pressure tank safety manual

34
2007-M-055 Module형 교재 압력용기의 종류 및 구조

Upload: between-creativity-n-safety

Post on 27-May-2015

782 views

Category:

Health & Medicine


2 download

DESCRIPTION

Pressure Tank Safety Manual by KOSHA

TRANSCRIPT

Page 1: Pressure Tank Safety Manual

2007-M-055

Module형 교재

압력용기의종류및구조

Owner
연필
Page 2: Pressure Tank Safety Manual

본 모듈형 교재는 교육생에게 압력용기의 종류와 구조에 관한 정보를 제공한다.

또한 사용목적, 운전조건 등에 의한 압력용기의 종류와 동체, 경판, 받침대 등의

압력용기구조를이해하도록한다.

모듈의목적

1. 압력용기의정의를이해할수있다.

2. 압력용기의 운전조건(압력 및 온도), 형상, 사용목적 등에 따라 분류되는 압력

용기의종류를이해할수있다.

3. 열교환기의형태에따른종류와각종류별특성을이해할수있다.

4. 압력부위, 비압력부위및부속품등압력용기를구조를이해할수있다.

5. 내압을받는압력용기에서발생하는응력을 이해할수있다.

6. 내압을받는압력용기의동체및경판의두께계산을이해할수있다.

학습목표

Page 3: Pressure Tank Safety Manual

contents

Module형교재

2007055

압력용기의종류………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4기억해야할포인트

제1장

압력용기의구조 …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 18기억해야할포인트

제2장

모듈연습문제 …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 30

Page 4: Pressure Tank Safety Manual

압력용기의 종류 및 구조

기계안전

4

압력용기의종류제1장

압력용기(Pressure vessel)란 용기의내·외부에서일정한유체(액체또는기체)압을받는

용기를 말하며, 내압뿐만 아니라 진공압을 받는 용기도 압력용기로 정의되며, 압력용기에

작용하는압력의종류는다음과같다.

(1) 운전중유체가용기에가하는압력

(2) 유체의수두압

(3) 유체흐름으로인하여발생하는압력손실및압력증가

(4) 용기내부의진공에의한외압

(5) 이중동체(Jacket)의압력차

압력용기는운전조건(압력및온도), 형상, 사용목적등에따라여러종류로분류된다.

01

02

압력용기의정의를이해하고종류를구분할수있다.

