고압 유압, 냉매 및 연료 시스템의 경우 37도 SAE 플레어 피팅과 반전 플레어 피팅은 가장 널리 지정된 두 가지 연결 유형이며, 선택은 시스템 매체, 작동 압력 한도 및 설치 환경의 조립 접근 제약 조건에 따라 결정됩니다. 37도 SAE 플레어는 최대 3,000PSI 등급의 유압 라인 및 고압 연료 시스템의 표준인 반면, 반전 플레어는 역방향 원뿔 형상이 좁은 차량 하부 라우팅 조건에서 보다 컴팩트하고 진동에 강한 어셈블리를 제공하는 자동차 브레이크 유압 장치 및 연료 공급 라인의 지배적인 표준입니다. 고압 응용 분야에 잘못된 피팅 유형을 선택하면 단순히 조인트 누출이 발생하는 것이 아니라, 경고 없이 치명적인 연결 실패가 발생할 수 있습니다. 잘못된 원뿔 각도로 인해 피팅이 단단히 조여진 것처럼 보이더라도 금속 대 금속 씰이 올바르게 형성되지 않기 때문입니다.
이 가이드는 모든 주요 내용을 다룹니다. 플레어 피팅 상업용 유형, 압력 등급, 황동 피팅을 포함한 재료 옵션, 가장 적합한 적용 환경, 고압 유체 및 가스 시스템으로 작업할 때 선택 결정을 내리는 특정 요소.
모든 플레어 피팅은 동일한 기본 밀봉 원리를 공유합니다. 즉, 금속 튜브 끝에 형성된 원추형 플레어는 튜브 주위에 조여진 플레어 너트의 압축력에 의해 피팅 본체의 일치하는 원뿔형 시트에 대해 눌려집니다. 너트가 조여짐에 따라 두 개의 원뿔 표면은 증가하는 접촉 압력 하에서 함께 구동되어 부드러운 표면 재료를 약간 변형하여 미세한 표면 불규칙성을 채우고 누출이 없고 포함된 유체 또는 가스의 압력을 견딜 수 있을 만큼 기계적으로 견고한 연속적인 금속 간 밀봉 라인을 생성합니다.
플레어 콘의 각도는 주요 플레어 피팅 유형을 구별하는 중요한 기하학적 변수입니다. 튜브 플레어 각도와 피팅 시트 각도 사이의 8도 차이조차도 두 원뿔 표면 사이의 표면 접촉이 아닌 선 접촉을 생성하여 응력을 전체 원뿔 면 전체에 분산시키는 대신 좁은 링에 집중시킵니다. 이렇게 일치하지 않는 접촉 형상으로 인해 처음에는 압력을 유지할 수 있지만 좁은 접촉 링이 내장되고 씰이 저하됨에 따라 진동, 열 순환 및 압력 맥동으로 인해 점진적으로 실패하게 되는 조인트가 생성됩니다. 이것이 서로 다른 플레어 피팅 유형이 물리적으로 서로 맞는 것처럼 보이더라도 상호 교환할 수 없는 이유입니다.
튜브 끝 부분에 형성된 플레어의 품질은 피팅 자체의 품질만큼 조인트 신뢰성에 중요합니다. 편심되거나, 갈라지거나, 덜 형성되거나, 잘못된 각도로 형성된 플레어는 피팅 본체가 얼마나 정확하게 가공되었는지에 관계없이 신뢰할 수 없는 밀봉을 생성합니다. 올바른 플레어링을 위해서는 버(burr) 없이 직각으로 절단되고, 플레어 위치에 가까운 냉간 굽힘으로 가공 경화된 경우 어닐링되고, 필요한 플레어 각도에 일치하는 원뿔 맨드릴이 있는 적절한 크기의 플레어링 공구 블록으로 형성된 튜브가 필요합니다.
일반적인 플레어 오류와 그 결과는 다음과 같습니다.
4개의 플레어 콘 각도는 전 세계적으로 유압, 냉동, 자동차 및 산업용 배관 시스템의 플레어 피팅 응용 분야의 대부분을 차지합니다. 각각은 원뿔 각도, 튜브 크기 범위, 나사산 형태 및 결합 부품의 치수 공차를 관리하는 특정 국내 또는 국제 표준에 따라 표준화되었습니다.
