조임으로 볼트에 생긴 인장력이자 피체결물을 누르는 힘. 외력이 와도 접합면이 떨어지거나 미끄러지지 않게 하고, 볼트가 받는 반복 하중을 줄인다.
핵심
- 예압 F는 볼트에 인장, 피체결물(플랜지·개스킷)에 같은 크기의 압축을 만든다. 외력이 이 압축을 다 풀기 전까지 접합면은 붙어 있다.
- 외력 P 중 볼트가 추가로 받는 몫은 Φ·P, Φ ≈ kb / (kb + kc) (kb 볼트 강성, kc 피체결물 강성). 볼트가 길고 가늘수록 Φ가 작아 피로에 유리하다.
- 볼트 늘음 δ = F·L / (E·A). 강(E ≈ 205 GPa)에서 345 MPa(50 ksi) 응력이면 길이 100 mm당 약 0.17 mm 늘어난다.
- 구조용 고장력 볼트(RCSC)는 최소 인장강도의 70%를 예압으로 준다: 3/4" A325 → 0.70 × 120 ksi × 0.334 in² ≈ 28 kip, A490 ≈ 35 kip.
- 예압은 시간이 지나며 준다: 접촉면 묻힘(침하), 개스킷 크리프·이완, 온도 변화, 조임 때 이웃 볼트의 탄성 간섭.
- 예압을 만드는 방법: 토크, 너트 회전각, 유압 텐셔닝, 늘음 측정(마이크로미터·초음파), 하중 지시 와셔(DTI), TC 볼트.
BOM·구매 때 주의
- "토크 몇 N·m"만 받지 말고 목표 예압(또는 볼트 응력)과 윤활 조건을 함께 받는다. 토크는 예압을 만드는 수단일 뿐이다.
- 와셔·코팅·윤활제를 바꾸면 같은 토크에서 예압이 크게 달라진다.
- 개스킷 조인트는 첫 조임 후 이완이 크다. 재조임(일정 시간 후 원주 패스) 여부를 절차서에 넣는다.
- 압력용기 계산서의 볼트 응력은 골 단면적 기준일 수 있다. 응력 단면적 기준 예압표와 섞지 않는다.
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근거: RCSC Specification for Structural Joints Using High-Strength Bolts · ASME PCC-1 · VDI 2230-1 · 라이브러리 일괄 검토 2026-10 (개별 항목 검토일 미기록). 프로젝트 판본·허용차·사용 조건은 규격 원문과 공급처 서류로 확인해야 합니다. 미확인 값은 추정하지 마세요.