Page 5: Pressure Tank Safety Manual

Module형교재055

1장_압력용기의 종류

기계안전

5

(1) 에너지이용합리화법규상의분류

① 1종 압력용기

최고사용압력(㎫{㎏f/㎠})과 내용적(㎥)을 곱한 수치가 0.004{0.04}를 초과하는

다음의것

가. 증기, 기타열매체를받아들이거나증기를발생시켜고체또는액체를가열하는

기기로서용기안의압력이대기압을넘는것

나. 용기안의화학반응에의하여증기를발생하는용기로서용기안의압력이대기압을

넘는것

다. 용기안의 액체의 성분을 분리하기 위하여 해당 액체를 가열하거나 증기를 발생

시키는용기로서용기안의압력이대기압을넘는것

라. 용기안의액체의온도가대기압에서의비점을넘는것

② 2종 압력용기

최고사용압력이0.2㎫{2 ㎏f/㎠}를초과하는기체를그안에보유하는용기로서다음

의것

가. 내용적이0.04㎥이상인것

나. 동체의 안지름이 200㎜ 이상(증기헤더의 경우에는 안지름이 300㎜ 초과)이고

그길이가1,000㎜이상인것

(2) 기능에따른분류

① 가열을 목적으로 하는 기기

가. 열교환기: 물, 기름, 작업용유체등을가열또는냉각하는기기

나. 온수가열기: 급탕용으로물을가열하여온수를발생시키는기기

다. 증자기: 제지용, 양조용, 식품용 등의 원료를 가열 처리하는 기기 또는 약액을

넣어가열하는기기

라. 염색기: 섬유등을염색하는기기

마. 정련기: 섬유등에포함되어있는불순물을제거하는기기

바. 세팅기: 섬유등을열처리하여그성질을개선하는기기

Page 6: Pressure Tank Safety Manual

압력용기의종류

사. 소독(살균)기 : 의료기구, 식기류등의소독(살균)을하는기기

아. 가류기: 고무등에유황을첨가하여그재질을개선하는기기

자. 다단식취사기: 학교, 공장등에서급식을위하여취사하는기기

② 반응을 목적으로 하는 기기

가. 반응기: 유지, 약품, 셀룰로이드등을가열, 교반을하면서화학반응을하는기기

나. 반응탑: 석유, 메탄올, 암모니아등의촉매화학반응을하는기기

③ 성분분리를 목적으로 하는 기기

가. 증발기: 용액의성분을증발시켜분리하는기기

나. 증류탑: 용액의 성분을 증발시켜서 증발분을 응축하여 원하는 성분별로 분리하

는기기

다. 추출기: 용액에용제를가해목적성분을증발, 분리하는기기

④ 고온의 압력유체를 보유하는 기기

가. 스팀어큐뮬레이터: 보일러의증기를축적하여필요에따라서방출을하는기기

나. 플래시탱크: 고온 응축수 또는 보일러의 연속 블로우(Blow) 등에서 열 회수를

위하여저압증기를발생하는기기

다. 탈기기: 보일러급수등의용존기체를제거하는기기

라. 헤더 : 증기, 온수등을한곳에모아서분배하는기기

(3) 압력에의한분류

①진공용기: 게이지압력0kgf/㎠이하의음압에서사용되는압력용기

②상압용기: 대기압에가까운압력에서사용하는압력용기

③중압용기: 게이지압력40kgf/㎠이하의압력에서사용하는압력용기

④고압용기: 게이지압력100kgf/㎠이하의압력에서사용하는압력용기

제1장

압력용기의 종류 및 구조

기계안전

6

Page 7: Pressure Tank Safety Manual

(4) 온도에의한분류

①저온용기: -20℃이하의온도에서사용하는압력용기

②고온용기: 350℃이상의온도에서사용하는압력용기

(5) 형상에의한분류

①열교환기(Heat exchanger) : 서로온도가다르고고체벽으로분리된 두유체사이

에열교환을수행하는장치를말한다.

[그림 1-1] 열교환기

②탑조류(Tower) : 비등점의차이가있는액체혼합물을가열또는기화시켜각성분을

분리하기위한장치로서직경에비해높이가높은직립형원통구조가주종을이룬다.

Module형교재055

1장_압력용기의 종류

기계안전

7

유체(스팀)

안전면

압력계열원 공급(Steam inlet)

증기 방출

압력계

사절판

앵 다이

배플(Baffle)

드레인 밸브

전열체

스파이럴 튜브

동체

관판

열원 배출(Steam outlet)

사절판

Page 8: Pressure Tank Safety Manual

압력용기의종류

【사진 1-1】탑조류

③반응기(Reactor) : 반응물질(원료)을 투입하여 원하는 화합물로 변화시키기 위한

용기이며화학반응을최적조건에서최대효율이발생되도록되어있다.

【사진 1-2】반응기

④저장용기(Storage tank 또는 Holder) : 공정에필요한원료, 중간제품혹은부대설

비 등을 저장하는 용기를 말하며, 관례적으로 액체를 저장하는 용기를 Storage

tank, 기체를저장하는용기를Holder라고한다.

제1장

압력용기의 종류 및 구조

기계안전

8

Page 9: Pressure Tank Safety Manual

【사진 1-3】저장용기

⑤구형탱크(Ball tank) : 다른 형식의 용기에 비해 내(耐)압력에 대한 강도가 크므로

경량으로되어경제적이며, 압축가스나저온액화가스의저장용으로사용된다.

【사진 1-4】구형탱크

(6) 전열방식에따른분류

①직접가열방식

직접열매를흡입, 혼합, 가열하는것으로내부에분배관, 칸막이판등을설치하는것

과내부장치를설치하지않는것이있다.

Module형교재055

1장_압력용기의 종류

기계안전

9

Page 10: Pressure Tank Safety Manual

압력용기의종류

②간접가열방식

열매를가진열을칸막이벽을통과시켜전달하는것으로칸막이벽의구조에따라전

열관형과격판형으로크게나뉜다.

(7) 순환방식에따른분류

① 자연순환방식

용기의액체를가열하면부분적으로온도차가생기게되고, 그온도차에의한 도차

에의해대류가이루어진다.

