상압저장탱크(고정식, CRT) 두께 계산

안전보건규칙 별표 1의 위험물질 중 인화성물질, 부식성물질 및 독성물질 등을 액체상태로 저장하는 탱크로서 설계압력이 게이지 압력으로 3,500 Pa(0.0357 ㎏f /㎠) 미만의 탱크를 상압저장탱크라 하고 금번에 상압저장탱크의 두께 계산 방법을 공유하고자 한다.

 

 

상압저장탱크(고정식, CRT) 두께 계산

 

적용범위

안전보건규칙 별표 1의 위험물질 중 인화성물질, 부식성물질 및 독성물질 등을 액체상태로 저장하는 설계압력이 게이지 압력으로 3,500 Pa(0.0357 ㎏f /㎠) 미만의 상압저장탱크의 설계에 적용

 

설계기준

1. 설계압력

(1) 통기관이 설치된 고정식 지붕탱크의 설계압력은 양압 750 Pa(0.0076 ㎏f /㎠ ), 진공압력 250 Pa(0.0025 ㎏f /㎠) 이내로 한다.

(2) 불활성가스 봉입시설이 설치된 고정식 지붕탱크의 설계압력은 양압 2,000 Pa (0.0204 ㎏f /㎠), 진공압력 600 Pa(0.0061 ㎏f /㎠)이내로 한다.

 

2. 설계온도

상압저장탱크의 설계온도는 저장물질의 온도에 30 ℃를 더한 수치를 설계 온도로 한다. 다만, 스팀을 사용하여 상압저장탱크를 청소할 필요가 있는 경우에는 설계온도를 120 ℃로 한다.

 

 

3. 부식 여유

(1) 상압저장탱크의 내부 또는 내․외부의 보강재에 부식이 우려되는 경우에는 상압 저장탱크의 밑판, 옆판, 지붕 및 보강재에 부식 여유를 고려한다.

(2) 상압저장탱크의 모재 부식속도(mm/년) 자료를 이용할 수 있는 경우에는 20년 동안 부식되는 두께를 부식 여유로 한다.

(3) 모재의 부식속도 자료가 없는 때에는 다음 기준을 적용한다.

(가) 탄소강 재질의 탱크에 부식성이 있는 물질을 저장하는 경우 : 최소 3 mm

(나) 탄소강 재질의 탱크에 부식성이 없는 물질을 저장하는 경우 : 최소 1.5 mm

(다) 합금강 재질의 탱크에 부식성 물질을 저장하는 경우 : 최소 1.2 mm

(라) 합금강 재질의 탱크에 부식성이 없는 물질을 저장하는 경우 : 0 mm

(4) 상압저장탱크의 모재에 부식여유를 고려하는 것이 경제적이지 않거나 또는 합리적 이지 않는 경우에는 내피복 또는 크래딩을 고려할 수 있다.

 

 

최소 설계두께

1. 밑판 두께

상압저장탱크 밑판의 두께는 최소한 6 mm 이상으로 한다. 

 

2. 옆판 두께

(1) 최대허용 설계응력 설계시에 적용되는 철판의 최대허용설계응력(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 계산하였을 지라도 제작에 사용되는 철판의 두께는 아래 <표 1>의 철판 두께보다 작아서는 아니된다.

 

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

 

 

3. 지붕 두께(CRT 기준)

 

(1) 설계하중

고정식 지붕 및 그 지지 구조물의 설계하중은 자중외에 수평 투영 단면적 1 ㎡당 120 ㎏f (1.2 kN)이상의 하중을 가한 것으로 한다. 적설하중이 1 ㎡당 60 ㎏f (600 N)를 초과하는 경우에는 그 초과하는 만큼을 가산하고, 단열재를 설치하는 경우에는 그 하중을 상기 값에 가산한다.

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

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

 

Reference : KOSHA GUIDE D-35-2017(상압저장탱크의 설계에 관한 기술지침)