법적 기준

[Kim byoungil]

용기 내·외부에서 일정한 유체(액체 또는 기체)압을 받는 용기

o 내압을 받는 용기

o 외압을 받는 용기

......- 자켓(JACKET)용기

.....- 진공용기

산안법 시행규칙 제58조

...사용압력이 게이지 압력 0.2kg/㎤ 이상으로서 사용압력

...(단위 : kg/㎤)과내용적(단위 : ㎥)의곱이 1이상인것

노동부 고시 (93-32호)

...(압력용기 제작기준·안전기준 및 검사기준)

...화학설비중 압력을 받는 용기와 모든 사업장의 공기저항

...탱크 등으로서 사용압력의 값이 게이지 압력으로 0.2kgf/

...㎤ 이상이 되고 사용압력((단위:kgf/㎤)과 용기 내용적

...내용적(단위:㎥)의곱이 1이상인압력용기

구 분         산업안전보건법          에너지 이용합리화법         고압가스 안전관리법

적용기준     모든 압력용기에          열(스팀)을 사용하는    고압가스(액화가스 포함)를

             적용 (우기 법적용         압력용기에 적용       사용하는 압력용기에 적용

             용기 제외)

적용범위사용압력의값이 0.2kgf/㎤·G 이상으로서사용압력(kgf/㎤)과내용적(㎥)의곱이

1이상인 압력용기[특조법 관련] 단,정기검사의 경우 사용압력이 2.0kgf/㎤·G이상인 압력

용기 o 제1종 압력용기 ...P×V>0.04

o 제2종 압력용기:

최고사용압력이2kgf/㎤·G 초과- 내용적이 0.04㎥이상의용기- 동체의안지름이 200mm 이상이고그길이가 1,000mm.이상인것

(증기헤더는 안지름이 300mm를 초과하는 것)  o 압축가스 : 상용온도 또는 35℃에서 압력이 10kgf/㎤·G이상인 것, 혹은 상용 외 온도에서 10kgf/㎤·G미만이라 하더라도 35℃에

서 압력이 10kgf/㎤·G 이상인 것(산소, 수소, 질소 등)

o 압축가스

상용온도 또는 35℃에서 압력이10kgf/㎤·G 이상인 것 (LPG,LNG,액화질소 등)

3. 설계(Design)

   3.1 기본 사양 (Basic Specification)

  압력용기의 제작 설계를 위해서는 기본적으로 적용 규격과 Local 법령이 필요하고 Specification, 설계를 위한 참고 문헌 등이 필요하다.  그리고 상세한 설계 자료로는 아래사항이 확인되어야 한다.

    3.1-a) 압력부를 위한 설계 자료

        용기 기본 형상 및 치수

        설계압력 및 온도, 재료, 부식여유, 방사선 시험정도

        Liquid Density, Liquid Level, Wind 및 Seismic Load, 기타 하중

    3.1-b) 비압력부를위한설계자료

        부재형상및치수

        각종 하중조건 및 재료의 선택

        제작성, 안전성, 경제성등 검토

     3.1-c) 설계압력 및 설계온도 설정

압력용기는 운전중에 발생할 수 있는 가장 엄한 조건에서의 온도 압력을 기준으로 설계한다. 보통 연속하여 장기간 운전하는 용기에는 정상운전할 때의 압력, 온도가 설계기준으로 되나, 그 압력 및 온도에서 어떤 다소의 변동이 있는 것은 설계시 반영할 필요는 없다. 이 때문에 용기의 설계압력 및 설계온도는 프로세스에서 요구되는 최고의 운전압력 및 온도의 변동을 고려한 약간의 여유를 보고 결정한다. 대개의 경우 정상운전압력의 5 % 증가한 압력을 최고운전압력이라고 하고, 최고운전압력의 10 %를 가산한 압력과 최고 운전압력에 1.8 ㎏f/㎠를 가한 압력 중 큰 수치를 그 용기의 설계압력으로 한다. 설계압력은 용기의 최상부의 압력으로 나타내며, 높은 탑류등 액체가 충만한 경우에는 강도계산에서는 설계압력에 정수두를 가산한 압력을 적용하여야 한다. 또한 , 설계온도는 설계압력을 기준으로 최고의 운전온도에 10 ∼20 ℃를 가한 온도로 하는 것이 많다. 그러나 0 ∼ 10 ℃를 가산한 온도로 하는 경우도 있다.

파단전누설설계(Leak-Before-Break Design, LBB설계)

압력용기 내의 피로파괴에 관련된 것으로서, 압력용기에서 양단순간파괴가 발생하면 내부의 고온, 고압의 유체가 순간적으로 분출되어 심각한 문제를 일으킬 수 있으므로 이러한 파괴를 막기 위하여 파괴역학적인 연구결과를 토대로 개발된 압력용기 설계개념이다. 즉, 압력용기 내에 원형 또는 타원형의 표면균열이 피로하중을 받아 관통균열로 성장하였을 때 용기 내의 압력이 비록 누설(Leak)은 되더라도 용기 자체는 파괴되지 않는다는 개념이다. 압력용기 내의 균열길이가 길어져서 응력확대계수값 KI이 KIC에 도달하면 재료에 불안정 파괴가 발생하므로 압력용기의 두께를 얇게하여 균열성장시 누설은 되더라도 균열의 길이가 짧아서 응력확대계수 KI이 KIC에는 도달하지 못하도록 설계하는 것이다.