절대 압력 대 게이지 압력: 공식, 예시 및 환산 안내서

핵심 내용

• 게이지 압력은 현재 대기압을 기준으로 측정되며, 절대 압력은 완전 진공을 기준으로 측정됩니다.
• 절대 압력 = 게이지 압력 + 대기압
• 해수면에서 대기압은 약 101.3 kPa ≈ 1.013 bar ≈ 14.7 psi ≈ 760 mmHg입니다.
• 대부분의 기계식 압력 게이지는 게이지 압력을 측정하지만, 진공 게이지와 절대 압력 송신기는 절대 압력을 측정합니다.
• 국제 프로젝트에서는 명시된 ‘psi’, ‘bar’, ‘kPa’ 또는 ‘MPa’가 게이지 압력을 의미하는지 절대 압력을 의미하는지 반드시 확인해야 합니다.

동일한 눈금에서 절대 압력과 게이지 압력: 게이지 압력은 대기압을 기준으로 읽고, 절대 압력은 완전 진공을 기준으로 읽습니다.

소개

절대 압력과 게이지 압력은 동일한 물리량을 표현하는 두 가지 서로 다른 방식이다. 이 둘을 혼동하면 실제 심각한 결과를 초래할 수 있다. 압력 게이지, 압력 송신기, 진공 계측기 또는 밸브를 다루는 엔지니어와 구매 담당자들은 매일 이 차이를 마주한다.

기준이 잘못된 경우:

• 밸브의 압력 등급이 잘못 지정될 수 있다.
• 송신기의 측정 범위가 부적절하게 선택될 수 있다.
• 진공 시스템이 잘못된 기준점에 따라 설계될 수 있다.

이 안내서에서는 절대 압력과 게이지 압력의 차이를 설명하고, 변환 공식을 제시하며, 구체적인 예시를 통해 단계별로 설명한다. 또한 단위 환산 표를 제공하고, 이 구분이 밸브 및 계측기 선정에 어떤 영향을 미치는지 보여준다.

1. 게이지 압력이란?

게이지 압력은 현재 대기압을 기준으로 측정된 압력이다. 일반적인 기계식 압력 게이지의 표시값은 게이지 압력이다.

예시: 타이어의 압력이 250 kPa로 측정되면 이는 게이지 압력 250 kPa를 의미한다. 즉, 주변 대기압보다 250 kPa 높은 압력이다.

게이지 압력의 일반적인 적용 분야:

• 자동차 타이어
• 급수 배관 시스템
• 압축 공기 배관
• 유압 시스템
• 대부분의 기계식 압력 게이지

접미사(“a” 또는 “g”) 없이 표기된 압력 값은 기본적으로 게이지 압력으로 간주된다:

250 kPa = 250 kPa 게이지

250 kPag = 250 kPa 게이지

psig = 제곱인치당 파운드 게이지

2. 절대 압력이란 무엇인가?

절대 압력은 완전 진공을 기준으로 측정된다. 이는 기체나 액체의 실제 물리적 압력을 나타내며, 다음 경우에 필요한 값이다:

• 진공 시스템
• 화학 및 증류 공정
• 저온 시스템
• 고정밀 압력 측정
• 절대 압력 송신기

예: 자동차 타이어의 게이지 압력이 250 kPa이고 지역 대기압이 약 101 kPa일 경우:

절대 압력 = 게이지 압력 + 대기 압력

절대 압력 = 250 kPa + 101 kPa = 351 kPa

따라서 타이어의 절대 압력은 약 351 kPa 절대이며, '351 kPa(abs)' 또는 '351 kPa(a)'로 표기한다.

3. 두 압력 간의 관계를 나타내는 식

절대 압력 = 게이지 압력 + 대기 압력

게이지 압력 = 절대 압력 − 대기 압력

표준 대기 조건 하에서:

대기 압력 ≈ 101.3 kPa ≈ 1.013 bar ≈ 14.7 psi ≈ 760 mmHg

표 1. 게이지 압력에서 절대 압력으로의 환산 예시

4. 대기압이 중요한 이유

해수면에서 대기압은 대략 다음과 같습니다.

