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모든 나사형 강성 도관 시스템에서 커플링은 문자 그대로 모든 것을 하나로 묶어주는 구성 요소입니다. 도관 나사식 커플링은 도관의 두 섹션을 끝에서 끝까지 연결하여 전체 궤도의 기계적 무결성과 전기적 연속성을 유지합니다. 올바른 커플링을 얻는 것은 선택 사항이 아닙니다. 이는 코드 요구 사항이자 안전 기능이며 그 자체로 엔지니어링 분야입니다.
A 도관 스레드 커플링 연속적으로 연결되는 견고한 또는 중간 금속 도관의 두 섹션을 연결하는 데 사용되는 짧은 내부 스레드 피팅입니다. 나사산이 없는 도관의 외부 표면을 기계적으로 고정하는 고정나사 또는 압축 커플링과 달리 나사형 커플링은 도관 끝 부분에 절단된 나사산과 직접 맞물려 추가 하드웨어 없이 기계적으로 견고하고 전기적으로 연속적인 조인트를 생성합니다.
A 도관 스레드 커플링 일체형 피팅입니다. 직선 내부 스레드(NPS) 받아들이는 테이퍼 수나사(NPT) 단단한 도관 끝 부분을 자릅니다. NPT-NPS 설계는 의도적입니다. 테이퍼형 수나사산이 직선형 암나사산으로 구동됨에 따라 조인트가 점진적으로 조여져 축적된 응축수 또는 뜨거운 가스가 빠져나갈 수 있도록 하면서 기계적으로 안전하고 전기적으로 연속적인 연결을 생성합니다. 설계 및 NEC 요구 사항에 따라 . UL 6(RMC의 경우) 또는 UL 1242(IMC의 경우)에 나열된 표준 나사형 견고한 금속 도관 커플링에는 스탬프가 찍혀 있습니다. "EC" UL 목록 표준의 일부로.
스레드 시스템은 성능 프로필과 코드 적용성 모두에서 스레드 없는 시스템과 구별됩니다. 도관 시스템 자체가 잠재적인 아크 결함 및 폭발에 대한 격납 용기로 기능해야 하는 위험한 장소에서는 나사형 커플링이 필요하거나 나사형 커플링보다 훨씬 선호됩니다. 스레드 연결의 무결성은 해당 보호의 기초입니다.
모든 도관에 나사산이 있는 것은 아니며 특정 도관에 잘못된 커플링 유형을 사용하는 것은 규정 위반이자 안전 위험입니다. 어떤 도관 유형이 나사형 커플링과 호환되는지 이해하는 것이 모든 사양 결정의 출발점입니다.
NPT(National Standard Pipe Tapered) 나사산과 NPS(National Standard Pipe Straight) 나사산의 구별은 도관 나사산 커플링 시스템의 기술적으로 가장 중요한 측면이자 가장 흔히 오해되는 부분 중 하나입니다. 두 스레드 유형 모두 파이프 스레드에 대한 국가 표준인 ASME B1.20.1에 의해 정의됩니다. 이는 전기 도관에 대한 UL 6A 및 UL 514B에서 참조하는 표준입니다.
나사산 직경은 피트당 3/4인치(1/16)의 표준 테이퍼로 도관 끝으로 갈수록 약간 좁아집니다. 수형 도관 끝이 커플링에 나사로 고정되면 좁아지는 나사산 프로파일로 인해 간섭이 증가하고 회전할 때마다 조인트가 더 단단해집니다.
NEC 조항 344.28은 도관이 현장에서 나사산이 있는 경우 피트당 ¼인치 테이퍼가 있는 표준 절단 다이를 사용해야 한다고 요구합니다. NEC 344.42(B)에 따라 커플링 연결 시 런닝 스레드가 명시적으로 금지됩니다.
