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글쓴이	운영자	날짜	2015-11-11
E-mail	info@pes21.com	홈페이지	http://www.pes21.com
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제 목 : 배관 최소 요구 두께 선정 시 고려 사항
http://www.pes21.com 배관 최소 요구 두께 선정 시 고려 사항 {Minimum required thickness in Piping} 오늘날 산업 플랜트 배관설계는 관련 SOFTWARE의 꾸준한 개발로 인하여 과거에 비하여 상당한 최적 설계를 구현할 수 있는 수준까지 도달한 상태이다. 하지만, 간혹 이러한 배관설계 과정에서 발생할 수 있는 소음 진동분야에 대해서는 아직도 설계적인 관련 기준이 부족함을 지적함과 동시에 배관 유체의 특성과 동역학적인 힘을 고려한 소음 진동분야에 추가적으로 고려할 사항을 지적하고자 관련 CODE 및 필자가 전문가들의 포럼을 통하여 배관 두께 선정 시 추가로 고려할 사항을 정리하여 기술하고자 한다. 주제어 : PIPING DESIGN, PIPE THICKNESS, RESTRICTION ORIFICE, 배관 두께, 배관 소음 및 진동 ABSTRACT: This paper has been prepared by PES-ENG(http://www.pes21.com) for the guidance in decision of required thickness for piping design based on related CODE rule and industrial practice. Especially, this paper would like to indicate additional consideration in stage of minimum required thickness particularly, when Stainless Steel is to be selected rather than Carbon steel because relatively Stainless Steel thickness more thinner than that of Carbon steel. Those by, this may cause noise and vibration on piping line in case of restriction orifice installed at recirculation line due to pressure drop at back side of orifice, which means that front side cause back pressure where have to be keeping discharge pressure through Pump discharge pressure. Therefore, the velocity will be increased as much as decreased pressure at rear side of orifice. Generally this velocity would be one of the reason cause of noise and vibration in piping line. Specially, in case of thin thickness of stainless steel pipe would cause noise and vibration due to dynamic force of fluid velocity in case of which is passing through Elbow. Herewith, the dynamic force may be calculated as F={(PA)^2+(eQV)^2}^0.5). Even though, required minimum thickness should consider not only various external force but also additional thickness at the time of thickness selection in accordance with Code rule such as ASME B31.1 or EN13480-3, As well, where existing Fluid dynamic force such as Elbow flow would not be easy to apply to optimum thickness selection. 1. 배관 최소 요구 두께 선정 일반적으로 ASME CODE(B31.1, B31.2, B31.3, EN13480-2)에 적용되는 배관 직관부 최소 요구 두께 선정 시 다음의 기준을 거의 공통적으로 적용하고 있다. 1) 배관 내압 및 외압에서 요구하는 두께 2) 마모, 부식, 기타 가공 여유 3) 배관 강성(처짐, 비틀림, 벤딩, 열응력) 2. RESTRICTION 오리피스 기능 및 특성 흔히, RO라고 불리는 Restriction Orifice는 PUMP Discharge 측으로부터 배관 지관(Recirculation Line)을 연결하는 경우 Pump 토출측 압력을 유지하기 위하여 배압을 발생시켜 주는 기능으로써 오리피스를 기준으로 Discharge 측에는 배압을 발생시켜 주지만, 반면에 오리피스 출구측에는 배압에 해당되는 압력 강하가 발생된다. 즉, 압력 강하 및 오리피스를 통과는 면적이 감소된 만큼 유속이 증가하여 궁극적으로 배관의 유속 증가 및 오리피스를 통과하는 유체력은 배관계 소음 및 진동을 유발하는 요인이 될 수 있다. 3. 배관 재질에 따른 두께 선정 시 고려 사항 배관의 최소 요구 두께는 상기 1항에서 언급한 바와 같이 실제 저압의 배관계에서요구되는 두께는 크지 않으며, 예를 들어 구경 150A, 내압 10Bar 기준에서는 304 오스텐나이트계 재질을 사용하는 경우, 부식 여유가 고려되지 않음에 따라 실제 사용 두께는 약 3.5 mm정도로서 Carbon Steel 재질 대비 부식여유 만큼(2~3mm) 적게 선정된다. 특히, 이러한 조건에서 배관계에 RESTRICTION ORIFICE가 장착되는 경우에는 소음 진동 문제가 발생할 수 있음을 충분히 고려하여 적정 배관 두께를 선정할 필요가 있다. 특히, 곡관부에 미치는 유체력, F={(PA)^2+(eQV)^2}^0.5 은 오리피스를 통과하는 소음 진동이외, 배관계의 곡관부에는 유체의 동력학적인 힘이 작용하여 내부 유체력에 의하여 배관계에 소음 진동을 유발 할 수도 있음을 고려할 필요가 있다. * 출처 : 피이에스기술사사무소 http://www.pes21.com info@pes21.com

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