101.3 kPa = 1.013 bar = 14.7 psi = 760 mmHg

대기압은 고도가 높아짐에 따라 감소합니다.

표 2. 고도에 따른 대기압의 근사치

이것이 고도가 높을수록 호흡이 어려워지는 이유다 — 산소의 절대 압력이 낮아지기 때문이다. 계측기에는 다음과 같은 실용적 영향이 있다.

• 게이지 압력 송신기의 측정값은 기상 조건과 고도에 따라 편차가 발생할 수 있다.
• 절대 압력 송신기는 진공 상태에서 안정적인 제로 값을 유지한다.
• 진공 측정은 일반적으로 절대 압력으로 표시한다.

5. 기계식 압력 게이지 읽는 법

대부분의 기계식 압력 게이지는 게이지 압력을 표시한다. 흔히 쓰이는 세 가지 유형이 있다.

흔히 쓰이는 세 가지 기계식 압력 게이지 유형: 양압 전용, 복합, 순수 진공 전용.

5.1 양압 게이지

일반 범위: 0–100 kPa / 0–1,000 kPa / 0–10 bar. 대기압에서 바늘은 0에 위치한다. 이는 펌프, 배관, 압축 공기 및 급수 시스템에서 가장 흔히 사용되는 유형이다.

5.2 복합 압력/진공 게이지

일반 범위: −101 kPa에서 0에서 700 kPa, 또는 −1 bar에서 0에서 10 bar. 제로는 눈금의 중앙에 위치하며 대기압에 해당한다. 이러한 게이지는 한쪽에서는 진공을, 다른 쪽에서는 양의 게이지 압력을 측정한다.

5.3 순수 진공 게이지

일반 범위: −101 kPa에서 0 kPa. 대기압은 게이지 기준으로 0 kPa로 표시되며, 완전 진공은 게이지 기준으로 −101 kPa로 표시되며 이는 절대 압력 기준 0 kPa와 같다. 오늘날 진공은 순수 기계식 진공 게이지보다는 절대 압력 송신기를 사용해 측정하는 경우가 더 흔하다.

6. 압력 단위 환산표

산업 분야에 따라 사용하는 압력 단위가 다르다. 일반적인 환산 관계는 다음과 같다.

1 Torr = 1 mmHg ≈ 133 Pa

1 mbar = 0.001 bar = 100 Pa

1 bar = 100 kPa = 0.1 MPa

1 bar ≈ 14.5 psi

1 MPa = 10 bar ≈ 145 psi

1 psi ≈ 6.895 kPa

빠른 압력 단위 환산 참고 카드.

표 3. 빠른 압력 환산

많은 시장에서 사람들은 1 bar를 약 1 kg/cm²로 간주한다. 엄밀히 말하면 1 kgf/cm²는 0.980665 bar이지만, 일상적인 공학 실무에서는 이 근사치가 흔히 쓰인다.

7. psig와 psia는 무엇을 의미하나요?

영문 기술 문서에서 다음을 볼 수 있습니다:

psig = 제곱인치당 파운드 게이지

psia = 파운드 퍼 스퀘어 인치 압력(절대압)

대기압이 14.7 psi인 경우의 예시:

100 psig = 100 + 14.7 = 114.7 psia

100 psia = 100 − 14.7 = 85.3 psig

psig 대비 psia: 대기압이 14.7 psi일 때, 100 psig는 114.7 psia입니다.

이는 국제 프로젝트에서 중요합니다. 사양서에 단지 ‘psi’라고만 명시되어 있다면, 반드시 게이지 압력인지 절대 압력인지 확인해야 합니다.

8. 밸브 및 계측기 선정 시 게이지 압력과 절대 압력

밸브의 경우, 압력 등급은 일반적으로 게이지 압력으로 표시되지만, 항상 그렇지는 않습니다. 계측기의 경우, 기준 압력이 분명히 명시되어야 합니다.

