불에 타지 않는 플라스틱 파이프 CPVC란? [우리가 몰랐던 과학 이야기] (148)

배관이라 하면 가장 먼저 생각나는 것이 바로 PVC 파이프입니다. PVC(폴리염화비닐·Polyvinyl Chloride)는 부식이 없고 내약품성과 단열성도 우수해 수도 배관으로 널리 사용돼 왔는데요. 하지만 고온과 저온에서 강도가 떨어지고, 충격에 대한 강도가 낮아 주의가 필요한 소재이기도 합니다. 

이와 같은 PVC의 단점을 보완해 탄생한 것이 바로 CPVC(Chlorinated Polyvinyl Chloride)인데요. 오늘은 뜨거운 온도와 높은 압력에도 견딜 수 있는 강한 소재로, 배관 파이프 시장을 획기적으로 변화시키고 있는 CPVC에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다. 

◆CPVC란?

기존 PVC에 염소화 반응을 추가해 내열성과 내압성, 내충격성, 기계적 강도 및 내식성을 획기적으로 강화시킨 열가소성 플라스틱입니다. 범용 PVC보다 염소 함량을 10%가량 늘린 것인데요. PVC는 57%, CPVC는 67∼74%의 염소 함량을 지니고 있습니다.

염소 함량이 늘면 내열성이 높아지고, 따라서 더 높은 온도에서 압력을 견딜 수 있게 되는데요. 60도까지 견딜 수 있는 PVC에 비해 CPVC는 93도에서도 이용할 수 있습니다.

◆CPVC의 특징

-내부식성

CPVC는 각종 산가 알칼리, 염 등 화학약품 등에 강한 내식성을 지녀 부식이 발생하지 않으며, 항균성 재료인 만큼 박테리아 생성을 억제해 위생적으로 쓸 수 있습니다. 

-자기소화성

CPVC가 연소하려면 현재 지구상의 공기 중 산소량 대비 3배가 필요합니다. 따라서 화재에도 불이 붙지 않습니다. 이를 스프링클러에 적용하면 외벽은 숯처럼 까맣게 변하지만 내벽은 손상이 없어 안전하게 작동하게 됩니다. 

-낮은 열전도율

CPVC는 열전도율이 낮아 보온 및 보냉 효과가 우수합니다. 덕분에 결로현상이 발생하지 않습니다. 

-친환경성

CPVC와 접합 본드는 인체와 환경에 무해한 친환경 소재이며, 이산화탄소 배출량이 적어 온실 가스의 감축에 기여합니다. 

◆CPVC의 경제성

출처=jlconline.com

CPVC는 배관 방식이 본드 접합으로 시공이 간편합니다. 게다가 무게는 강철의 약 1/8로 가벼운 만큼 절단 및 조립, 설치 작업이 쉬워 비용이 저렴합니다. 

또한 녹이 슬지 않아 관 교체비용이 필요 없습니다. 금속 배관 용접 시 발생하는 연기의 발암물질로부터 작업자를 보호하고, 화재를 예방할 수 있습니다. 

◆CPVC의 용도

출처=tudogar.com

CPVC는 열을 가하면 100도까지 아무런 변화가 일어나지 않아 기존 온수배관에 활용했던 금속을 대체하는 소재로 떠올랐는데요. 1959년 미국에서 건축용으로 쓰인 뒤 아파트 및 공업·화학용, 냉·온수용 배관, 소방용 스프링클러 등에 다양하게 사용되고 있습니다.  

CPVC는 열과 부식에 약한 PVC와 금속 파이프를 대체하여 안전하고 위생적인 환경에서 살아갈 수 있도록 기여하고 있는데요. 

PVC에 염소 함량을 늘려 CPVC를 제작하는 것은 고도의 기술력을 필요로 해 기존에는 전량 수입에 의존해왔습니다. 

한화솔루션은 2015년 국내 최초로 CPVC 개발에 성공해 수입 대체효과를 거두었는데요. 한화솔루션에서 개발한 CPVC는 미국위생안전기구(NSF)와 한국소방산업기술원(KFI)에서 제품 품질인증을 받았고, 지난해 ‘IR52 장영실상’을 받았습니다. 앞으로도 지속적인 연구·개발(R&D)을 통해 국내 석유·화학산업의 발전은 물론이고 삶의 가치를 향상시키는 데 기여하도록 하겠습니다. 

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