사용 압력은 압력계 눈금 어디쯤 와야 할까요?
압력계를 고를 때는 평소 사용 압력이 눈금의 가운데쯤, 25~75 % 사이에 오도록 범위를 정하고, 범위 자체는 평소 압력이 아니라 최대 압력으로 계산합니다. 너무 큰 범위를 고르면 지침이 바닥에서 거의 움직이지 않고, 너무 작은 범위를 고르면 부르동관이 피로해져 영점이 밀릴 수 있기 때문입니다. 근거는 WIKA와 Ashcroft가 공개한 부하 한계와 선정 지침이고, 여기에 맥동·과압·온도·접액 재질이 계산을 조금씩 바꿉니다.
사용 구간
사용 압력은 눈금의 가운데쯤에
평소 사용 압력이 눈금의 25~75 % 사이, 되도록 절반 근처에 오게 고르는 것이 제조사들이 권하는 기준입니다. Ashcroft는 선정 안내 자료에서 범위를 사용 압력의 약 두 배로 고르라고 권합니다.
이유는 압력계의 구조에 있습니다. 기계식 압력계는 압력을 받으면 펴지는 휘어진 금속관, 즉 부르동관의 변형으로 지침을 움직입니다. 눈금 끝까지 계속 쓰면 이 소자가 피로해지고, 바닥 근처에서는 읽음의 상대 오차가 커집니다. 가운데를 권하는 것은 그 때문입니다.
| 부하 조건 | 사용 상한(WIKA 사양) | 6 bar일 때 필요한 최소 범위 |
|---|---|---|
| 정압 | 최대 눈금의 3/4 | 8 bar |
| 변동압 | 최대 눈금의 2/3 | 9 bar |
| 짧은 시간 | 최대 눈금까지 | 6 bar |
위 표의 부하 한계도 같은 방향입니다. 표준 조항이 아니라 제품 사양이지만, WIKA 부르동관 압력계 사양에는 정압에서 최대 눈금의 3/4, 변동압에서 2/3, 짧은 시간에는 최대 눈금까지 쓸 수 있다고 적혀 있습니다. 두 기준을 겹쳐 보면 평소 압력은 가운데쯤에 오고, 가장 높은 압력도 3/4 안쪽에 들어오는 범위가 알맞습니다.
범위 계산은 최대 압력에서 시작
범위 계산의 출발점은 평소 압력이 아니라 펌프가 기동하거나 밸브가 닫힐 때 나오는 최대 압력입니다. 평소 6 bar로 운전하는 배관을 예로 들면, 정압 기준 최소 범위는 6 ÷ 3/4 = 8 bar, 변동압 기준은 6 ÷ 2/3 = 9 bar입니다.
그래서 10 bar 범위를 고르면 평소 지침이 눈금의 60 %에 오고, 두 한계 안에도 들어옵니다. 다만 기동 때 9 bar 가까이 오르는 배관이라면 10 bar 범위에서도 변동압 상한을 넘으니, 한 단계 큰 범위를 검토해야 합니다.
맥동과 진동이 있는 곳의 범위 여유
펌프 토출처럼 압력이 빠르게 오르내리는 곳은 최대 사용 압력을 눈금의 절반 이하로 낮춰 잡습니다. Ashcroft 선정 안내 자료도 맥동이 있으면 최대 사용 압력이 최대 눈금의 50 %를 넘지 않게 하라고 권합니다.
맥동은 지침을 떨게 해 읽기 어렵게 만들 뿐 아니라 무브먼트 기어를 닳게 합니다. 고주파 맥동은 눈에 잘 띄지 않아서 영점이 위로 밀리는 현상으로만 드러나기도 합니다. 그래서 범위와 함께 아래 부품도 따져 봅니다.
- 진동을 피할 수 없는 위치: WIKA 사용설명서는 액체를 채운 압력계를 사용하라고 안내합니다
- 맥동이 있는 배관: 스너버나 댐퍼, 스로틀 플러그 같은 감쇠 부품을 압력계 앞에 답니다
- 주의: 구멍이 좁은 감쇠 부품은 점도가 높거나 이물질이 많은 유체에서 막힐 수 있으므로 유체 성상을 먼저 확인합니다
과압이 생길 수 있는 곳의 보호 장치
순간 압력이 범위를 넘을 수 있는 계통이라면, 범위를 키우기보다 압력 제한 밸브 같은 보호 장치를 다는 편이 판독 정밀도를 지키는 길입니다.
Ashcroft 자료는 압력계가 범위에 따라 범위의 130~150 %까지 견딘다고 설명하고, 그 이상이 걸릴 수 있으면 더 큰 범위를 고르거나 압력 제한 밸브를 달라고 안내합니다. 압력 제한 밸브는 설정 압력에서 압력계 쪽 통로를 닫아 주므로, 평소에는 작은 범위로 정밀하게 읽으면서 이상 압력만 막을 수 있습니다. 과압을 한 번 겪은 압력계는 겉으로 멀쩡해도 영점이 틀어졌을 수 있으니, 기준기와 비교해 본 뒤 계속 쓸지 정하세요.
