인양각이 커지면 슬링 장력은 얼마나 늘어날까
Summary
When a load is lifted with a two-leg sling, the tension in each leg grows as the included angle (α) between the legs widens. The increase follows a simple factor, 1 ÷ cos(α/2): about 1.15× at 60°, 1.41× at 90°, and exactly 2× at 120°, where each leg carries the full weight of the load. The growth accelerates with angle, so at wide angles even a 5° measurement error changes the tension noticeably. This article gives a 10° step factor table, explains why the numbers in the KS working load table follow the same rule, and shows how to check your own lift with the Simple Sling Calculator. It assumes a symmetric load and equal-length legs.
먼저 결론부터
두 줄로 매단 화물에서 슬링 한 줄에 걸리는 장력은, 두 줄 사잇각(α)이 벌어질수록 아래 장력 계수만큼 커집니다.
장력 계수 k = 1 ÷ cos(α/2)
한 줄 장력 = (화물 무게 ÷ 줄 수) × k
| 인양각 α | 장력 계수 | 의미 |
|---|---|---|
| 60° | 약 1.15배 | 수직으로 들 때보다 15% 더 걸림 |
| 90° | 약 1.41배 | 40% 넘게 더 걸림 |
| 120° | 2배 | 한 줄이 화물 무게 전체를 받음 |
이 글에서 인양각 α는 국내 현장에서 흔히 쓰는 대로 슬링 두 줄 사이의 사잇각입니다. 계산기의 "내각"도 같은 각입니다. 슬링 한 줄이 수직선과 이루는 각 β는 α의 절반(β = α/2)입니다. 공식이 어디서 나오는지는 사용 가이드와 리깅쌤 블로그의 슬링 한 줄 장력 계산법에 자세히 정리해 두었습니다. 이 글은 공식보다 "그래서 얼마나 커지는가"에 집중합니다.
1. 각도별 장력 계수표 (10° 간격)
| α (사잇각) | β (수직선과의 각) | 장력 계수 k | 1톤을 2줄로 들 때 한 줄 장력 | 직전 10° 대비 증가 |
|---|---|---|---|---|
| 0° | 0° | 1.000 | 0.50톤 | — |
| 10° | 5° | 1.004 | 0.50톤 | +0.4% |
| 20° | 10° | 1.015 | 0.51톤 | +1.2% |
| 30° | 15° | 1.035 | 0.52톤 | +2.0% |
| 40° | 20° | 1.064 | 0.53톤 | +2.8% |
| 50° | 25° | 1.103 | 0.55톤 | +3.7% |
| 60° | 30° | 1.155 | 0.58톤 | +4.7% |
| 70° | 35° | 1.221 | 0.61톤 | +5.7% |
| 80° | 40° | 1.305 | 0.65톤 | +6.9% |
| 90° | 45° | 1.414 | 0.71톤 | +8.3% |
| 100° | 50° | 1.556 | 0.78톤 | +10.0% |
| 110° | 55° | 1.743 | 0.87톤 | +12.1% |
| 120° | 60° | 2.000 | 1.00톤 | +14.7% |
| 130° | 65° | 2.366 | 1.18톤 | +18.3% |
| 140° | 70° | 2.924 | 1.46톤 | +23.6% |
| 150° | 75° | 3.864 | 1.93톤 | +32.1% |
※ 대칭 화물, 좌우 같은 길이의 슬링 2줄 기준. 계수는 소수 넷째 자리에서 반올림. 장력 계수는 줄 수와 관계없이 같고, 줄 수는 "무게 ÷ 줄 수" 부분에만 들어갑니다.
2. 증가 속도가 점점 빨라집니다
표의 마지막 열을 보면 이 관계의 성격이 드러납니다. 각도가 10° 벌어질 때마다 늘어나는 장력이 일정하지 않고 점점 커집니다.
- 0°에서 60°까지 60°를 벌려도 장력은 약 15% 늘어날 뿐입니다.
- 그런데 60°에서 120°까지 같은 60°를 더 벌리면 장력은 약 1.73배가 됩니다.
- 120°를 넘으면 10°마다 18%, 24%, 32%씩 가파르게 늘어납니다.
그래서 작은 각도에서는 "조금 벌어져도 괜찮다"는 감각이 대체로 맞지만, 큰 각도에서는 같은 감각이 위험해집니다. 일반적으로 사잇각 60° 이내를 권장하고, 120°를 넘는 인양은 자격을 갖춘 책임자의 별도 검토 대상으로 보는 이유가 이 곡선 모양에 있습니다.