이원리를이용한것으로는저탕조(본체에가열관을설치한것), 증류탑등의재열기

(Re-boiler)와같은것이있다.

② 강제순환방식

다음의3종류로크게나뉜다.

가. 순환펌프에의하여유체가순환을하는것

나. 회전날개에의하여내용물이교반을하는것

다. 용기자체의회전에의하여교반을하는것

(8) 조작방법에따른분류

① 배치식

작업개시마다재료를넣어서작업정지마다제품을꺼내는것이다.

② 연속식

원료의공급및제품의반출이연속적으로행해지는것이다.

③반배치식

배치식과연속식의중간적인형태이다.

제1장

압력용기의 종류 및 구조

기계안전

10

Page 11: Pressure Tank Safety Manual

열교환기에는 원통 다관형(Shell & Tube type) 열교환기, 이중관형(Double pipe type)

열교환기, 판형(Plate type) 열교환기등이있다.

(1) 원통다관형열교환기

가장널리사용되고있는열교환기로서폭넓은범위의열전달량을얻을수있으므로적

용범위가넓고신뢰성과효율성이높다.

[그림 1-2] 원통 다관형 열교환기의 구조

(2) 이중관형열교환기

외관 속에 전열관을 동심원 형태로 삽입하여 전열관내 및 외관 동체의 환상부에 각각

유체를흘려서열교환시키는구조이다. 구조는비교적간단하며전열면적을증가시키

기위해직렬또는병렬로같은치수의것을쉽게연결시킬수있다.

(a) 평행 유동 (b) 대항 유동

[그림 1-3] 이중관형 열교환기의 구조

Module형교재055

1장_압력용기의 종류

기계안전

11

03

관 출구 셸 입구 배플틀

셸 출구 관 입구

Page 12: Pressure Tank Safety Manual

압력용기의종류

(3) 판형열교환기

유로및강도를고려하여요철(凹凸)형으로프레스성형된전열판을포개서교대로각기

유체가흐르게한구조의열교환기이다. 전열판은분해할수있으므로청소가완전히되

고보존점검이쉬울뿐만아니라전열판매수를가감함으로써용량을조절할수있으며,

액체와액체와의열교환에많이사용된다.

[그림 1-4] 판형 열교환기의 구조

제1장

압력용기의 종류 및 구조

기계안전

12

납작관원형관

평판 휜

원형 휜

파형판(또는 휜)

평행 평판

(a) (b) (c)

(d) (e)

Page 13: Pressure Tank Safety Manual

(1) 유동두형열교환기(Floating head type heat exchanger)

전열관(Tube)이나 방해판(Baffle)을 양측의 관판(Tube sheet)에 짜 넣은 상태를 관속

(Tube bundle)이라고하며, 한쪽의관판(고정측관판)은동체(Shell)의한쪽에플랜지

로고정시키고다른쪽관판은동체에아무론구속도받지않는구조로된열교환기

①전열관내외모두청소가가능하므로오염이생기기쉬운유체에적합하며사용범

위가넓음

②전열관이나동체가서로각기열팽창될수있으므로온도차가큰경우에도사용

이가능

[그림 1-5] 유동 두형 열교환기의 구조

(2) 고정관판형열교환기(Fixed tube sheet type heat exchanger)

관판(Tube sheet)을동체의양측에용접등의방법으로고정시킨구조의열교환기이다.

동체측유체와관측유체의온도에의해전열관과동체는열팽창차가생기고그때문에

열응력이큰경우에는동체에신축이음을설치하여열팽창을흡수하는구조가필요하다.

이 형식은 동체측의 청소, 점검 및 보수가 곤란하므로 부식성과 오염이 적고 침전물이

생기지않는유체에적합하다.

Module형교재055

1장_압력용기의 종류

기계안전

13

04

Page 14: Pressure Tank Safety Manual

압력용기의종류

[그림 1-6] 고정 관판형 열교환기의 구조

(3) U-Tube형열교환기

U자관형의 전열관을 사용한 것이며 전열관은 동체와는 관계없이 유체의 온도에 따른

신축이자유로우며, 또관속을그대로빼내서청소및점검할수있는구조의열교환기이다.

①열팽창에대해자유로우며, 구조가간단하다.

②관속을쉽게빼낼수있으므로관외면의청소도쉽게할수있다.