SAE J514 및 ISO 8434-2가 적용되는 37도 SAE 플레어는 유압 동력 시스템, 산업 기계 및 고압 연료 공급을 위한 기본 플레어 피팅 표준입니다. 37도 반각은 넓은 접촉 영역에 걸쳐 조립 하중을 분산시키는 상대적으로 얕은 원뿔을 생성하여 이 설계에 높은 압력 기능을 제공합니다. 강철 소재의 37도 SAE 플레어 피팅은 큰 튜브 크기에서 최대 3,000PSI, 1/4인치 OD 미만의 작은 튜브 크기에서 최대 5,000PSI의 작동 압력 등급을 받았습니다. , 농업 기계, 건설 장비, 산업용 프레스 및 리프트 시스템을 포함한 이동식 유압 장비의 표준 연결이 됩니다.
37도 SAE 플레어 시스템은 너트와 피팅 본체의 수나사 모두에 직선(UN/UNF) 나사산이 있는 JIC(Joint Industry Council) 나사 사양을 사용합니다. 직선 나사 결합은 밀봉에 기여하지 않습니다. 모든 밀봉은 원뿔 대 원뿔 금속 접촉을 통해 이루어집니다. 이 형상의 37도 황동 피팅은 황동의 뛰어난 가공성과 내식성으로 인해 강철보다 선호되는 저압 유압 및 연료 시스템 응용 분야에 널리 사용되며, 일반적으로 비석유 기반 유체를 사용하여 1,500PSI 미만으로 작동하는 시스템에 사용됩니다.
SAE J513에 의해 관리되고 HVAC 및 냉동 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되는 45도 플레어는 조립 토크 하에서 튜브 플레어 면에 더 강한 바이트를 생성하는 더 가파른 원뿔 각도를 사용합니다. 이 가파른 각도는 냉동 및 공조 시스템 구성을 지배하는 상대적으로 얇은 벽의 구리 튜브에 매우 적합합니다. 여기서 깊은 물림 45도 원뿔은 구리 튜브가 어닐링 공정으로 인해 약간의 부드러움 변화가 있는 경우에도 안정적인 밀봉을 생성합니다.
냉장실의 45도 플레어 연결은 튜브 직경과 벽 두께에 따라 200~700PSI의 작동 압력 등급을 갖습니다. 이는 주거용 및 소형 상업용 HVAC 장비에 사용되는 R-410A, R-22 및 R-134a 냉매 시스템의 작동 압력 범위를 다루고 있습니다. 45도 시트가 있는 황동 피팅은 구리 냉매 튜브 연결을 위한 표준 피팅 재료입니다. 왜냐하면 황동 기계는 필요한 시트 형상에 맞게 깔끔하게 가공되고, 냉매와 냉동기유 혼합물의 가벼운 부식 효과에 저항하며, 구리 튜브에 비해 충분히 부드러워서 튜브 플레어가 조립 시 시트에 약간 내장되어 밀봉 적합성이 향상되기 때문입니다.
가장 일반적인 구현에서 이중 플레어 또는 역 이중 플레어라고도 하는 역 플레어 피팅은 자동차 브레이크 유압 회로 및 OEM 연료 공급 라인의 표준 연결 방법입니다. 튜브 끝이 외부 면의 피팅 시트와 접촉하는 원뿔 모양으로 바깥쪽으로 벌어지는 표준(외부) 플레어와는 달리, 반전 플레어는 튜브 끝을 자체적으로 접어 이중벽 섹션을 만든 다음 역원뿔로 형성되어 피팅 본체 외부가 아닌 내부에 안착됩니다.
이러한 역전된 기하학은 두 가지 중요한 결과를 가져옵니다. 첫째, 플레어의 이중벽 부분은 원래 튜브의 벽 두께의 약 두 배이므로 역 플레어 조인트는 동일한 튜브의 단일 벽 45도 플레어보다 압력으로 인한 피로 균열에 대한 저항력이 훨씬 더 높습니다. 둘째, 플레어 너트는 피팅 본체에 끼우지 않고 튜브 외부 주위에서 압축되어 차량 아래의 좁은 공간과 자동차 브레이크 및 연료 라인이 배선되는 엔진실 내부를 보다 쉽게 통과하는 보다 컴팩트한 조립 프로파일을 만듭니다. SAE 1010 냉간 인발 강철 튜브의 반전 플레어 연결은 최대 150°C의 연속 작동 온도에서 1,500~2,000PSI의 작동 압력 등급을 받은 브레이크 유압 라인에 대해 대부분의 자동차 OEM에서 요구하는 사양입니다.