3. 큰 각도일수록 측정 오차가 비쌉니다
현장에서 인양각을 1° 단위로 정확히 재기는 어렵습니다. 문제는 같은 5° 오차라도 어느 각도에서 생기느냐에 따라 장력 차이가 크게 다르다는 점입니다.
| 기준 인양각 | 실제로 5° 더 벌어졌다면 | 장력 증가 |
|---|---|---|
| 60° | 65° | 약 +2.7% |
| 90° | 95° | 약 +4.7% |
| 120° | 125° | 약 +8.3% |
| 140° | 145° | 약 +13.7% |
60° 부근에서는 눈대중 오차가 결과에 큰 영향을 주지 않지만, 120° 부근에서는 같은 오차가 세 배 넘게 증폭됩니다. 각도가 클수록 측정을 더 신중히 하고, 애매하면 큰 쪽 각도로 계산하는 것이 안전합니다.
4. KS 사용하중표의 숫자도 같은 원리입니다
KS B 6242(와이어 로프 슬링) 부속서의 사용하중표는 2줄 매달기의 모드 계수를 α ≤ 90° 구간에서 1.4, 90° < α ≤ 120° 구간에서 1.0으로 정하고 있습니다.
| 구간 | 구간 최대각 | 줄 수 × cos(최대각/2) | KS 모드 계수 |
|---|---|---|---|
| 2줄, α ≤ 90° | 90° | 2 × cos 45° = 1.41 | 1.4 |
| 2줄, 90° < α ≤ 120° | 120° | 2 × cos 60° = 1.00 | 1.0 |
| 3·4줄, α ≤ 90° | 90° | 3 × cos 45° = 2.12 | 2.1 |
| 3·4줄, 90° < α ≤ 120° | 120° | 3 × cos 60° = 1.50 | 1.5 |
두 가지를 알 수 있습니다. 첫째, 표는 각 구간에서 가장 큰 각도를 기준으로 계산되어 있어서, 구간 안의 어떤 각도로 작업해도 안전한 쪽으로 판정됩니다. 둘째, 4줄 매달기도 3줄로 계산되어 있습니다. 4줄 슬링은 길이 공차 등으로 네 줄이 고르게 하중을 나누지 못하는 경우가 많기 때문입니다. 표 읽는 법과 4줄 문제는 리깅쌤 블로그의 KS 사용하중표 읽는 법과 4줄 슬링 하중 분배에서 다뤘습니다.
5. 계산 예시: 5톤 화물을 2줄로 들 때
같은 5톤 화물을 2줄 슬링으로 들되, 인양각만 바꿔 보겠습니다.
| 인양각 α | 계산 | 한 줄 장력 |
|---|---|---|
| 0° (수직) | 5 ÷ 2 × 1.000 | 2.50톤 |
| 60° | 5 ÷ 2 × 1.155 | 2.89톤 |
| 90° | 5 ÷ 2 × 1.414 | 3.54톤 |
| 120° | 5 ÷ 2 × 2.000 | 5.00톤 |
"5톤을 두 줄로 드니 한 줄에 2.5톤"이라는 계산은 수직으로 들 때만 맞습니다. 120°에서는 두 줄을 걸었는데도 한 줄이 5톤 전체를 받습니다. 슬링과 섀클은 이렇게 각도를 반영한 한 줄 장력보다 큰 사용하중(WLL)을 가진 것으로 골라야 합니다.
6. 계산기로 직접 확인하기
간단 줄걸이 계산기에 화물 무게, 줄 수, 인양각(내각)을 넣으면 한 줄 장력과 필요 WLL, 권장 섀클 사양이 바로 나옵니다. 인양각은 아래 기준으로 네 단계 판정도 함께 표시됩니다.
| 인양각 | 계산기 판정 |
|---|---|
| 60° 이하 | 양호 (GOOD) |
| 60° 초과 ~ 90° 이하 | 주의 (CAUTION) |
| 90° 초과 ~ 120° 이하 | 경고 (WARNING) |
| 120° 초과 | 위험 (DANGER) |
휴대폰에서는 계산기의 각도기 기능으로 슬링 각도를 직접 재서 입력할 수도 있습니다.
이 글의 전제
이 글의 계수는 무게중심이 인양점 가운데에 있는 대칭 화물과 좌우 같은 길이의 슬링을 기준으로 합니다. 무게중심이 한쪽으로 치우친 화물은 두 줄에 걸리는 장력이 서로 달라지므로 별도 계산이 필요합니다. 또한 초크걸이·바스켓걸이처럼 거는 방법에 따른 효율, 흔들림이나 급정지로 생기는 동적 하중은 이 계수에 포함되어 있지 않습니다.
작업 전 체크포인트
- 인양각 α(두 줄 사잇각)와 β(수직선과의 각)를 구분했는가? 계수에는 α의 절반인 β가 들어간다.
- 각도가 애매하거나 120°에 가깝다면 큰 쪽 각도로 계산했는가?
- 각도를 반영한 한 줄 장력보다 큰 사용하중의 슬링·섀클을 골랐는가?
참고 자료
- KS B 6242 (와이어 로프 슬링) 부속서 C, 로프 슬링의 사용 하중 — 국가표준인증통합정보시스템(standard.go.kr)
- LEEA COPSULE v9.1 (2024) — 슬링 다리 각도와 정격
- 본문 계수와 예시 수치는 기초 삼각법으로 직접 계산