표 4. 장치별 일반적인 압력 기준

밸브 또는 계측기 선택 시 다음 사항을 확인하세요:

• 명시된 값이 게이지 압력인지, 아니면 절대 압력인지?
• 현지 대기압은 얼마인가?
• 해당 응용 분야의 압력이 대기압보다 높은가, 아니면 낮은가?
• 계측기 출력 신호가 제어 시스템과 일치하는가?
• 사용되는 단위는 무엇인가 — 바(bar), 킬로파스칼(kPa), 메가파스칼(MPa), 파운드-힘/제곱인치(psi), 게이지 압력(psig), 혹은 절대 압력(psia)?

9. 실제 사례: 밸브 및 송신기 선정

고객이 다음과 같이 명시함: 작동 압력 0.6 MPa, 진공 증류 공정용, 압력 송신기. 이 사양은 불완전하다.

만약 0.6 MPa가 게이지 압력을 의미한다면:

절대 압력 = 0.6 MPa + 0.1013 MPa = 0.7013 MPa(a)

만약 0.6 MPa가 절대 압력을 의미한다면:

게이지 압력 = 0.6 MPa − 0.1013 MPa = 0.4987 MPa(g)

두 측정값 간 차이는 약 0.2026 MPa — 즉 약 2 바(bar)에 해당한다. 진공 증류 공정에서는 이 차이는 반올림 오차가 아니다. 잘못된 송신기 범위와 부적절한 밸브 등급을 초래할 수 있다.

10. 요약

• 게이지 압력은 대기압을 기준 영점으로 삼는다.
• 절대 압력은 완전 진공을 기준 영점으로 삼는다.
• 절대 압력 = 게이지 압력 + 대기압
• 해수면에서 대기압은 약 101.3 kPa, 약 1.013 bar, 약 14.7 psi이다.
• 대부분의 기계식 압력 게이지는 게이지 압력을 측정한다.
• 진공 게이지와 절대 압력 송신기는 절대 압력을 측정한다.
• psig는 게이지 압력, psia는 절대 압력이다.
• 국제 프로젝트에서는 항상 게이지 압력과 절대 압력 중 어느 것을 사용하는지 확인해야 한다.

자주 묻는 질문

절대 압력과 게이지 압력의 차이는 무엇인가?

절대 압력은 완전 진공을 기준으로 측정되며, 게이지 압력은 현지 대기압을 기준으로 측정된다.

게이지 압력을 절대 압력으로 어떻게 환산하나?

절대 압력 = 게이지 압력 + 대기압

절대 압력을 게이지 압력으로 어떻게 환산하나요?

게이지 압력 = 절대 압력 − 대기 압력.

100 psig는 100 psia와 동일한가요?

아니요. 대기 압력이 14.7 psi일 때: 100 psig = 114.7 psia, 100 psia = 85.3 psig입니다.

기계식 압력 게이지는 절대 압력을 표시하나요?

대부분은 게이지 압력을 표시합니다. 절대 압력 게이지는 존재하지만, 일반적인 기계식 압력 측정에서는 덜 흔합니다.

왜 진공 시스템에서는 절대 압력을 사용하나요?

진공은 대기 압력보다 낮은 상태이므로, 절대 압력은 0 kPa(abs)에서 대기 압력까지 명확한 영 기준을 제공합니다.

상하이 샤오차오 밸브에 대해

스프링 부하형 스테인리스강 안전 밸브(제품 사진).

세 조각 스테인리스강 밸브 레버 핸들 포함(제품 사진).

상하이 샤오차오 밸브는 전 세계 고객에게 산업용 밸브, 압력 계측기 및 유체 제어 솔루션을 공급하며, 수처리, 화학 공정, 난방·환기·공조(HVAC), 석유·가스, 발전, 진공 시스템 분야를 지원합니다.

밸브 또는 압력 계측기 선택을 위해, 귀사의 작동 압력, 유체 매체, 온도, 연결 규격을 당사 엔지니어링 팀에 알려주십시오. 또한 압력 값이 게이지 압력인지 절대 압력인지 명시해 주세요.