황동 피팅은 일반적으로 프로판 및 천연 가스 분배 시스템을 포함한 비자동차 응용 분야의 역 플레어 연결에 사용됩니다. 여기서 역 플레어의 진동 저항성과 황동의 가스 습기 및 대기 노출에 대한 내식성이 결합되어 기기 연결 지점에서 신뢰할 수 있는 장기간 연결이 생성됩니다. 자동차 브레이크 응용 분야에 사용되는 45도 역 플레어 형상을 일부 산업용 가스 응용 분야에 사용되는 37도 역 플레어 형상과 혼동해서는 안 됩니다. 둘은 차원적으로 호환되지 않으며 절대로 혼합되어서는 안 됩니다.
유럽의 산업 기계 및 유압 시스템은 플레어 유형 변형에 24도 원뿔 각도를 통합하는 DIN 2353(ISO 8434-1) 미터법 튜브 피팅 시스템을 사용합니다. 24도 DIN 피팅은 유럽 농업, 건설 및 자재 취급 장비의 유압 시스템에 사용되며 스레드 형태, 튜브 OD 범위 및 원뿔 형상을 포함한 모든 차원에서 37도 SAE 및 45도 냉동 플레어와 치수적으로 구별됩니다.
DIN 24도 미터법 플레어 피팅은 가장 작은 튜브 크기에서 최대 630bar(약 9,100PSI)의 압력 등급을 받았습니다. , 일반적인 플레어 피팅 표준 중 가장 높은 등급을 받았습니다. 이 제품은 유압 응용 분야를 위해 주로 탄소강과 스테인리스강으로 제조되며 미터법 튜브 크기 및 DIN 나사산이 필요한 공압 및 저압 유체 시스템 응용 분야에 황동 버전을 사용할 수 있습니다.
| 플레어 유형 | 원뿔 반각 | 관리 표준 | 일반적인 압력 등급 | 기본 애플리케이션 | 공통재료 |
|---|---|---|---|---|---|
| 37도 SAE / JIC | 37도 | SAE J514 / ISO 8434-2 | 최대 5,000PSI | 유압 시스템, 고압 연료 | 강철, 황동 피팅, 스테인리스 |
| 45도 SAE | 45도 | SAE J513 | 200~700PSI | HVAC, 냉동, 저압 배관 | 황동 피팅, 알루미늄 |
| 반전 플레어(이중벽) | 45도 inverted | SAE J1390 / ISO 1817 | 1,500~2,000PSI | 자동차 브레이크 유압장치, 연료 라인, 가스 기기 | 강철, 황동 피팅 |
| 24도 DIN 미터법 | 24도 | DIN 2353 / ISO 8434-1 | 최대 9,100PSI(소형 크기) | 유럽의 유압 기계, 공압 | 강철, 스테인리스, 황동 피팅 |
황동 피팅은 대부분의 플레어 피팅 응용 분야에 선택되는 재료이며, 황동 피팅이 주어진 시스템에 적합한 사양인지 여부와 그 특성이 유리한 위치와 제한을 가하는 위치를 정확히 이해하면 결정됩니다.
황동(일반적으로 피팅 본체용 C36000 쾌삭 황동 또는 C37700 단조 황동)은 플레어 피팅 제조 및 성능에 특히 적합한 특성 조합을 제공합니다.
많은 장점에도 불구하고 황동 피팅에는 특정 고압 플레어 용도에서 제외되는 특정 제한 사항이 있습니다.