커플링의 내부 나사산은 전체 길이에 걸쳐 일정한 직경을 유지합니다. 테이퍼형 수 도관 스레드가 직선형 암 커플링 스레드와 맞물릴 때 조인트는 의도적으로 밀봉되지 않은 안전한 기계적 연결을 생성합니다. 이 설계를 통해 레이스웨이 내부에 압력을 가하는 대신 응축수와 뜨거운 가스가 나사산 경로를 통해 빠져나갈 수 있습니다.
UL 등록 강성 도관에는 테이퍼형 수나사산이 있습니다. UL 인증 고정식 커플링에는 직선형 암나사산이 있습니다. 이 NPT-NPS 결합 배열은 모든 RMC 및 IMC 시스템의 산업 표준입니다.
나사형 도관 커플링 범주 내에서 여러 변형이 특정 설치 조건을 해결합니다. 적절한 유형을 선택하려면 물리적 설치 환경과 해당 코드 요구 사항을 모두 이해해야 합니다.
가장 일반적인 형태는 양 끝에 NPS 암나사가 있는 직선형 원통형 몸체입니다. 공장 스레드 또는 필드 스레드 NPT 도관 끝을 수용합니다. 일체형 구조. UL 6(RMC) 또는 UL 1242(IMC)에 등재되어 있으며 "EC" 스탬프가 찍혀 있습니다. 적절한 재료 마감을 선택한 경우 건조하고 습하고 습한 장소에 적합합니다. 대부분의 상업용 및 산업용 나사산 도관에 사용됩니다.
두 개의 나사산 반쪽과 중앙 잠금 링으로 구성된 3피스 어셈블리로 도관 런을 회전하지 않고도 도관의 두 섹션을 연결할 수 있습니다. 양쪽 도관 끝이 제 위치에 고정되어 있거나 전체 레이스웨이를 분해하지 않고 도관 런을 정비해야 하는 경우에 필수적입니다. 유니온 커플링 또는 체이스 니플이라고도 합니다. NEC 344.42(B)는 표준 커플링에 대한 스레드 실행을 금지하므로 고정 도관 끝을 연결해야 할 때 Erickson 커플링을 규정 준수 솔루션으로 만듭니다.
습한 장소와 실외 장소에 적합한 나사형 커플링은 부식 방지 마감(용융 아연 도금, 아연 전기 도금 또는 PVC 코팅)이 특징이며 습기 유입을 방지하는 밀봉 기능이 포함될 수 있습니다. PVC 코팅 RMC에는 PVC 코팅이 일치하는 나사형 커플링이 필요합니다. 섹션 344.28에 대한 2023 NEC 개정에 따라 PVC 코팅 RMC는 코팅 손상을 방지하기 위해 제조업체의 지침에 따라 스레드되어야 합니다. 노출된 실외 도관, 옥상 설치 및 직접 매설 용도에 적합합니다.
Class I, Division 1 및 Division 2 위험 지역에서 NEC는 폭발 방지 시스템의 일부로 표준 나사식 견고한 금속 도관 커플링을 허용하고 경우에 따라 의무화합니다. NPT 테이퍼 스레드 설계는 연결이 렌치로 단단히 조여졌을 때 5개의 전체 스레드가 맞물리도록 보장합니다. 이는 조인트가 화염 경로 장벽으로 기능하는 데 필요한 최소 맞물림입니다. NEC 501.15(A)(1)(1)은 밀봉 피팅과 방폭 엔클로저 사이에 나사형 커플링 또는 방폭 피팅만 허용합니다.
조합 couplings join conduit sections of different sizes or different conduit types — for example, RMC to IMC, or different trade sizes within the same raceway. Each end is threaded to the specification of its respective conduit. Reducing couplings allow a larger conduit run to transition to a smaller one without a conduit body, while transition couplings bridge between different conduit materials or systems.
