상압저장탱크 계산두께

안녕하세요? 수박공입니다.

 

유해위험설비명세 중 장치설비명세를 작성하다 보면 계산두께 와 사용두께라는 내용이 있습니다.

 - 계산두께 : 제조사 강도계산서를 확인하여 계산된 두께 기입

 - 사용두께 : 실제 제작시 사용된 두께 기입

 

압력용기의 경우, ASME Section Ⅷ Division 1 또는 KS B 6750을 활용하여 두께를 계산 및 확인하지만

상압저장탱크의 경우, 그렇지 않고 기성품을 구매해서 사용하는 경우가 많습니다.

 

그런데, 해당 상압저장탱크가 PSM 공정에 설치될 경우, 명세서에 두께를 기재해야 하는데요.

사용두께는 측정해서 기입할 수 있지만, 계산두께는 제조사를 통해 구하기가 쉽지 않습니다.

 

오늘은 「상압저장탱크 두께 계산」에 대해 알아보겠습니다.

 

 

■ 관련 규정

KOSHA Guide D-35-2017 (상압저장탱크의 설계에 관한 기술지침)

 

반응형

 

■ 관련 내용

아래는 KOSHA Guide D-35 중 '5.5 최소 설계두께' 내용입니다.

 

5.5.1 밑판 두께

상압저장탱크 밑판의 두께는 최소한 6mm 이상으로 한다.

 

5.5.2 옆판 두께

(1) 최대 허용 설계응력

설계시에 적용되는 철판의 최대 허용 설계응력(Maximum allowable design stress)은 한국산업규격 또는 제조자가 보증하는 항복점 또는 내구력 최소값의 60%를 적용한다.

 

(2) 최소두께 계산

상압저장탱크 옆판의 최소두께는 식(1)에 의하여 계산한다.

 

(3) 사용두께

  (가) (1)식에 의하여 상압저장탱크 옆판의 최소두께를 계산하였을지라도 제작에 사용되는 철판의 두께는 아래 <표1>의 철판 두께보다 작아서는 아니된다.

  (나) 사용 가능한 최대 두께는 연강을 사용하는 경우에는 38mm, 고장력강을 사용하는 경우에는 45mm 이하로 한다.

 

 

5.5.3 지붕 두께

(1) 고정식 지붕

  (가) 설계하중

고정식 지붕 및 그 지지 구조물의 설계하중은 자중 외에 수평 투영 단면적 1m2당 120kgf(1.2kN)이상의 하중을 가한 것으로 한다.

적설하중이 1m2당 60kgf(600N)를 초과하는 경우에는 그 초과하는 만큼을 가산하고, 단열재를 설치하는 경우에는 그 하중을 상기 값에 가산한다.

 

  (나) 자체적으로 지지되는 고정식 지붕은 외부 부하에 의한 휨(Buckling)에 견딜 수 있도록 설계하며 식(2)에 의하여 구한다.

  (다) 계산된 지붕의 최소두께가 4.5mm보다 작은 경우에는 4.5mm를 적용한다.

 

(2) 부유식 지붕

부유식 지붕의 두께는 특별한 규정이 없는 한 최소두께를 4.5mm로 한다.

 

 

■ Summary

인화성물질, 부식성물질, 급성독성물질을 액체상태로 저장하는 상압저장탱크의 경우, 아래의 기준을 적용해야 함

  ① 밑판  :  최소 6mm

  ② 지붕  :  상기 (2)식으로 계산, 최소 4.5mm

  ③ 옆판  :  상기 (1)식으로 계산, 최소 4.5mm

※ 참고. 상기 내용은 철판으로 제작한 상압저장탱크만 해당하며, PE, FRP 등은 적용 불가

 

 

■ 두께 계산 예시

상기에서 알아본 옆판 두께 계산에 대한 작성 예시를 알아보겠습니다.

 

[예 시] 에탄올 저장탱크로 사용하기 위한 탱크를 제작할 경우

  - 물질  :  에탄올 (비중 0.9)

  - 재질  :  STS304

  - 용량  :  72.5m3  (Φ2,900x10,980H)

  - 사용두께  :  6mm

 

 

1) 계산식

 

2) 입력값 확인

  ① D - 저장탱크 안지름(m)  :  2.9m

  ② H - 판두께를 구하려고 하는 단의 아래 끝에서 최고 사용 액면까지의 높이(m)  :  10.98m

  ③ p - 저장액체의 비중  :  0.9   (→  1 이하인 경우, 1 적용)

  ④ f - 재료의 설계 인장응력(MPa)  :  138MPa  (→  KS B 6750을 참조하여 확인)

  ⑤ m - 방사선투과시험에 의하여 정하는 상수(0.85~1.00)  :  1.0

  ⑥ c - 부식여유  :  0

 

3) 계산두께

상기 입력값을 통해 두께를 계산 할 경우, 계산두께는 1.1mm로 확인됨

단, 해당 상압저장탱크의 지름이 16m 이하이므로, 표1에 따라 최소두께 4.5mm를 적용해야 함

(아래는 상기 조건으로 계산한 상압저장탱크의 강도계산서 예시입니다)

 

상압저장탱크 두께 계산방법에 대해 알아보았습니다.

장치설비류의 경우, 반드시 설계사에 강도계산서를 요청하여 확인하셔야 합니다.

만약, 강도계산서 확인이 불가할 경우, 철판으로 제작한 상압저장탱크는 상기 내용을 적용하시면 해결 가능합니다.

 

참고하시기 바라며, 문의사항은 댓글로 남겨주세요.

 

감사합니다.

 

KOSHA Guide D-35-2017 상압저장탱크의 설계에 관한 기술지침.pdf

0.29MB