주위 온도와 유체 온도가 더하는 오차
WIKA 230.15 사양을 보면, 기준 온도 20 °C에서 10 K 벗어날 때마다 최대 눈금의 ±0.4 %까지 오차가 더해질 수 있습니다.
| 항목 | WIKA 230.15 사양 |
|---|---|
| 기준 온도 | 20 °C |
| 온도 영향 | 10 K마다 최대 눈금의 ±0.4 % |
| 허용 주위 온도 | −40~+60 °C |
| 유체 온도 | 최대 +100 °C |
예를 들어 10 bar 범위 압력계를 주위 온도 40 °C인 기계실에 단다면 기준보다 20 K 높으므로 ±0.8 %, 즉 ±0.08 bar가 등급 오차 위에 더해진다고 어림합니다. 허용 주위 온도와 유체 온도의 한계는 위 표에 적힌 대로입니다.
증기 배관처럼 유체가 이 한계보다 뜨겁다면 사이펀을 앞에 다는 것이 일반적입니다. 사이펀은 응축수를 고이게 해서 뜨거운 증기가 압력계에 직접 닿지 않게 하는 굽은 관입니다. 액체 충전 압력계는 충전액마다 사용 온도 범위가 다르니, 저온 옥외나 고온 설비라면 충전액 사양도 함께 확인하세요.
부식성 유체에 맞는 접액 재질
유체에 닿는 부르동관과 연결부는 동합금, 스테인리스강 등으로 나뉩니다. 같은 모델 계열 안에서도 접액부가 동합금인 것과 스테인리스강인 것이 따로 있어서, 물·공기에는 동합금으로 충분해도 암모니아나 해수, 약품 계통에는 맞지 않을 수 있습니다.
부식성 유체라면 다이어프램 실로 압력계를 유체와 떼어 놓는 방법도 있습니다. 다이어프램 실은 얇은 막으로 유체를 막고 그 뒤의 충전액으로 압력을 전달하는 장치라, 막 재질도 유체에 맞춰 골라야 합니다. Ashcroft FAQ는 브롬·염소·불소 가스가 조건에 따라 테플론 막을 투과할 수 있다며, 이런 가스에는 다른 막 재질을 권합니다.
압력계 선정 순서
최대 압력과 부하 조건으로 범위를 정한 다음, 맥동·과압·온도·재질 순으로 부품을 더해 가면 빠뜨리는 항목이 줄어듭니다.
- 평소 압력과 기동·차단 때의 최대 압력을 확인합니다.
- 정압은 3/4, 변동압은 2/3 기준으로 최소 범위를 계산합니다.
- 평소 압력이 눈금의 25~75 %에 오는 범위를 고릅니다.
- 맥동이 있으면 최대 압력이 50 % 이하가 되게 하고 감쇠 부품을 검토합니다.
- 과압 가능성이 있으면 압력 제한 밸브를 검토합니다.
- 주위·유체 온도와 접액 재질, 사이펀·다이어프램 실 필요 여부를 정합니다.
관련 제품
함께 볼 글
자주 묻는 질문
압력계는 최대 눈금의 몇 % 범위에서 쓰는 게 적당한가요?
25~75 % 사이, 되도록 눈금의 절반 근처가 적당합니다. WIKA 사양 기준으로 정압은 최대 눈금의 3/4, 변동압은 2/3까지 쓸 수 있으니, 가장 높은 압력도 이 안에 들어오는 범위를 고르세요.
압력계 범위는 최대 사용 압력의 몇 배로 골라야 하나요?
약 두 배가 일반적입니다. Ashcroft는 범위를 최대 사용 압력의 약 두 배로 고르도록 안내하고, 6 bar 배관이라면 10~12 bar 범위가 후보가 됩니다.
맥동이 있는 펌프 토출 배관에는 어떤 압력계가 맞나요?
최대 압력이 눈금의 50 % 이하가 되는 범위를 고르고, 액체 충전 압력계나 스너버를 함께 쓰는 것이 좋습니다. 감쇠 부품은 유체에 따라 막힐 수 있으니 유체 성상부터 확인하세요.
고온 환경에 설치하면 압력계 오차가 커지나요?
커질 수 있습니다. WIKA 230.15 사양은 기준 온도 20 °C에서 10 K 달라질 때마다 최대 눈금의 ±0.4 %까지 오차가 더해진다고 밝히고 있습니다.
증기 배관 압력계에는 무엇을 함께 달아야 하나요?
사이펀을 함께 답니다. 사이펀 안에 응축수가 고여, 뜨거운 증기가 압력계에 직접 닿지 않습니다.
압력계 범위와 부품 구성, (주)테솔 엔지니어와 정하세요
배관 압력 조건과 유체, 설치 환경에 맞춰 범위와 정확도 등급, 함께 달 부품을 정리해 드립니다. 대표번호 031-713-5988
기술 상담 신청참고 자료
- WIKA, Model 230.15 Bourdon tube pressure gauge 제품 사양(웹 페이지)
- WIKA, Model 113.53 Bourdon tube pressure gauge 제품 사양(웹 페이지)
- WIKA, Operating instructions Pressure gauges (OI PressureGauges)
- Ashcroft, How to select a pressure gauge range(제조사 블로그) / Ashcroft FAQ
- CEN, EN 837-2:1997 Pressure gauges – Part 2: Selection and installation recommendations (공개 요약)