나사형 도관 커플링의 재질은 도관 재질과 설치 환경 모두와 호환되어야 합니다. 재료가 일치하지 않으면 갈바닉 부식이 발생하여 시간이 지남에 따라 접합부의 구조적 완전성과 전기적 연속성이 손상될 수 있습니다.
| 소재 | 공통 마감 | 실내 건조 | 젖은 / 야외 | 부식성 | 위험한 위치 |
|---|---|---|---|---|---|
| 아연 도금 강철 | 용융 또는 전기 아연 도금 | 예 | 예 | 제한적 | 예 |
| 스테인레스 스틸(SS316) | 브라이트 또는 새틴 마감 | 예 | 예 | 예 | 예 |
| 알루미늄 합금 | 래커 또는 양극 산화 처리 | 예 | 예 | 제한적 | 예 |
| 붉은 황동 | 밝은 황동 | 예 | 예 | 예 | 예 |
| PVC 코팅 강철 | 아연 도금 강철 위의 PVC 재킷 | 예 | 예 | 예 | MFR 확인 |
| 가단성 철 | 아연 전기도금 | 예 | 제한적 | 아니요 | 예 |
RMC를 사용해야 하는 부식성 환경의 경우 NEC 300.6(A)에서는 부식 방지가 필요하고 현장에서 도관이 나사산으로 되어 있는 경우 나사산을 승인된 전기 전도성 부식 방지 화합물로 코팅해야 한다고 규정합니다. 이 요구 사항은 금속 노출을 유발하는 현장 절단 나사산이 커플링 조인트를 약화시키거나 접지 경로를 방해하는 부식 가속화 지점이 되지 않도록 보장합니다.
나사형 도관 커플링의 올바른 설치는 간단하지만 지름길은 용납되지 않습니다. 시퀀스의 모든 단계는 조인트의 품질과 설치의 규정 준수를 모두 보호합니다.
자르고 측정하기
파이프 절단기나 가는 톱니가 있는 쇠톱을 사용하여 도관을 정사각형으로 자릅니다. 절단하기 전에 정확하게 측정하십시오. 도관의 양쪽 끝이 커플링에 완전히 맞물릴 수 있도록 충분한 도관 길이를 허용하십시오. 전체 스레드 결합을 달성하지 못하는 짧은 도관 끝은 일반적인 설치 결함이자 코드 위반입니다.
모든 절단 끝 부분을 넓히기
NEC 344.28에서는 나사 가공 전에 거친 가장자리를 제거하기 위해 모든 절단 끝 부분을 리밍하거나 다른 방법으로 마감 처리하도록 요구합니다. 절단된 도관 끝 부분에 남아 있는 버는 도체를 잡아당기는 동안 와이어 절연을 손상시킬 수 있으며 건전한 연결에 필요한 전체 스레드 결합을 방해할 수도 있습니다. 각 절단 끝의 내부 및 외부 가장자리 모두에 테이퍼 리머 또는 디버링 도구를 사용하십시오.
표준 테이퍼에 나사산
현장 나사 가공이 필요한 경우 NEC 344.28에서 지정한 피트당 3/4인치(1:16) NPT 테이퍼로 보정된 표준 절단 다이를 사용하십시오. 나사산은 꽉 차고 깨끗해야 합니다. NEC 344.42(B)에서는 이러한 관행을 명시적으로 금지하므로 커플링 연결부에서 런닝 나사산(도관 축과 평행하게 절단된 나사산)을 사용하지 마십시오. PVC 코팅 RMC의 경우 외부 코팅이 손상되지 않도록 도관 제조업체의 나사산 지침을 따르십시오.
부식 방지 적용(필요한 경우)
부식성 환경에서는 조립하기 전에 현장에서 절단한 나사산을 전기 전도성, 부식 방지 화합물로 코팅하십시오. 장비 접지 경로의 일부 역할을 해야 하는 연결부에 비전도성 PTFE 스레드 테이프를 사용하지 마십시오. 접지 회로에 틈이 생기기 때문입니다. 접지 연속성과 습기 차단이 모두 필요한 밀봉된 위험 장소 도관 시스템의 경우 나열된 전도성 스레드 밀봉제만 사용하십시오.
