liminfoFlange Bolt Torque Calculator
ASME B16.5 플랜지 볼트 토크 계산기
볼트 상세
체결 순서 (별형 패턴)
여러 단계로 체결: 목표 토크의 30% → 60% → 100%
Flange Bolt Torque Calculator 소개
플랜지 볼트 토크 계산기는 ASME 플랜지 크기, 압력 등급, 가스켓 유형, 볼트 마찰 계수(K), 볼트 내력 대비 프리로드 비율을 기반으로 배관 플랜지 접합부에 필요한 체결 토크를 계산합니다. 2인치(50mm)부터 24인치(600mm)까지 ASME B16.5 표준 플랜지 크기에 해당하는 볼트 크기(M16~M33), 볼트 수, 볼트 원 지름이 미리 입력되어 있습니다.
기계 엔지니어, 배관공, 유지보수 기술자, 플랜트 운영 담당자들이 누설 없는 플랜지 접합을 보장하기 위해 이 도구를 활용합니다. 올바른 볼트 토크는 압력 배관 시스템에서 매우 중요합니다. 토크가 낮으면 가스켓 누설이 발생하고, 과도하면 연질 가스켓 손상, 볼트 항복, 플랜지 면 변형을 유발할 수 있습니다. T = K × d × F 공식을 사용하며, K는 너트 인수, d는 볼트 지름, F는 목표 클램핑 힘입니다.
또한 각 플랜지 크기에 맞는 별형 패턴 체결 순서를 자동 생성합니다. 지름 방향으로 마주보는 볼트를 교대로 체결하는 이 방식은 가스켓 전체에 응력을 균등하게 분포시켜 플랜지 기울어짐을 방지합니다. ASME PCC-1 가이드라인에 따른 다단계 체결 절차(목표 토크의 30% → 60% → 100%)도 안내합니다.
주요 기능
- 2인치(50mm)~24인치(600mm) 12가지 표준 크기의 ASME 플랜지 데이터 내장
- 토크 렌치 즉시 활용을 위한 볼트당 토크를 N·m와 ft·lb 동시 계산
- ASME 압력 등급 5종 지원: 150, 300, 600, 900, 1500
- 정확한 ASME m·y 계수 적용 가스켓 4종: 평면 고무, 스파이럴 와운드, 링 조인트 금속, PTFE 엔벨로프
- 건식·윤활·방청제 조건에 맞는 마찰 계수 K 조정 가능
- 볼트 내력 대비 프리로드 비율 설정 (8.8급 볼트, 내력 580 MPa 적용)
- 균일한 가스켓 하중 분포를 위한 별형 볼트 체결 순서 자동 생성
- 볼트 응력 면적 및 볼트 원 지름과 함께 볼트당·전체 볼트 하중(kN) 표시
자주 묻는 질문
플랜지 볼트 계산에 사용되는 토크-인장 공식은 무엇인가요?
표준 공식은 T = K × d × F입니다. T는 체결 토크(N·m), K는 너트 인수(마찰 계수, 일반적으로 0.10~0.20), d는 볼트 공칭 지름(m), F는 목표 볼트 클램핑 힘(N)입니다. 클램핑 힘은 볼트 응력 면적 × 볼트 등급의 내력 × 프리로드 비율로 계산됩니다.
너트 인수(K)란 무엇이며 어떤 값을 사용해야 하나요?
너트 인수 K는 나사산 및 베어링 면 마찰을 반영하는 계수로, 토크-인장 불확실성에서 가장 큰 영향을 미칩니다. 일반적인 값: 무윤활 강철 볼트 K ≈ 0.20, 가볍게 오일 도포 시 K ≈ 0.15, 이황화 몰리브덴(방청제) 윤활 시 K ≈ 0.10~0.12, PTFE 테이프 윤활 시 K ≈ 0.08. 항상 실제 볼트 상태에 맞는 K 값을 사용하세요.
별형(크로스) 패턴 볼트 체결이란 무엇인가요?
별형 패턴은 원형 순서 대신 지름 방향 맞은편 볼트 쌍을 교대로 체결하는 방법입니다. 4볼트 플랜지의 경우: 볼트 1 → 볼트 3 → 볼트 2 → 볼트 4 순으로 체결합니다. 이 방법은 플랜지 면 전체에 가스켓 시트 하중을 균등하게 분산시켜 조립 중 플랜지 기울어짐과 그로 인한 불균일한 가스켓 응력 및 누설을 방지합니다.
왜 볼트를 여러 단계로 나눠서 체결해야 하나요?
다단계 체결(일반적으로 목표 토크의 30% → 60% → 100%)은 가스켓이 점진적으로 자리를 잡고 볼트 신장이 균형을 이룰 수 있게 합니다. 한 단계에서 마지막 볼트를 체결하면 가스켓 이완과 탄성 상호작용으로 첫 번째 볼트의 장력이 줄어들 수 있습니다. 다단계 체결은 ASME PCC-1 권고에 따라 모든 볼트가 균일하게 목표 프리로드에 도달하도록 보장합니다.
지원하는 가스켓 유형과 m·y 계수가 토크에 미치는 영향은 무엇인가요?
평면 고무(m=1.0, y=1.4 MPa), 스파이럴 와운드 플렉시블 그라파이트(m=3.0, y=69 MPa), 링 조인트 금속(m=6.5, y=179 MPa), PTFE 엔벨로프(m=2.0, y=11 MPa)를 지원합니다. ASME Section VIII 부록 2의 m·y 계수는 밀봉을 달성하기 위한 시트 응력을 정의합니다. 더 단단한 가스켓(링 조인트)은 시트를 위해 더 높은 볼트 하중이 필요하지만, 이 계산기는 프리로드 비율을 주요 입력값으로 사용합니다.
이 계산기는 어떤 볼트 등급을 기준으로 하나요?
내력 580 MPa의 8.8급 미터 볼트를 기준으로 합니다. 산업용 배관 및 기계 분야에서 일반적인 표준입니다. A193 B7, 10.9급 등 다른 볼트 등급을 사용하는 경우 내력이 다르므로 프리로드 비율을 조정하거나 해당 볼트 규격을 참조하세요.
ASME 압력 등급과 플랜지 볼트 토크는 어떤 관계가 있나요?
ASME 압력 등급(150, 300, 600, 900, 1500)은 기준 온도에서 허용되는 최대 운전 압력을 나타냅니다. 높은 압력 등급일수록 더 두꺼운 플랜지, 더 큰 볼트, 더 많은 볼트 수, 더 높은 토크가 필요합니다. 이 도구는 현재 플랜지 크기별로 동일한 볼트 데이터를 사용하므로 압력 등급은 시스템 설계 참고용으로 활용하세요.
ASME가 아닌 플랜지(DIN, JIS 등)에도 사용할 수 있나요?
내장된 플랜지 데이터는 ASME B16.5 볼트 크기와 볼트 원 지름을 따릅니다. DIN(PN6~PN400)과 JIS 플랜지는 약간 다른 볼트 패턴과 크기를 사용합니다. 그러나 해당 플랜지의 볼트 지름, 볼트 수, 볼트 원 지름을 알고 있다면, 볼트 크기가 일치하는 ASME 플랜지를 선택해 근사 토크값을 계산한 뒤 해당 플랜지 표준으로 검증하는 방식으로 활용할 수 있습니다.