기계공학적으로 압력 용기에 대한 설계시
압력 용기의 경우 잘못 만들어 질 경우 큰 사고로 이어질 수 있습니다. 기계공학적으로 압력 용기에 대한 설계시 고려해야할 사항에는 어떤 것들이 있는지 설명해주세요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
압력용기에 있어 무엇보다 중요한 것은 안전성 여부입니다.
따라서 제조를 위한 설계 시 고려되여할 부분은 여러가지 이며
가장 기본적인 부분을 나열해 보겠습니다.
첫째
설계기준 및 규제 관련 부합
작업조건, 용기내부 매체 특성 확인, 구조적 밀봉/강도 성능을 고려하면서
일반적으로 적용하는 미국 기계공학회 표준 및 유럽압력장비 지침 등을 적용시킵니다.
둘째
구조적 안정성을 위한 설계
압력용기는 사용처에따라 다양한 온도부하 및 기계적부하에 따라 압력을 받게되므로
용기 내외부에서 발생하는 응력을 정확히 계산하여, 적절한 강도와 두께를 산정합니다.
셋째
재료 선정
위의 설계의 목적에 부합하도록 , 변형이나 파손없이 견딜 수 있는 재료를 선정해야하는데
일반적으로 강철소재를 쓰지만, 특별히 요구되는 사항이 추가된다면
특수 합금이나 유리섬유 등의 재료도 고려대상이 됩니다.
넷째
안전성 고려
결국 안전을 위해서는 , 구조적으로 완벽해야 겠으나
만에하나 있을 위험을 위해, 설계상 임계압력을 넘어설 시 배출을 시킬 수 있는
안전변 및 비상토출 배관 등이 고려되야 합니다.
현장에서 유지관리 보수를 하는 입장에서
압력용기 상 가장 믾이 손보게 되는 부분이
설정 압력 센서 및 비상토출 안전변 등이고
실제 문제 발생 시 안전변이 터지면서 압력용기의 폭발을 방지하게 되는 경우를
많이 접하게 됩니다.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
압력 용기 설계시 고려해야 할 사항은 다음과 같습니다.
재료선택 : 압력과 온도에 적합한 강도와 내식성을 가진 재료를 선택해야 합니다.
압력등급 : 용기가 견딜수있는 최대 압력을 정하고, 안전계수를 고려하여 설계합니다.
형상 및 두께 : 용기의 형태(원통형, 구형 등)와 두께는 압력 분포에 따라 결정되며, 국부적인 응력을 최소화해야 합니다.
용접 및 접합 : 용기의 제조 과정에서 용접 부위의 품질이 중요하며, 비파괴 검사를 통해 결함을 확인합니다.
안전 장치 : 과압 방지를 위한 안전 밸브와 압력 계기를 설치하여 안전성을 높입니다.
규정 준수 : 관련 법규 및 산업 표준을 준수하여 설계해야 합니다.
이러한 요소들은 압력 용기의 안전성과 효율성을 보장하는데 필수적입니다.
안녕하세요. 이주형 전문가입니다.
압력 용기의 설계에서는 작동 압려고가 온도를 고려하여 적절한 재료를 선택하고, 내부 응력 분포를 분석하여 두께와 용접 구조를 최적화해야 합니다. 안전 밸브와 파열판을 포함한 과압 방지 장치를 설계하여 폭발 위험을 최소화하고, 피로 수명을 예측하여 반복적인 압력 변동에도 구조적 신뢰성을 유지해야 합니다. 또한, 비파괴 검사와 수압 시험을 통해 용접 결함, 응력 집중 부위, 내부 부식 여부를 철저히 검증이 필요합니다.
안녕하세요. 조일현 전문가입니다.
설계 압력과 온도 변화 및 충격 등을 견딜 수 있는 강도와 인성을 가진 재료를 선택하고,
용접하기 좋은 재료를 선택하여 품질을 보장 받아야 합니다.
또한 응력 집중을 분산하기 위해 대칭적인 설계가 필요하며, 국가 및 산업 표준 규격을 준수하여
사양에 맞게 적용하여 안전성을 확보할 수 있습니다.
안녕하세요. 김민규 전문가입니다.
내부에 응축한 압력에 의해서 반작용이 일어나서 터지는 등의 사태가 없어야 할 것으로 보입니다.