조인트 구성 - 렌치로 꽉 조이세요
먼저 손으로 도관 끝을 커플링에 끼워 원활하게 결합되었는지 확인한 다음 렌치로 조입니다. 위험 지역에 대한 표준에서는 조인트가 렌치로 조여졌을 때 5개의 전체 나사산이 결합되어야 합니다. 이는 목표가 아니며 최소값입니다. 느슨한 조인트는 전기 연속성을 유지하지 못하고 기밀 위치에서 화염 경로 장벽 역할을 할 수 없기 때문에 손으로만 조이는 것은 결코 허용되지 않습니다.
실행 지원 및 보안
RMC는 각 콘센트 상자, 정션 박스, 캐비닛, 도관 본체 또는 기타 종단에서 3피트 이내에 단단히 고정되어야 하며 10피트를 초과하지 않는 간격으로 지지되어야 합니다. 나사형 커플링을 사용한 직선 주행은 표 344.30(B)(2)의 거리에 따라 지원될 수 있습니다. 나사형 커플링으로 구성된 노출된 수직 라이저는 라이저 상단과 하단에 단단히 지지되고 단단히 고정된 경우 최대 20피트 간격으로 지지할 수 있습니다.
나사형 도관 커플링은 분류된 위험 지역에서 높은 엔지니어링 중요성을 갖습니다. 정상 작동 조건에서 발화 가능한 농도의 가연성 가스 또는 증기가 예상되는 Class I, Division 1 환경에서는 모든 커플링을 포함한 전체 도관 시스템이 주변 대기로 화염 전파를 허용하지 않고 내부 아크 결함 또는 폭발을 억제할 수 있어야 합니다.
NPT 테이퍼형 도관 나사산과 직선 탭형 도관 커플링은 연결이 렌치로 단단히 조여졌을 때 5개의 전체 나사산이 맞물리도록 설계되었습니다. 이 5개의 나사산 맞물림은 피팅이 단순한 기계적 연결이 아닌 화염 경로 장벽의 역할을 할 수 있게 해줍니다.
Class I, Division 1 위치에서 허용되는 배선 방법에는 나사형 강성 금속 도관 및 나사형 강철 중간 금속 도관이 포함됩니다. 정상적인 조건에서는 발화 가능한 농도가 예상되므로 전선로 내의 아크 결함과 단락으로 인해 내부 폭발이 발생할 수 있습니다. 그리고 각 나사식 커플링을 포함한 도관 시스템은 폭발을 억제하고 주변 대기로 전파되는 것을 방지해야 합니다.
표준 나사형 고정 금속 도관 커플링은 도관 표준 자체(RMC의 경우 UL 6, IMC의 경우 UL 1242)의 일부로 등재되어 있으므로 방폭 사용을 위한 별도의 피팅 수준 목록이 필요 없이 Division 1 및 Division 2 위치에서 사용하도록 승인되었습니다. 그러나 기본 도관 커플링 이외의 위험한 장소에서 사용되는 모든 나사형 및 나사형 피팅은 위험 장소 사용을 위해 별도로 등록되어야 합니다.
밀봉 피팅과 방폭 엔클로저 사이에 NEC 501.15(A)(1)(1)은 나사형 커플링 또는 방폭 피팅만 허용합니다. 위험 지역 도관의 중요한 부분에는 나사 없는 커플링, 압축 피팅 또는 고정나사 커플링을 사용할 수 없습니다. 이 요구 사항은 밀봉 피팅과 방폭 인클로저가 함께 화염 봉쇄 구역을 정의하기 때문에 존재합니다. 즉, 해당 구역 내의 모든 구성 요소는 동일한 봉쇄 표준을 충족해야 합니다.
스레드가 아닌 대안에 비해 스레드 도관 시스템의 정의된 장점 중 하나는 장비 접지 도체(EGC)로서의 안정적인 성능입니다. NEC 섹션 250.118에서는 RMC, IMC 및 EMT를 장비 접지 도체로 사용하는 것을 명시적으로 허용하므로 많은 설치에서 별도의 녹색 접지선이 필요하지 않습니다.
