배관두께 계산(산안법)

압력을 받는 배관(Piping)은 배관의 크기, 재질의 허용응력 및 용접이음계수 등을 고려하여 두께를 결정한바.

압력의 종류에도 내압이 있고 외압이 있는데 본 포스팅에서는 내압의 경우에 대해 진행하고자 한다.

 

 

 

배관두께 계산(산안법)

 

산업안전보건법

KOSHA GUIDE M-115-2013 (배관두께 계산 및 검사 기술지침)

 

배관두께 결정 절차

(1) 유체의 부식성, 설계온도 및 설계압력을 검토하여 배관의 재질을 결정한다.

(2) 설계유량 및 압력손실 등을 고려하여 배관의 크기를 결정한다.

(3) 배관의 크기, 재질의 허용응력 및 용접이음계수 등을 고려하여 하기 1.1항 및 1.2항에 따라 내압 및 외압에 의한 두께를 계산한다.

(4) 기계적 이음, 유체의 부식 및 마모를 고려한 추가두께를 합하여 1.항에 따 라 최소요구두께를 산출한다.

(5) <별표 1>의 배관치수표를 참조하여 배관크기별 두께를 선택한다.

(6) <별표 2>의 배관재질별 제작공차여유를 고려한 두께를 구한다.

 

 

배관두께 계산 방법

1. 직관부 두께 계산

 

직관부에서 요구되는 최소요구두께는 〈식 1〉과 같이 구한다.

 

tm = t + c ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ (1)

여기서, tm : 배관의 최소요구두께 (㎜)

          t : 내압 및 외압에 의한 두께 (㎜)

          c : 추가두께 (㎜)

 

(1) 배관의 최소요구두께 : tm

유체의 설계압력, 부식 및 마모 등을 고려한 최소요구두께를 말한다.

(2) 내압 및 외압에 의한 두께 : t

유체의 설계압력 및 외압에 의해 계산된 두께를 말하며 1.1항 및 1.2항 에 따라 계산한다.

(3) 추가두께 : c

기계적 이음을 하기 위하여 나사내기, 홈내기, 유체의 부식 및 마모에 대한 추가두께를 말하며 아래 사항을 고려하여야 한다.

(가) 기계적 이음에 대한 보상 기계적 이음을 하기 위해서 나사내기, 홈내기 등에서 깎여진 재료에 대한 보상

(나) 부식 또는 마모에 대한 보상 유체에 대한 부식 및 마모의 발생이 예상될 경우 배관의 예상 수명 기간 동안의 여유값을 보상

(다) 기계적 강도에 대한 보상 배관 지지물 또는 기타 원인으로 인해 부과된 하중에 의한 배관의 손상, 파괴, 과도한 처짐 또는 좌굴방지를 위해 기계적 강도를 유지하기 위한 보상

 

 

1.1 내압을 받는 직관부의 두께계산 방법

 

내압을 받는 직관부의 최소허용두께는 〈식 2〉와 같이 구한다.

 

 

 

 

1.2 외압을 받는 직관부의 최소허용두께계산 방법

 

외압을 받는 직관부의 두께는 추후 필요 시 설명 (일반적으로 외압을 받는 경우는 별도의 설계가 필요)

 

 

2. 곡관부 두께 계산

 

(1) 곡관부의 관의 굽힘이 완료된 어느 부위에서도 관의 최소두께는 1. 항에서 구한 직관부의 최소허용두께보다 작아서는 안 된다.

(2) 곡관을 만들 때 곡관 외곽부의 얇아짐에 대해 보상을 위해 <별표 2>에 나타난 여유값을 적용한다. 다만, 배관지름은 호칭지름을 사용하며, tm은 1. 항에서 구한 값을 적용한다.