웰드 넥 플랜지 (WN FL, Weld Neck Flange)

석유 화학 산업에서 일반적으로  "플랜지"라고 언급할 때, 대부분의 경우 Weld Neck Flange를 지칭합니다.

이는 이 유형의 플랜지가 제공하는 높은 신뢰성, 강도, 그리고 안전성 때문이죠.

 

1. Weld Neck Flange란?

Weld Neck Flange(용접경 플랜지)는 배관 시스템에서 가장 널리 사용되는 플랜지 유형 중 하나로, 강도와 내구성이 뛰어나 고온·고압 환경에서도 안정적인 성능을 제공합니다. 플랜지의 중심부에는 긴 경부(Neck)가 있으며, 이 경부는 배관과 함께 맞대기 용접(Butt Welding) 방식으로 연결됩니다. 이를 통해 응력을 효과적으로 분산시켜 배관 시스템의 수명을 연장할 수 있습니다.

 

아래 영상은 Weld Neck Flange를 설명하는 유튜브 영상이며 배관 관련 정보의 Mr. Ganesh의 채널로 인도식 영어 발음이 살짝 거슬리긴 하지만 잘 정리되어 있으니 참고하세요.

 

2. Weld Neck Flange의 주요 특징

1) 강력한 내구성과 높은 압력 저항

Weld Neck Flange는 맞대기 용접을 통해 배관과 견고하게 결합되므로, 높은 압력과 온도를 견딜 수 있습니다. 이러한 특성 덕분에 정유 공장, 화학 플랜트, 발전소 등 극한 환경에서도 신뢰성이 높은 배관 연결 방식으로 채택됩니다.

2) 응력 분산 효과

플랜지의 경부(Neck) 부분이 배관과 부드럽게 이어지면서 응력을 분산시킵니다. 이는 용접부의 피로 파괴를 방지하고, 배관 시스템의 구조적 안정성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.

3) 정밀한 정렬 및 유지보수 용이성

Weld Neck Flange는 설계 단계에서 정밀한 정렬이 가능하며, 유지보수 시에도 플랜지를 제거하고 교체하는 과정이 상대적으로 용이합니다. 또한, 볼트 연결부를 통해 가스나 유체의 누출을 방지하는 기능도 뛰어납니다.

 

3. Weld Neck Flange의 주요 적용 분야

1) 석유 및 가스 산업

고온·고압 환경이 일반적인 정유 공장과 가스 처리 시설에서 Weld Neck Flange는 신뢰할 수 있는 연결 방식으로 사용됩니다. 특히, 부식에 강한 재질(예: 스테인리스강, 합금강 등)로 제작되어 극한 환경에서도 긴 수명을 보장합니다.

2) 발전소 및 화력·원자력 시설

발전소에서는 증기나 냉각수의 흐름을 안전하게 유지하기 위해 Weld Neck Flange가 필수적으로 사용됩니다. 특히, 고압 증기가 흐르는 터빈 배관 시스템에서 용접경 플랜지는 뛰어난 내구성과 안정성을 제공합니다.

3) 화학 플랜트 및 해양 산업

화학 플랜트에서는 부식성이 강한 화학물질을 취급하기 때문에 부식 저항성이 우수한 Weld Neck Flange가 사용됩니다. 또한, 해양 산업에서는 바닷물과 접촉하는 배관에 적용되어 높은 내구성을 유지할 수 있습니다.

 

4. Weld Neck Flange의 재질 및 표준 규격

 

1) 일반적인 재질탄소강(Carbon Steel): ASTM A105, A350 LF2 등
스테인리스강(Stainless Steel): ASTM A182 F304, F316 등
합금강(Alloy Steel): ASTM A182 F11, F22 등
2) 주요 표준 규격

ASME B16.5 (배관용 플랜지 및 플랜지 피팅)

ASME B16.47 (대형 직경 플랜지)

API 6A (석유 및 가스 산업용 플랜지)

5. 결론

Weld Neck Flange는 높은 내구성과 안정성을 요구하는 배관 시스템에서 필수적인 요소입니다. 특히, 맞대기 용접을 통한 강력한 결합력과 응력 분산 효과 덕분에 고압·고온 환경에서도 안전한 사용이 가능합니다. 따라서 석유 및 가스 산업, 발전소, 화학 플랜트 등 다양한 분야에서 널리 사용되며, 적절한 재질과 표준을 준수하는 것이 중요합니다. 플랜지 선택 시에는 사용 환경과 적용 조건을 철저히 검토하여 최적의 제품을 선정하는 것이 필요합니다.