표준 C36000 쾌삭 황동에는 가공성 강화제로서 약 3%의 납이 포함되어 있습니다. 이는 대부분의 산업 및 HVAC 응용 분야에 허용되지만 여러 관할 구역의 법률에 따라 음용수 시스템에 사용이 제한됩니다. 미국에서는 식수 납 감소법(2014년 발효)에 따라 식수와 접촉하는 황동 부속품의 가중 평균 납 함량을 0.25%로 제한합니다. , 주거용 및 상업용 급수 시스템에 사용되는 모든 플레어 피팅에 대해 C69300(비스무트가 없는 저납 황동) 또는 비스무트-셀레나이드 강화 합금과 같은 저납 합금이 효과적으로 필요합니다. NSF/ANSI 61 및 NSF 372 인증을 받은 제품은 이러한 납 함량 요구 사항을 충족하는 것으로 테스트 및 확인되었습니다.
반전 플레어는 구조가 표준 외부 플레어와 상당히 다르기 때문에 다른 플레어 유형보다 더 세밀하게 처리할 가치가 있으며 조립에는 표준 플레어링 도구와 다른 특정 2단계 성형 도구가 필요하며 잘못 조립되거나 잘못된 피팅 유형으로 대체될 때의 실패 모드는 자동차 브레이크 유압 장치에서 주로 사용되기 때문에 특히 심각합니다.
강철 브레이크 라인 튜브에 역 플레어를 형성하려면 플레어 블록, 1단계 어댑터(버블 도구) 및 2단계 플레어 콘으로 구성된 이중 플레어 도구 세트가 필요합니다. 프로세스는 두 단계로 진행됩니다.
그 결과 역 플레어 피팅 본체의 일치하는 시트 내부에 맞는 역 45도 원뿔이 있는 이중 벽 플레어가 탄생했습니다. 너트는 튜브 외부를 관통하고 이중벽 섹션의 뒷면에 지지됩니다. SAE 1010 강철 브레이크 튜빙의 올바르게 형성된 반전 플레어는 콘 면이나 접힌 내부 표면에 균열이 없어야 하며, 콘의 전체 원주 주위에 균일한 벽 두께를 가져야 하며, 너트를 체결하기 전에 손으로 누를 때 흔들리지 않고 피팅 본체 시트와 같은 높이에 있어야 합니다.
브레이크 시스템 수리 시 일반적이고 위험한 오류는 표준 외부 45도 플레어를 반전 플레어 피팅 본체에 연결하려고 시도하는 것입니다. 피팅 너트가 끼워지고 조인트가 조립된 것처럼 보일 수 있지만 씰링 형상은 기본적으로 호환되지 않습니다. 바깥쪽 플레어는 반전 플레어의 오목한 시트에 볼록한 원뿔면을 제공하여 정확하게 일치하는 반전 플레어의 전체 면 접촉이 아닌 원뿔의 외부 가장자리 근처에 작은 직경의 링 접촉만 생성합니다. 브레이크 시스템 작동 압력 하에서 이 불일치 조인트는 시스템 가압 중에 즉시 누출되거나 잠시 밀봉된 후 첫 번째 급제동 시 치명적인 실패를 겪게 됩니다.
반전 플레어 피팅을 시각적으로 식별하려면 피팅 본체의 끝 부분을 살펴봐야 합니다. 반전 플레어 피팅에는 반전 플레어 콘을 수용하는 오목(안쪽을 가리키는) 시트가 있는 반면, 표준 45도 플레어 피팅에는 바깥쪽 플레어가 내부 면에 닿는 볼록하거나 평평한 시트가 있습니다. 브레이크 피팅은 일반적으로 브레이크가 아닌 자동차 피팅과 구별되는 미터법 나사산 크기로 식별됩니다.
주거용 및 상업용 가스 기기 연결 응용 분야에서 45도 형상의 황동 반전 플레어 피팅은 유연한 가스 커넥터를 기기 입구와 벽 또는 바닥 콘센트 모두에 연결하기 위해 지정됩니다. 반전 플레어 구조는 더 안전한 너트 유지력을 제공하므로 표준 외부 플레어보다 선호됩니다. 플레어 너트는 시트에 대한 튜브 플레어를 단순히 포착하는 것이 아니라 피팅 본체의 어깨에 안착하여 청소 및 유지 관리를 위해 건조기 및 레인지와 같은 가스 기기를 이동하는 서비스 환경에서 발생하는 진동에 더 잘 견딥니다.