③고압유체에 적합하다. 고압유체를 관내에 흘리면 내압부분이 적어도 되므로 중량을

경감시킬수있다.

[그림 1-7] U-Tube형 열교환기의 구조

제1장

압력용기의 종류 및 구조

기계안전

14

Page 15: Pressure Tank Safety Manual

(4) Kettle형열교환기

동체측의 상부측은 증발이 잘 되도록 빈 공간의 증기실이 있다. 액면의 높이는 최상부

관보다적어도50㎜높게하는것이보통이다.

①폐열보일러로서구조가간단하다.

②관속은유동두형또는 U자형으로할수있으므로오염되기쉬운유체, 압력이높은

유체에도적용할수있다.

[그림 1-8] Kettle형 열교환기의 구조

(1) 냉각기(Cooler) : 냉각수 등의 냉각매체를 이용하여 고온측 유체의 냉각을 목적으로

사용하는열교환기이다.

(2) 가열기(Heater) : 저온측유체의가열을목적으로사용하는열교환기이다.

(3) 응축기(Condenser) : 냉각수 등의 냉각매체를 이용하여 증기의 응축을 목적으로

사용하는열교환기이다.

(4) 증발기(Vaporizer) : 용액의 질을 향상시키기 위해 스팀 등을 이용하여 증발에 의해

용매를제거시키는열교환기이다.

(5) 예열기(Pre-heater) : 공정으로 유입되는 유체를 가열하는 열교환기이며, 이때 가열

Module형교재055

1장_압력용기의 종류

기계안전

15

05

Page 16: Pressure Tank Safety Manual

압력용기의종류

매체는공정유체또는스팀등을이용한다.

(6) 재열기(Re-boiler) : 스팀 등의 가열매체를 이용하여 증류탑의 바닥에서 유입되는 공

정유체를 가열하여 증기를 발생시킴으로서 증류탑으로 공급되어야 할 열을 전달하는

열교환기이다.

(1) 증류탑(Distillation tower) : 액체혼합물에서각성분의비점차를이용하여고비점(高

沸點) 성분과저비점(低沸點) 성분을분리하는목적으로사용된다.

(2) 추출탑(Extractor) : 원료에 함유되어 있는 일부 성분을 추출제를 써서 추출, 분리하는

목적으로 사용하며 보통「액체-액체」추출이 많고「액체-고체」,「기체-고체,「기체-액체」

일경우도있다.

(3) 흡수탑(Absorber) : 기체를 액체에 흡수시키는 조작이 행하여지며 최고 흡수능력을

얻기위하여온도, 압력, 유속등을수시변경한다.

(4) 반응탑(Reactor) : 탑 내부에서 화학반응이 행하여지며 반응의 종류, 조건에 따라 내부

구조는다양하다.

제1장

압력용기의 종류 및 구조

기계안전

16

06

Page 17: Pressure Tank Safety Manual

이장에서꼭기억해야할포인트

1. 압력용기의정의

압력용기(Pressure vessel)란 용기의 내·외부에서 일정한 유체(액체 또는

기체)압을 받는 용기를 말하며, 내압뿐만 아니라 진공압을 받는 용기도

압력용기로정의된다.

2. 압력용기의운전조건(압력및온도), 형상, 사용목적에의한

종류

(1) 압력에의한분류:

①진공용기 ②상압용기 ③중압용기 ④고압용기

(2) 온도에의한분류:

①저온용기 ②고온용기

(3) 압력용기의형상에의한분류

①열교환기 ②탑조류 ③교반기 ④저장용기 ⑤구형탱크

(4) 열교환기의분류

①원통다관형(Shell & Tube type) 열교환기

②이중관형(Double pipe type) 열교환기

③판형(Plate type) 열교환기

(5) 원통다관형열교환기의형상에의한분류

①유동두형열교환기

②고정관판형열교환기

③U-Tube형열교환기

④Kettle형열교환기

point

제1장

Page 18: Pressure Tank Safety Manual

압력용기의 종류 및 구조

기계안전

18

압력용기는압력을직접받는동체(Shell), 경판(Head), 전열관(Tube), 노즐(Nozzle), 관판

(Tube sheet) 등으로 구성된 압력부위(Pressure parts)와 받침대(Support), Lifting lug,

방해판(Baffle) 등 압력을받지않는비압력부위(Non-pressure parts), 안전밸브및계기

류(압력계, 온도계) 등부속품(Accessaries)으로구성된다.

