피이에스 압력용기설계가이드입니다.

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글쓴이	pes21	날짜	2004-10-08
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제 목 : 산업안전보건법 압력용기설계지침
제 목 : 압력용기의 용접설계 기술지침 공 표 일 : 1997년 04월 28일(KOSHA CODE M-19-1997) 제 1 장 총 칙 1. 목적 이 기술기준은 산업안전보건법 제27조 및 산업안전기준에 관한 규칙 제36조 내지 제91조의 규정에 의한 압력용기를 안전하게 제작하기 위하여 용접설계시 반영하여야 할 사항을 제시하는데 그 목적이 있다. 2. 적용범위 이 기술기준은 압력용기로 분류되는 탑조(Tower or Column), 용기(Vessel), 열교환기(Heat exchanger) 등의 용접설계에 관하여 적용한다. 3. 관련 기준 및 규격 압력용기의 관련기준 및 규격은 다음과 같다. 1) 압력용기 제작기준, 안전기준 및 검사기준 2) KSB 6231(압력용기의 구조) 3) JIS B 8243(압력용기의 구조) 4) JIS B 8270(압력용기의 기반규칙) ◎ ASME Sec Ⅷ Div.1 : Pressure Vessels(압력용기) ASME Sec Ⅸ : Welding and Brazing Society 4. 용어의 정의 (1) 용접이음의 안전율(SAFETY RACTOR) 용착부의 재료강도(인장강도 또는 전단강도)가 허용응력의 몇배인가 하는 수치를 말하며, 언제나 그 값이 1보다 커야한다. (2) 허용응력(ALLOWABLE STRESS) 용접이음에 걸리는 설계응력이 용착부의 재료강도의 몇분의 1에 상당하는 안전한 응력을 말한다. 즉, 이값 이내이면 안전하다고 인정되는 최대허용 치를 말한다. (3) 용접열 응력(THERMAL STRESS) 용접열에 의한 온도의 불균일 분포에 의하여 일어나는 금속내부의 응력을 말한다. (4) 피로(FATIGUE) 재료에 반복응력이 가해질 때, 재료의 강도가 저하하는 현상을 말한다. 5. 용접이음의 설계 5.1 안전율 용접이음의 안전율에 영향을 미치는 인자로는 다음사항이 고려되어야 한다. (1) 모재 및 용착금속의 기계적성질 (내력(항복점), 인장강도 및 연신, 압축 및 충격치) (2) 재료의 용접성 (3) 시공조건 (용접공의 기능정도, 용접방법, 용접자세, 이음의 종류와 형상, 작업장소, 용접후 열처리관계, 비파괴 시험의 유무 등) (4) 하중의 종류(정, 동, 진동하중)와 온도 및 분위기 5.2 허용응력 강재의 허용응력으로는 보통정하중에 대하여 인장강도의 1/4의 값(연장에서는 항복점의 약1/2)이 취해지고 있으며 최근 고항복점을 갖는 고장력강에 대하여 는 인장강도의 1/3(항복점의 약40%)의 응력이 쓰인다. 이것은 구조물이 부하 를 받았을 때에 재료가 항복하지 않는 것을 전제로 한 소위 탄성설계(elastic design)에 의한 것이다. <표 1> 용접이음의 정적 허용응력(㎏/㎟) ┌──────┬────────────────┬──────┬──────┐ │각국 ＼ 종별│맞대기이음 │필렛이음 │비고 │ │ ├─────┬─────┬────┤ │ │ │ │인 장 │압 축 │전 단 │ │ │ ├──────┼─────┼─────┼────┼──────┼──────┤ │JIS │7.0~10.0 │ 7.5~10.0 │5.0~8.5 │ 0.8×맞대기│ SS 39 기준 │ │AWS │ 14.2 │ 14.2 │ 9.2 │ 7.0 │ │ │BIW │ 14.2 │ 14.2 │ 10.2 │ 10.2 │ │ │DIN │10.0~11.2 │12.6~14.0 │ 7.7 │ 9.1 │ ST 37 기준 │ └──────┴─────┴─────┴────┴──────┴──────┘ 5.3 이음효율 이음효율(joint efficiency)은 이음의 파괴강도 모재의 파단강도의 몇%인가하는 크기를 나타내는 수치이다. 인장에서는 이음과 모재의 인장강도비, 전단에서 는 이음과 모재의 전단응력비를 사용한다. 이음의 허용을력을 결정하는 주요한 방법에는 2종류가 있다. 그중 하나는 용 착금속의 기계적성질을 기본으로 해서 안전율을 고려하여 이음의 허용응력을 직접 지정하는 방법이며, 또 하나는 이음효율을 정하여, 모재의 허용응력에 이 음효율을 곱한 값을, 이음의 허용응력으로 하는 방법이다. <표2> 용접이음의 효율 ┌──┬────────────┬─────────────────────┐ │분류│용접이음의 종류 │이음의 효율(%)