압력용기의 두께 계산 사례

각종 인허가 서류 작성 시 사업장 내 설비에 대한 설계의 적합성을 검증하도록 되어 있다.

이 때 제출해야 하는 증빙 서류 중에 설비의 Data Sheet인데 이는 엔지니어링 단계에서 산출된다.

그런데 사업장에서 여러 사정으로 그러한 서류가 없을 때 설비의 엔지니어링 Data를 직접 계산할 경우가 있는데 금 번에는 압력용기의 두께 계산 사례를 공유하고자 한다.

 

 

압력용기의 두께 계산 사례

 

기 포스팅한 압력용기 두께 계산 자료 참조.

 

https://sec-9070.tistory.com/102

압력용기 두께 계산

 

동체에 대한 강도 계산식

내압을 받는 원통형 동체 또는 구형 동체의 강도(원통형 동체)

 

계산 사례

1. 용기 제원

MODEL

O.D(㎜)

수면고(㎜)

전고(㎜)

비 고

TK-101

1700

1800

2000

TANK SIZE: ±1.5% material : STS304

2. 용기별 용량계산 <용 량(㎥) = 원주율(π) * 반지름(m) * 반지름(m) * 전고(m)>

 

탱크용량(㎥)							I.D(m)							원주율(π)							반지름(m)							반지름(m)							전고(m)
4.43							1.68							3.14							0.84							0.84							2

 

3. 용기 강도 계산

 

3.1 계산 Basis

 

     - P(설계 압력): 1.5 Kgf/㎠

     - ID(원통형 동체의 부식 후의 안지름): 1,680 ㎜

     - Qa(재료의 허용인장응력): 13.1 Kgf/㎠

     - E(KS B 6231 12.2.3.에 따른 길이이음의 용접 이음 효율): 70%

     - B(KS B 6231 3.3에 따른 부식여유): 0 ㎜

 

3.2 판 두께(Shell Side Thickness) 산출 계산 결과

    (상기 식의 (1) 안지름 기준 식 사용)

 

t = P x ID /{ ( (200 x Qa x E)-(1.2 x P) }

  =  (1.5*1680)/{(200*13.1*0.7)-(1.2*1.5)}

  = 1.375 ㎜

 

3.3 결론

 

본 용기는 STS304 재질로서 부식여유는 0 이다.

따라서 판 두께 계산치 1.375㎜보다 실제 THICKNESS가 10㎜로 제작되어 있으므로  대기압 상태의 액체 충진시 강도상 매우 안전한 것으로 간주됨.