가스켓은 배관과 공정 장치의 밀봉에 없어서는 안 될 부품입니다.
하지만 단순히 “끼워서 조이면 된다”고 생각하고 있지는 않으신가요?
실제로 가스켓에는 두 가지 중요한 지표가 있습니다.
바로 가스켓 계수 m(Gasket Factor) 과 최소 체결 압력 y(Minimum Seating Stress) 입니다.
이 값들은 가스켓의 종류에 따라 크게 달라지며, 볼트 하중·밀봉 신뢰성·누설 위험에 직접적인 영향을 줍니다.
본 글에서는 대표적인 가스켓의 m 값과 y 값을 비교하고,
화학 플랜트 현장에서 실제로 도움이 되는 선정 포인트를 정리했습니다.
기계·계장 엔지니어로서 독립적인 판단을 하게 되기 전까지는
반드시 감각적으로 이해해 두고 싶은 내용입니다.
가스켓 종류별 대략적인 값
먼저 가스켓 종류별 가스켓 계수와 최소 체결 압력을 살펴보겠습니다.
아래 데이터는 VALQUA(발카)사의 카탈로그를 참고했습니다.
값은 두께에 따라 달라지지만, 본 글에서는 3 mm 두께로 통일해 비교합니다.
3 mm는 현장에서 가장 기본적이고 많이 사용되는 두께입니다.
가스켓 계수 m
가스켓 계수 m은 다음과 같이 정의됩니다.
운전 중 필요한 볼트 하중을 결정하기 위해
가스켓에 가해야 하는 힘
| 가스켓 종류 | m |
|---|---|
| 조인트 시트 가스켓 | 2.0 |
| PTFE 가스켓 | 2.5 |
| PTFE 재킷 가스켓(중심 조인트 시트) | 3.5 |
| 스파이럴 와운드 가스켓 | 3.0 |
| 메탈 재킷 가스켓(SUS) | 3.5 |
| 솔리드 메탈 가스켓(SUS) | 6.5 |
솔리드 메탈 가스켓을 제외하면 대부분 2.0~3.5 범위에 있습니다.
실무에서 가스켓 계수만으로 가스켓을 선정하는 경우는 거의 없습니다.
특히 배치 플랜트에서는 다음과 같은 전제가 일반적입니다.
- 배관 내압 ≈ 플랜지 허용 압력
- JIS 10K 등의 표준 플랜지 사용
- 가스켓에 걸리는 압력 ≈ 플랜지 압력 × 가스켓 계수
- 플랜지 규격에 이미 볼트 사이즈와 강도가 포함됨
이 때문에 볼트만 따로 선정하는 상황은 거의 없습니다.
다만 고압 설비에서는 플랜지·볼트·가스켓을 하나의 시스템으로 보고
가스켓 계수를 고려해야 합니다.
가스켓 계수가 자주 언급되는 이유는,
가스켓 특성을 숫자로 표현하기 쉬운 지표이기 때문이라고 볼 수 있습니다.
최소 체결 압력 y
최소 체결 압력 y는 다음과 같이 정의됩니다.
초기 체결 시 밀봉을 확보하기 위해
가스켓에 가해야 하는 최소 압력
| 가스켓 종류 | y (N/mm²) |
|---|---|
| 조인트 시트 가스켓 | 11.0 |
| PTFE 가스켓 | 19.6 |
| PTFE 재킷 가스켓 | 14.7 |
| 스파이럴 와운드 가스켓 | 68.9 |
| 메탈 재킷 가스켓(SUS) | 44.8 |
| 솔리드 메탈 가스켓(SUS) | 179.3 |
y 값은 종류에 따라 큰 차이를 보입니다.
이 값은 보통 가스켓의 경도(딱딱함) 와 체결 난이도를 나타냅니다.
배치 플랜트에서는 조인트 시트·PTFE 계열 가스켓 사이에서 주로 비교가 이루어지지만,
스파이럴 와운드나 메탈 재킷 가스켓을 사용할 경우에는
반드시 플랜지·볼트·가스켓을 하나의 시스템으로 검토해야 합니다.
저압용 가스켓 비교
저압용 가스켓에서는 다음과 같은 논의가 자주 나옵니다.
“이 가스켓은 딱딱하다”
가스켓의 딱딱함은 손으로 만졌을 때의 감각이나
체결 시 느껴지는 감각으로 이야기되는 경우가 많습니다.
유리 라이닝 장치처럼 큰 하중을 주기 어려운 설비에서는 특히 중요한 요소입니다.
PTFE 가스켓은 상대적으로 딱딱하게 느껴지며,
이는 y 값이 높은 것(19.6 N/mm²)으로도 나타납니다.
PTFE 재킷 가스켓이 개발된 이유 중 하나도
이러한 밀착성과 체결성을 개선하기 위함입니다.
“PTFE 가스켓은 잘 샌다”
과거에는 이런 이야기를 자주 들을 수 있었습니다.
이는 가스켓 계수 m와 관련이 있습니다.
PTFE 재킷 가스켓의 m 값은 3.5로,
저압용 가스켓 중 가장 큽니다.
즉, 같은 조건에서도 더 큰 볼트 하중이 필요하다는 뜻입니다.
이 점을 고려하지 않고 같은 감각으로 체결하면
누설이 발생하기 쉬웠던 것입니다.
가스켓 페이스트로 대응하는 경우도 많지만,
페이스트 사용이 제한되는 공정에서는 더욱 주의가 필요합니다.
가스켓 두께를 고려하면
본 글에서는 가스켓 두께를 3 mm로 고정했습니다.
참고로 다음과 같은 경향이 있습니다.
가스켓 두께가 두꺼울수록
가스켓 계수 m과 최소 체결 압력 y는 낮아진다
즉,
두꺼운 가스켓일수록 체결이 쉽다
는 의미입니다.
필요한 볼트 하중이 작아지면,
여러 개의 볼트 간 체결력 불균형도 줄일 수 있습니다.
대구경 플랜지나 유리 라이닝 장치에서는
특히 고려해 볼 만한 포인트입니다.
마무리
가스켓 계수 m은 운전 중 볼트 하중의 기준으로,
최소 체결 압력 y는 체결 감각과 가스켓 경도의 기준으로 이해하면 편리합니다.
종류별로 크게 다른 y 값을 이해하고 있으면
누설이나 과도한 체결로 인한 트러블을 예방할 수 있습니다.
배치 화학 플랜트에서 저압 가스켓을 선정할 때 특히 유용한 지식입니다.
화학 플랜트의 설계·보전·운전에 관한 질문이나 고민이 있다면
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