【사진 2-1】 압력용기의 일반적인 구조

압력용기의구조제2장

01

압력용기의운전조건(압력및온도), 형상, 사용목적등에따라

분류되는압력용기의종류및구조를이해할수있다.

안전밸브방출관

명판

압력계

용접선

입구배관

본체(동체)

기초볼트

스커트접지편

하부경판

맨홀

출구배관

온도계

상부경판

안전밸브

Page 19: Pressure Tank Safety Manual

2장_압력용기의 구조

기계안전

19

압력용기의재료는설계온도, 설계압력, 내용물의부식여부, 용접성, 경제성등을종합적으

로고려하여선택하여야하며, 탄소강, 저합금강, 고합금강이주로사용된다.

(1) 탄소강(Carbon steel)

압력용기의재료로가장많이사용되는강재는탄소의함유량이 0.04~1.7% 정도이며,

탄소의함유량이많으면강도가증가된다. 저온에서는충격저항의감소, 고온에서의흑

연화현상등에의해사용제한을받으며, 탄소함량및탄소당량이높은탄소강은용접성

이떨어져용접부의결함발생이많기때문에탄소강사용시주의하여야한다.

(2) 저합금강(Low alloy steel)

탄소강에약간의합금원소(니켈, 크롬등) 1개또는 2개이상을첨가하여기계적성질을

향상시킨강으로서Cr 함량이10% 이하인강을말한다.

(3) 고합금강(High alloy steel)

스테인리스강이대표적인합금강이다. 가격이탄소강이나저합금강보다비싸고합금원

소의함량이저합금강보다월등히높으며Cr 함량이 10% 이상인고합금강은고합금원

소에따라부식성이탁월하여극저온또는초고온에서도사용할수있다.

(4) 비철금속(Non-ferrous metal)

비철금속은철(Iron)을 포함하지않는금속으로서니켈, 니켈-구리, 알미늄, 티타늄등

이있다.

(5) 클래드강(Clad metal)

두개의서로다른금속을압착시켜만든강으로고합금강이나비철금속을탄소강모재

에얇게접착시켜사용한다.

02

Module형교재055

Page 20: Pressure Tank Safety Manual

압력용기의구조

제2장

압력용기의 종류 및 구조

기계안전

20

(6) 피복강(Lined metal)

클래드강과같은목적으로사용되는데피복된부분은압력을견디는부분으로간주되

지않는다. 두금속을접착시키는대신라이닝할재료를모재인탄소강에피복시켜제작

한다. 클래드강은소재상태에서접착되어생산되며, 피복강은용기제작후또는제작

중에피복한다.

(1) 내압을받는원통형압력용기에발생하는응력

원통형동체에내압이작용하면동체에는원주방향의응력(Circumferential stress)과

길이방향의응력(Longitudinal stress)이발생한다.

[그림 2-1] 원통형 압력용기에 발생하는 내부응력

(2) 원주방향의응력(Circumferential stress, Sc)

내압P가작용할때동체의길이방향단면에발생하는인장응력으로길이방향응력의2

배가된다.

① 동체의 길이방향 단면에 작용하는 인장력, F

F = P×D×ℓ

② 동체의 길이방향 단면의 단면적, A

A = 2×t×ℓ

03

Sc

SℓSℓ

Sc

t

d

Page 21: Pressure Tank Safety Manual

Module형교재055

2장_압력용기의 구조

기계안전

21

③ 원주방향의 응력, Sc

[그림 2-2] 원통형 압력용기의 원주방향 응력

(3) 길이방향의응력(Longitudinal stress, SL)

내압P가작용할때동체의원주방향단면에발생하는인장응력을말한다.

