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1.탱크의 동체(胴體)및 경판(鏡板)두께 설계에 관하여...
탱크의 용도가 급탕탱크라고 하시면,증기압이 별로 없다는 말씀인지?
증기압이 2kG/Cm^2 게이지 압력 이상이면 고압가스 단속법규에 준한
두께 산출식을 준용해야 하구요
증기압이 걸리지 않는 상압상태의 탱크라 하면,두께산출식이 다릅니다.
그렇지만 고압이던 상압이던 압력과 상관없이
공통적으로 두께산출시 검토해야 하는 사항에 맞추어 논해 봅니다.
두께산출은 직경과 압력과 정비례하여 두께가 두꺼워지며.사용재질에 따라
재질의 인장강도가 높을수록 두께는 얇아지죠.
일반적으로 동체(胴體)의 두께산출을 구한후 경판(鏡板)의 두께를 구합니다만
경판의 최대두께는 동체의 두께로 합니다.
왜냐하면,동체는 원통이지만 경판은 대체로 구형형태를 닮아 압력에 견디는 내압력이
동체보다 높을수밖에 없기 때문에 원통동체의 두께만 구하면 되죠.
우선,저장탱크역시 구조물 이므로
동체(胴體)가 세워져 있을때 저장내용물에 따른 흔들림이 없어야 하겠죠?
흔들림은 용접부위나 기초볼트에 작용하여 설비자체에 무리가 오게되죠.
1.1)한계 기본두께
탱크내경=D(mm)=1000mm 일때 기본적으로 가져야 하는 두께는
일반구조용강(JIS기호로 SS41=최대인장강도 41Kg/mm^2)을 기준으로
두께 t =(D/1000)+2.5-----> (1000/1000)=1+2.5=3.5 mm 이상 이라야 합니다
물론 동체외부에 보강링을 하지 않는 원형의 경우죠
어떤 조건에서던지 두께계산이 끝나면 이 두께값과 비교하여 높은 값을 선택 합니다
1.2)압력을 받는경우의 동체두께 구하기
t=(P*D)/ (200* S*제타-1.2*P)--->에서 +알파값(=부식여유)
상기조건에서,P(압력=상압/1Kg/Cm^2 이라하고) D=탱크내경=1000(mm)
S=재료의 허용응력(일반구조용강=SS41=41Kg/mm^2 /안전율4)=10.3 Kg/mm^2 일때
맞대기 용접형이 되므로 용접이음효율=0.7
동체두께 t=(1*1000)/(200 * 10.3 *0.7 _1.2*1)=1000/1440.8=0.7 mm 이죠
1.3)재료의 부식여유를 주어야 합니다
1~3mm정도를 주는데 설계자가 시중구매 가능한 경제적인 두께를 판단하여
값을 선택 합니다.그럼 부식여유 알파를 2mm 주면,0.7+2=2.7 mm 이상 입니다.
단,재질이 스테인레스 강재일 경우에는 이번경우에는 부식여유=0 으로 합니다
1.4)최종두께결정
1.1)의 값과 1.3)의 값을 비교해 큰값을 취합니다
지금의 예는 저압(상압)이라서 한계값이 더 큽니다만,고압으로 올라가고
부식성이 높은,유체를 저장할시에는 1.3)의 값이 더 높아집니다.
3.5>2.7 이 되므로 선택값은3.5mm 이지만,시판두께는 3.2와 4.5mm가 있죠
높은값을 취하면 4.5mm 철판으로 로라벤딩 하여 용접 합니다.
두께가 너무 두꺼워졌을경우에는
동체 외부에 일정 간격으로 보강링을 말아서 용접보강을 해 줍니다
고가의 재질을 사용시에는 두께를 현저히 떨어뜨릴수 있어서
제조코스가 크게 다운 됩니다.
2.경판두께=동판두께와 같이하여도 무방 합니다
참고로
경판의 종류가 몇가지 되죠?(가장대표적인 경판만 나열해 봅니다)
1)FH(Flat Head)평경판(이 경우에는 두께계산을 해 주는게 안전 합니다.)
주로,저압,상압용이며,중,고압용으로는 채택하지 않으므로 이 역시 동체두께값
그대로 적용하여도 무방 하군요
2)SD(Standard Dished Head)Type~주로 10% 접시형이라 부르며 가장 많이 사용되는
경판중의 하나죠.저압,중압까지 많이 사용 합니다.
경판높이 h=0.157* D , R=D, r=0.1*D...flange 길이(원통과 접촉,용접되는 직선길이)
=20mm 정도.
3) 1/2ED(Elliptical Dished Head)~근사반타원형경판 으로써 중,고압용 경판입니다.
경판높이 h=0.1727*D, R=0.9045*D를 적용계산 합니다
이 반타원경판은 제작시 제법상 오차범위가 크므로 회사인 경우에는 표준화로
치수를 고정해 놓고 설계반영을 하는 경우가 많습니다. |