현대 산업설비의 혈관이라 할 수 있는 각종 수송관의 배관을 계획함에 있어 설계자가 직면하는 문제로는 외기와 수송유체의 온도변화에 따른 파이프라인의 팽창과 수축의 문제, 기관 등에 의한 w진동의 문제, 풍압 및 지진 등에 의한 이동 및 파손 등의 문제로부터 파이프라인에 가해지는 과중한 응력을 흡수하여 기기를 보호하고 사고발생을 방지 하는 것입니다.
이러한 경우 파이프라인 요소요소에 파이프의 신축 및 진동에 대응하는 신축관 이음쇠를 배관할 필요가 있으며 이 역할을 할 수 있는 합리적인 이음쇠로 Metal Bellows식 Expansion joint와 Flexible joint가 그 우수성을 인정받아 각종 유체의 수송을 위한 배관에 널리 쓰이고 있습니다.
Metal Bellows는 금속박팜을 소재로 제관(piping) 후성형(forming)하는 것으로 일반적인 제작방법을 들면,
1.액압성형 (Hydraulic Forming) 유체압력을 이용한 방식
2.Roll 성형 (Roll Forming) 벨로우즈용 소재 내측과 외측에 Roller를 교차 회전시켜 점진적으로 성형하는방식
3.Rubber 성형 (Elastometic Forming) 벨로우즈용 소재 내측에 도우넛츠형 Rubber를 축방향으로 압축시켜 성형하는 방식
4.Press 성형 (Elastometic Forming) 각형 Expansion joint 제작시 많이 사용되는 방법으로 금형으로 벨로우 소재를 Pressing하여 성형하는 방식 등이 있습니다.
Bellows의 산 형상과 그 특성
Bellows의 산 형상은 통상 U형, S형, Multi-Ply형 및 Omega 형으로 크게 나눌 수 있으며, 각 형상별 특성은 다음과 같습니다.
- U형 가장 널리 쓰이는 형상으로 우수한 신축성을 가지고 있으나. 압력에 대한 내력이 약하여 고압용으로 사용할 경우에는 Bellows의 곡부에 Control Ring을 삽입합니다.
- S형 압력에 대한 내력이 U형에 비해 강하여 비교적 높은 압력에 사용할 수 있으나 신장량이 압축량의 50% 이하인 경우에 사용합니다.
- Multi-Ply형 Bellows층수를 2층, 또는 그 이상의 층수로 하여 단층의 U형 Bellows가 갖는 신축을 흡수하면서도 높은 압력에 견딜 수 있게한 구조입니다. 특히 반력 (Spring Force)을 억제할 수 있으며 수면이 긴 것이 특징입니다.
- Omega형 Bellows의 산모양이 Omega (Ω)형상이며 압력에 대한 내력이 강하여 고압용에서 사용할 수 있으나 구조상 신축성이 U형에 비해 떨어집니다.
Bellows의 산 형상과 그 특성