① 동체의 원주방향 단면에 작용하는 인장력, F

② 동체의 원주방향 단면의 단면적, A

③ 길이방향의 응력, SL

[그림 2-3] 원통형 압력용기의 길이방향 응력

F = P ×π×D2

4

A = π×D × t

SL = F = PπD2

A 4πDt

= PD 4t

Sc = F = PDℓA 2tℓ

= PD 2t

Page 22: Pressure Tank Safety Manual

압력용기의구조

제2장

압력용기의 종류 및 구조

기계안전

22

(1) 동체의두께계산

t =PD

+ α t =PD

+ α200ση- 1.2 P 400ση- 0.4 P

(원통형동체) (구형동체)

(2) 경판의두께계산

t =PRW

+ α t =PDK

+ α200ση- 0.2 P 400ση- 0.2 P

(접시형또는온반구형) (반(半)타원체형)

t = PRW + αt = PDK + α200ση- 0.2 P 200ση- 0.2 P

기호 t : 판의계산두께(㎜)

P : 설계압력(kgf/㎠)

R : 부식후경판의안쪽지름(㎜)

D : 원통형동체의부식후의안지름(㎜)

σ: 재료의허용인장응력(kgf/㎟)

η: 용접이음효율

W : 접시형의모양에따른계수

K : 반타원체형의형상에따른계수

04

Page 23: Pressure Tank Safety Manual

Module형교재055

2장_압력용기의 구조

기계안전

23

(1) 동체(Shell)

내용물을 담고 압력을 받는 주요 부분으로서 형상은 응력집중을 최소화하기 위해

원통형이주로사용된다.

(2) 경판(Head)

용기를 폐된형상으로만들기위해동체끝부분을막는부분이다.

[그림 2-4] 경판의 종류

05

(a) 접시형(Dished Torispherical Type)

t

l

Rr

t

l

h

D

R

rD

r

Do

D1t

θ

D1

(b) 반타원체형(Ellipsoidal Type) (c) 온반구형(Hemispherical Type)

(d) 원추체형(Toriconical Type)(큰지름 끝부에 둥 기가 있는 것)

(e) 원추체형(Conical Type)

t

t

θ

l

Page 24: Pressure Tank Safety Manual

압력용기의구조

제2장

압력용기의 종류 및 구조

기계안전

24

(3) 관판(Tube sheet)

열교환기에서열교환이이루어지는관속(Tube bundle)을지지하는원형판으로서일반

적으로단조품(Forging) 재질을사용한다.

【사진 2-2】관판의 형상

(4) 노즐(Nozzle) 및플랜지(Flange)

압력용기내부에유체를공급하거나내부유체를외부로빼내는목적으로사용되고, 동

체나경판에구멍(Opening)을 내고그주위를파이프로용접하여설치하며, 노즐끝단

부는플랜지로연결된다.

【사진 2-3】동체에 연결된 노즐 및 플랜지

(5) 전열관(Tube)

열전달이이루어지는관으로서여러개의관이다발로묶어져서관속(Tube Bundle)이

된다.

Page 25: Pressure Tank Safety Manual

Module형교재055

2장_압력용기의 구조

기계안전

25

【사진 2-4】전열관

(1) 받침대(Support)

압력용기를지지하는구성품으로수직형압력용기에는러그(Lug), 레그(Leg) 또는스커트

(Skirt)가, 수평형압력용기에는새들(Saddle)이있다.

①새들(Saddle) : 수평형압력용기를지지하는데사용되는데콘크리트블록위에설치

된다.

②스커트(Skirt) : 지상위에설치되는중·대형수직압력용기를지지하는데적합하며,

경판의 노즐은 스커트 바깥으로 돌출시켜야 하고 가능한 스커트 내부에 플랜지를

설치하지않아야한다.

③레그(Leg) : 소·중형 수직 압력용기를 지지하는데 사용되며 재료로서는 파이프,

각형강류등이있다.

④러그(Lug) : 구조물위에설치되는수직형압력용기에사용되며동체주위에링모양의

등간격으로설치된다.

05

Page 26: Pressure Tank Safety Manual

압력용기의구조

제2장

압력용기의 종류 및 구조

[그림 2-5] 받침대의 종류

(2) Lifting lug

압력용기를 운반 시 들어올리기 위한 부재로서 구멍이

있는강재를동체나경판에용접하여사용한다.

【사진 2-5】경판에 설치된 Lifting lug

(a) 스커트(Skirt) (b) 새들(Saddle)

(c) 레그(Leg) (d) 러그(Lug)

기계안전

26

D

D

D

O OB

Fo

cg

Fo

Fn

L

A

Ls

L

Upper ring

Lower ring

Page 27: Pressure Tank Safety Manual

Module형교재055

2장_압력용기의 구조

기계안전

27

(3) 방해판(Baffle)

열교환기에서동체측유체의유로를방해하여열전달효율을높이기위한것으로, 관속에

등간격으로설치된다.