가스 서비스용 황동 반전 플레어 피팅에는 CGA(압축 가스 협회) 목록 및 CSA 또는 AGA 승인을 포함한 적절한 승인 표시가 있어야 합니다. 주거용 가스 분배 시스템에 대해 지정된 사이클 압력 및 온도 범위에서 기밀성과 구조적 무결성에 대한 테스트를 거쳤음을 확인합니다. 가스 기기 연결에 등재되지 않은 황동 피팅을 사용하는 것은 대부분의 관할 구역에서 규정 위반이며 피팅의 명백한 품질에 관계없이 설치자에게 책임을 묻게 됩니다.
주요 플레어 피팅 유형과 그 특성을 이해하면 특정 고압 응용 분야에 대한 선택 프로세스는 올바른 피팅 사양으로 필드를 점진적으로 좁히는 5가지 순차적 결정 기준을 중심으로 구성될 수 있습니다.
대부분의 규제 대상 응용 분야에서 피팅 유형은 설치자의 선호 사항이 아닌 시스템 설계 표준에 따라 지정됩니다. 자동차 브레이크 유압 시스템은 FMVSS 116 및 SAE J1290에 의해 관리되며, 이는 브레이크 라인 종단을 위한 이중벽 반전 플레어 연결을 요구합니다. 유럽 유압 시스템은 ISO 4413에 따라 설계되었으며 일반적으로 DIN 2353 미터법 튜브 피팅을 사용합니다. 냉동 시스템은 ASHRAE 15에 따라 설계되었으며 일반적으로 해당 크기 범위의 구리 튜브에 45도 플레어 연결을 지정합니다. 관리 표준을 따르는 것이 올바른 첫 번째 단계이며 사용할 플레어 유형에 대한 대부분의 모호성을 제거합니다.
선택한 피팅 유형 및 재료에는 펌프 맥동, 수격 현상 및 압력 릴리프 밸브 설정점으로 인한 압력 스파이크를 포함하여 시스템의 최대 허용 작동 압력(MAWP)을 충족하거나 초과하는 게시된 작동 압력 등급이 있어야 합니다. 중요한 유체 동력 및 브레이크 유압 응용 분야에 대해 피팅의 정격 파열 압력과 시스템 작동 압력 사이에 최소 안전 계수 4:1을 적용합니다. 이는 ISO 4413 및 SAE J514의 설계 안전 계수와 일치합니다. 필요한 작동 압력이 황동 피팅 등급을 초과하는 경우 다른 플레어 유형으로 전환하는 대신 동일한 피팅 구조에서 탄소강 또는 스테인리스강으로 업그레이드하십시오.
피팅 재질이 전체 작동 온도 범위에서 시스템 유체와 호환되는지 확인하십시오. 확인해야 할 주요 비호환성에는 암모니아가 있는 황동, 강산 또는 알칼리가 있는 아연 기반 합금, 공격적인 물 또는 염 용액이 있는 탄소강이 포함됩니다. 석유 기반 유압유, 물 글리콜 유압유 및 탄화수소 냉매의 경우 황동 피팅은 황동에 적합한 전체 온도 범위에서 호환됩니다(표준 황동의 경우 영하 40°C ~ + 120°C, 탈아연성 등급의 경우 영하 60°C ~ + 150°C).
피팅이 조립되는 물리적 환경과 유지 관리를 위해 연결을 분리해야 하는 빈도가 최적의 피팅 유형 선택에 영향을 미칩니다. 렌치의 전체 회전 접근이 제한되는 위치에서는 모든 표준 플레어 피팅 유형이 수용되는 고정 본체 및 회전 너트로 조립할 수 있는 피팅 설계를 선호합니다. 필터 또는 부품 교체를 위해 자주 분리해야 하는 응용 분야에서는 튜브를 다시 만들 필요 없이 여러 조립 및 분해 주기를 통해 완전히 재사용할 수 있는 37도 JIC 및 DIN 24도 유형을 선호합니다. 강철 브레이크 라인의 인버티드 플레어는 일반적으로 분해를 수행하려면 라인을 절단하고 플레어를 재형성해야 하기 때문에 유지 관리가 가장 적은 플레어 유형입니다. 따라서 진동 저항과 컴팩트한 프로필이 유지 관리 균형을 정당화하는 경우에만 지정됩니다.