스레드형 시스템은 특히 뛰어난 접지 신뢰성으로 인해 산업 및 위험한 장소에서 선호됩니다. 적절하게 구성된 스레드 조인트는 넓은 스레드 표면적에 걸쳐 금속 간 접촉을 제공하여 오류 전류에 대한 낮은 임피던스 경로를 보장합니다. 이와 대조적으로, 나사 없는 커플링 및 커넥터는 여러 위치에서 허용되지만 효과적인 지락 전류 경로를 유지하기 위해 단단하게 구성되어야 하며 성능은 나사형 조인트보다 설치 품질에 더 많이 좌우됩니다.
도관의 반경은 그 내부에서 지나갈 수 있는 도체의 반경을 크게 초과합니다. 이러한 치수적 이점은 표피 효과로 인해 전류가 도체 표면 근처로 이동하는 고주파수에서 특히 중요합니다. 즉, 도관 벽의 더 큰 단면이 동일한 정격 정격의 기존 와이어 EGC보다 더 효과적인 고주파수 접지 경로가 됩니다.
다양한 도관 유형, 나사산 표준, 재료 및 목록 요구 사항에 따라 커플링을 선택하려면 체계적인 접근 방식이 필요합니다. 지정된 모든 도관 나사형 커플링에 대해 다음 기준을 확인해야 합니다.
미국의 전기 설비에 사용되는 도관 나사식 커플링은 재료, 나사산 치수, 목록 요구 사항 및 설치 규칙을 함께 정의하는 계층화된 표준 프레임워크를 준수해야 합니다.
| 표준/코드 | 발행 기관 | 범위 |
|---|---|---|
| ASME B1.20.1 | ASME | NPT 및 NPS 스레드 치수, 공차 및 측정 방법을 정의합니다. 이는 모든 전기 도관 목록 표준에서 참조하는 기본 스레드 표준입니다. |
| UL 6 | UL(보험업자 연구소) | RMC(강성 금속 도관)에 대한 안전 표준; 커플링은 이 표준의 일부로 나열되어 있으며 "EC"라는 스탬프가 찍혀 있습니다. |
| UL 1242 | UL | 중간 금속 도관(IMC) 및 나사식 커플링을 포함한 관련 부속품에 대한 안전 표준 |
| UL 514B | UL | 도관 및 배출구 상자용 부품을 덮습니다. 나사 없는 압축 및 고정나사 커플링이 이 표준에 나열되어 있습니다. |
| UL 6A | UL | 외장 케이블 및 도관 피팅을 덮습니다. 파이프 스레드가 ASME B1.20.1을 준수해야 함을 지정합니다. |
| NEMA FB 1 | NEMA | 도관 및 케이블 어셈블리용 피팅, 주조 금속 상자 및 도관 본체를 덮습니다. 이 표준에 맞게 설계된 EMT 피팅에는 직선형 NPS 나사산이 있습니다. |
| NEC 제344조 | NFPA | 나사산(344.28), 나사산 실행 금지(344.42B), 지지 간격(344.30) 및 나열된 피팅 요구 사항을 포함한 RMC 설치 요구 사항 |
| NEC 제342조 | NFPA | IMC 설치 요구 사항 스레드 및 지원 요구 사항에서 344조를 반영합니다. |
| NEC 조항 501 | NFPA | 위험한 장소 클래스 I 요구 사항; 501.15는 도관 씰을 관리하고 씰링 피팅과 방폭 인클로저 사이의 나사형 커플링을 의무화합니다. |
| 네카-101 | NECA | 강철 도관 설치 표준; PVC 코팅 RMC 스레딩 절차에 대해서는 2023 NEC에서 참조됨 |
나사형 커플링이 구성요소로서 상대적으로 단순함에도 불구하고 현장 설치 오류는 흔히 발생하며 그 결과는 검사 실패부터 접지 시스템 손상 및 분류된 위치 코드 위반까지 다양합니다.