【사진 2-6】관속에 설치된 Baffle

(1) 안전밸브(Safety valve)

압력용기를과압(過壓)으로부터보호하기위한장치로서일반적으로압력용기의최상부

에설치된다.

【사진 2-7】압력용기에 최상부에 설치된 안전밸브

05

Page 28: Pressure Tank Safety Manual

압력용기의구조

제2장

압력용기의 종류 및 구조

기계안전

28

(2) 계기류

압력용기내부의압력이나온도를측정하기위한계기로서압력계또는온도계등이설

치된다.

【사진 2-8】압력용기에 설치된 압력계

Page 29: Pressure Tank Safety Manual

이장에서꼭기억해야할포인트

1. 압력용기의구조

압력용기는 압력을 직접 받는 동체(Shell), 경판(Head), 전열관(Tube), 노즐,

관판 등 압력부위(Pressure parts)와 받침대(Support), Lifting lug, Baffle

등 압력을 받지 않는 비압력부위(Non-pressure parts) 및 방호장치 및

계기(압력, 온도) 등부속품(Accessaries)으로구성된다.

2. 내압을받는원통형압력용기의응력

①원주방향응력

②길이방향응력

3. 동체및경판의두께계산

(1) 동체의두께계산

t = PD + α

200ση- 1.2 P

(2) 경판의두께계산

①접시형또는온반구형

t = PRW + α

200ση- 0.2 P

②반타원체형

t =PDK + α

400ση- 0.2 P

point

제2장

SL = F = PπD2A 4πDt

= PD 4t

Sc = F = PDℓA 2tℓ

= PD 2t

Page 30: Pressure Tank Safety Manual

1. 압력용기분류의기준으로옳지않은것은?

①압력에의한분류 ②기능에의한분류

③재질에의한분류 ④형상에의한분류

2. 열교환기의사용목적에따른분류가아닌것은?

①가열기 ②냉각기 ③반응기 ④재열기

3. 압력용기의압력부위(Pressure parts) 구성품에해당되지않는것은?

①동체 ②관판 ③방해판 ④경판

4.압력용기의재료로적합하지않는것은?

①공구강 ②탄소강 ③저합금강 ④고합금강

5. 내압을 받는 원통형 압력용기에서 발생하는 길이방향 응력(SL)과 원주방향 응력(Sc)의

관계는?

①SL=Sc ②SL=2Sc ③2SL=Sc ④SL=3Sc

6. 원통형압력용기의동체를구하는식은?

① ②

③ ④

압력용기의 종류 및 구조

기계안전

30

Exercises 연 습 문 제

t =PD

+ α t =PD

+ α200ση+ 1.2 P 400ση- 0.6 P

t =PD

+ α t =PD

+ α200ση+ 0.6 P 400ση- 1.2 P

기호 P : 설계압력(kgf/㎠) R : 부식후경판의안쪽지름(㎜)

D : 원통형동체의부식후의안지름(㎜) σ: 재료의허용인장응력(kgf/㎟)

η: 용접이음효율

Page 31: Pressure Tank Safety Manual

Module형교재055

연습문제

기계안전

31

7.경판의종류가아닌것은?

①온반구형 ②접시형 ③반(半)타원체형 ④구형

8.압력용기의정의에대하여설명하시오.

Page 32: Pressure Tank Safety Manual
Page 33: Pressure Tank Safety Manual

이교재는한국산업안전공단의허락없이부분또는

전부를복사, 복제, 전제하는것은저작권법에저촉됩니다.

집필자:이 강 동

(한국산업안전공단)

편 집:교육홍보국교재자료개발팀

발행일:2007년 6월

발행인:박 길 상

발행처:한국산업안전공단

인천광역시부평구구산동 34-4

TEL (032)5100-500

FAX(032)512-8311

제 작:신생커뮤니케이션 TEL (02)2268-5396

고객불편신고 대표전화

전화번호:1644-4544

팩스번호:1644-4549

압력용기의 종류 및 구조M-S-E08-02

Page 34: Pressure Tank Safety Manual

안전분야-교육자료교육홍보 2007-61-515

403-711 인천광역시부평구구산동34-4Tel. 032-5100-500 Fax. 032-512-8311

압력용기의종류및구조