을 튜브 끝에 삽입합니다.
그리고 퍼럴이 피팅 바디에 닿을 때까지 튜브를 피팅에 밀어 넣습니다.
6. 피팅 본체를 고정한 상태에서 렌치를 이용해 너트에 표시된 선과 바디에 표시된 선이 일치하도록 되돌립니다.
Swagelok™의 VCR™ 시스템은 정압 또는 진공 용도를 위한 모든 종류의 고순도 금속을 안정적으로 밀봉하고 싶은 사용자에게 매우 인기가 높습니다.
이러한 피팅의 경우 일반적으로 금속 재질의 가스켓이 대칭 상태의 두 면 사이를 씰링(Sealing) 하는데 사용됩니다.
경우에 따라 엘라스토머(Elastomeric) 또는 PTFE 재질의 가스켓을 사용할 수 있습니다.
VCR™ 연결부에 사용되는 구리나 니켈, 또는 스테인레스 강 재질의 금속 가스켓은 한 번만 사용해야 합니다.
금속 가스켓은 설치 시 가스켓을 정위치에 고정하기 위한 고정 장치와 함께 구입할 수 있습니다.
가스켓을 접합 표면 사이에 고정한 상태에서 손가락을 이용해 너트를 돌려 가볍에 고정한 후, 두 개의 렌치를 사용해 연결 부분을 조여 설치를 완료합니다.
구리 가스켓은 손으로 조인 후 렌치를 이용해 90˚를 더 돌려줘야 하고, 니켈 및 스테인레스강 가스켓은 45˚를 더 돌려줍니다.
VCR 피팅이 적용된 HFC-302 Mass Flow Controller
VCO™ 시스템은 사용자가 빠르게 연결하고 끊기 원할 때 편리하게 사용할 수 있습니다.
VCO™ 연결의 한 쪽 부분에는 O-Ring이 포함되어 있으며, 결합 연결 부분은 평평하고 매끄럽게 마감처리 되어 있어 매우 쉽게 설치가 가능합니다.
너트를 손으로 조인 다음 렌치를 사용해 45˚ 더 조여주면 됩니다.
진공 측정 시 사용되는 피팅
진공 용 설비에서도 피팅은 매우 중요한 역할을 합니다.
피팅에 의해 제작할 때는 기본적으로 가해지는 압력과 배기되는 기체로 인한 부하, 그리고 비용 등이 고려되어야 합니다.
진공도가 mTorr 범위까지 도달해야 할 경우 NPT(National Pipe Tapered)로 피팅을 연결하면 외부 클램프나 볼트 없이 신속하고 간단하게 조립할 수 있습니다.
하지만 NPT를 사용할 때는 확실한 밀폐를 위해 NPT의 나사산에 PTFE 테이프나 밀폐제(Sealant)를 사용해야 합니다.
PTFE 테이프나 밀폐제는 결합된 NPT 나사산 표면 사이의 공극을 채워주고, 나사산 사이의 갈라짐을 방지하는 윤활제 역할을 하기 때문입니다.
PTFE 테이프를 NPT 나사산에 사용할 때는 나사산 표면을 깨끗하게 닦고 나사산과 동일한 방향으로 2~3바퀴 돌려 붙여줍니다.
그리고 렌치를 이용해 단단하게 조여줍니다.
이 때 얼마나 단단하게 조여야 하는지에 대한 기준은 없지만, 단단히 조여져서 충분히 밀폐되는 수준과 너무 조여져서 씰이 벗겨지는 수준 사이가 바람직합니다.
따라서 꽉 조여질 때까지 렌치를 사용하되, 무리하게 조이지는 말아야 합니다.
KF 피팅은 진공 게이지를 사용하는 사용자가 간편하게 사용할 수 있습니다.
KF는 독일어로 작은 플랜지(Small Flange)를 뜻하는 'Klein Flansche'의 약자로, 이 피팅은 10^-8 Torr의 진공도를 견딜 수 있습니다.
KF-16과 KF-25와 같은 KF의 크기는 플랜지와 결합하는 배관의 내경의 크기와 같습니다.
인포라드의 DV-6-KF-16, O-Ring, 그리고 이들을 결합하는 클램프
마지막으로 ConFlat 장비는 고진공 및 초고진공 시스템에서 사용됩니다.
ConFlat의 플랜지에는 일반적으로 구리 재질의 가스켓에 밀착되는 칼날 모양의 엣지가 있습니다.
연결은 볼트를 조여 이뤄지며, 볼트의 수는 플랜지의 크기에 따라 다릅니다.
ConFlat 장치를 사용하는 진공 장비는 10^-13 Torr의 압력까지 도달하는 것으로 알려져 있습니다.
ConFlat 플랜지가 장착된 DV-6 진공 게이지 튜브
일반적으로 파이프와 튜브와 같은 배관과 그에 맞는 피팅을 선택할 때는 유량과 압력을 고려해야 합니다.
인포라드는 기체의 종류와 유량, 압력 등 모든 측정 환경을 고려해 해당 사용자가 올바른 계측기와 배관, 피팅을 선택할 수 있도록 도와드립니다.
문의사항은 아래 링크를 이용하시기 바랍니다.
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