런닝 스레드(running thread) - 도관이 회전하지 않고 피팅을 통해 나사로 고정될 수 있도록 도관의 더 긴 부분을 따라 절단된 스레드 —는 커플링 연결에 대해 NEC 344.42(B)에 의해 금지됩니다. 런닝 스레드는 스레드 길이 전체에 걸쳐 커플링과 완전히 맞물리지 않으며 필요한 최소 5개의 스레드 맞물림을 달성할 수 없습니다. 도관 끝을 회전하여 커플링으로 연결할 수 없는 경우 Erickson 유니온 커플링이 올바른 솔루션입니다.
손으로 꽉 조이는 것은 결코 허용되지 않습니다. 손으로 조이기 위해 커플링에 나사산으로 연결된 도관 끝은 부분적인 나사 결합만 달성하여 기계적 강도가 저하되고 전기적 연속성이 불확실하며 위험한 장소에서는 화염 경로 성능이 부적합한 접합부를 생성합니다. 모든 나사 연결부는 렌치로 단단히 조여져야 합니다.
아연 도금 강철 커플링을 알루미늄 도관과 결합하거나 그 반대로 결합하면 특히 습하거나 화학적으로 활성인 환경에서 갈바닉 부식에 취약한 이종 금속 조인트가 생성됩니다. 시간이 지남에 따라 접합부의 부식으로 인해 접촉 저항이 증가하고 접지 성능이 저하되며 잠재적으로 접지 오류를 즉시 해결하지 못하는 높은 임피던스 경로가 생성될 수 있습니다.
PTFE 테이프와 많은 파이프 스레드 화합물은 전기적으로 비전도성입니다. 장비 접지 경로의 일부인 나사형 도관 결합 조인트에 이를 적용하면 해당 경로가 중단되어 NEC Article 250에 따라 코드 위반이 발생합니다. 나사산 밀봉이 필요하고 접지 연속성을 유지해야 하는 경우 나열된 전기 전도성 나사산 밀봉제만 사용해야 합니다.
도관 부싱이 상자 또는 인클로저 입구에 설치된 경우 부싱과 인클로저 내부 벽 사이에 항상 잠금 너트를 조립해야 합니다. 잠금 너트 없이 부싱에만 의존하면 인클로저에 필요한 기계적 보안이나 접지 연결이 제공되지 않습니다. 이는 전기 검사 중 가장 흔히 언급되는 NEC 위반 사항 중 하나입니다.
도관 나사식 커플링은 견고한 금속 도관 설치에서 가장 기본적인 구성 요소 중 하나이며 기술적 깊이가 종종 과소평가되는 경우가 많습니다. NPT 테이퍼형 도관 나사산과 NPS 직선형 커플링 나사산의 의도적인 설계 쌍, 위험 지역에 대한 최소 5개의 나사 결합 요구 사항, 도관 표준 자체에 나열된 커플링을 식별하는 "EC" 스탬프, 나사산 작동 금지 등은 모두 실제 엔지니어링 및 코드 중요성을 전달하는 세부 사항입니다.
일반 상업 및 산업 환경에 설치하는 경우 주요 결정 사항은 도관 유형 호환성, 거래 크기, 재료 마감 및 렌치로 조이는 조인트 구성에 관한 것입니다. 분류된 위험 지역의 경우 나사형 커플링은 방폭 전략의 중요한 요소가 됩니다. 이 요소는 시스템의 다른 방폭 피팅과 마찬가지로 엄격하게 지정, 설치 및 검사되어야 합니다.
평판이 좋은 제조업체의 정밀 가공된 커플링을 선택하고 지름길 없이 NEC 스레딩 및 지원 요구 사항을 따르고 커플링 재료를 도관과 환경 모두에 일치시키는 것은 설치의 전체 서비스 수명 동안 안정적으로 작동하는 스레드 도관 시스템의 기초입니다.