플레어 피팅은 크기가 비슷해 보이지만 상호 교환할 수 없는 여러 스레드 형태를 사용합니다. SAE J514 37도 피팅은 SAE 표준에 정의된 특정 피치 직경을 갖는 UN/UNF 직선 나사산을 사용합니다. 브레이크 시스템 반전 플레어 피팅은 SAE UN/UNF 나사산과 맞물리지 않는 미터법 나사산(M10 x 1.0 및 M12 x 1.0이 자동차 응용 분야에서 가장 일반적임)을 사용합니다. DIN 24도 피팅은 DIN 2353에 따른 미터법 나사산을 사용합니다. 기존 시스템의 교체 또는 확장 피팅을 주문하기 전에 항상 측정을 통해 나사산 형태와 피치를 식별하거나 시스템 제조업체의 부품 문서를 참조하십시오. 육안 검사만으로는 유사한 피치의 다양한 나사산 형태를 확실하게 구별할 수 없기 때문입니다.
| 시스템 유형 | 권장 플레어 유형 | 추천 소재 | 관리 표준 | 주요 선택 고려 사항 |
|---|---|---|---|---|
| 유압 출력(최대 3,000PSI) | 37도 SAE / JIC | 강철; 1,500 PSI 미만의 황동 피팅 | SAE J514 | 재사용성 및 압력 등급 |
| HVAC 및 냉동 | 45도 SAE | 황동 피팅(동관 호환) | SAE J513 | 황동과의 냉매 호환성 |
| 자동차 브레이크 유압장치 | 반전 플레어(이중벽) | 강철(OEM); 신체 피팅용 황동 피팅 | SAE J1390 / FMVSS 116 | 필수 표준; 대체 없음 |
| 가스 기기 연결 | 반전된 플레어(45도) | 황동 피팅(CGA 등록) | CGA / CSA / AGA | 규정 준수를 위한 등록된 제품 요구 사항 |
| 유럽의 유압 기계 | 24도 DIN 미터법 | 강철; 스테인레스; 공압용 황동 피팅 | DIN 2353 / ISO 8434-1 | 미터법 튜브 OD 크기 및 DIN 스레드 형태 |
올바른 조립 토크는 올바르게 지정되고 올바르게 형성된 플레어 피팅 조인트가 서비스 수명 동안 안정적으로 작동하는지 여부를 결정하는 최종 변수이자 자주 간과되는 변수입니다. 토크가 부족하거나 토크가 너무 높은 플레어 연결은 모두 신뢰할 수 없는 접합을 생성합니다. 토크가 부족하면 콘 대 콘 접촉 압력이 시스템 압력에 대해 밀봉하는 데 필요한 최소값 미만으로 남고, 토크가 너무 많으면 튜브 플레어가 탄성 범위를 넘어 소성 변형되어 콘 기하학적 구조가 왜곡되고 플레어 재료가 깨질 가능성이 있습니다.
SAE J514는 3/16인치 튜브의 경우 9Nm(80인치-파운드)부터 1-1/4인치 튜브의 경우 135Nm(100피트-파운드) 범위의 37도 JIC 피팅에 대한 조립 토크를 지정합니다. , 이러한 값은 느낌으로 추정하기보다는 중요한 유압 및 압력 시스템 조립을 위해 보정된 토크 렌치를 사용하여 적용해야 합니다. 황동 피팅의 경우 강철 사양 토크의 약 75~85%를 적용하여 동일한 클램프 하중에서 더 부드러운 황동 너트 나사산에 과도한 응력이 가해지는 것을 방지합니다.
조립 후, 모든 고압 플레어 피팅 연결은 서비스를 시작하기 전에 시스템 최대 허용 작동 압력의 1.5배에서 압력 테스트를 받아야 하며, 모든 연결은 적절한 누출 감지 방법(가스 시스템용 비누 용액, 유압 유체 시스템용 형광 염료 또는 누출 감지 매체의 유체 오염이 허용되지 않는 청정 시스템용 질소 압력 감쇠 테스트)을 사용하여 누출 여부를 검사해야 합니다. 이 초기 압력 테스트를 통과하고 플레어 너트 또는 튜브의 눈에 띄는 왜곡이 없는 조인트는 올바른 피팅 유형, 재료 및 조립 절차가 적용될 때 튜브 시스템의 전체 설계 수명 동안 누출 없는 서비스를 제공해야 합니다.
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