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ASME Sec VIII 압력 용기 두께 계산기
세부 정보
ASME Sec VIII Div 1 공식
Pressure Vessel Calculator 소개
압력 용기 두께 계산기는 ASME 보일러 및 압력 용기 코드(BPVC) Section VIII Division 1 공식을 적용하여 원통형 압력 용기의 최소 쉘 두께와 헤드 두께를 계산합니다. 원주 방향(후프) 응력의 경우 t = PR / (SE − 0.6P), 축 방향 응력의 경우 t = PR / (2SE + 0.4P) 두 가지 공식을 동시에 계산한 뒤 지배값(더 큰 값)에 부식 여유를 더해 필요 두께를 산출합니다.
공정 엔지니어, 기계 엔지니어, 검사 전문가들이 압력 용기 초기 설계 단계에서 플레이트 공칭 두께를 결정할 때 이 도구를 활용합니다. 입력값은 설계 내압(MPa), 내경(mm), 재료 허용 응력 S(MPa), 용접 이음 효율 E(ASME UW-12 기준 0.70~1.00), 부식 여유(mm)입니다. 계산된 쉘 두께로부터 MAWP(최대 허용 운전 압력)도 함께 산출하여 검증 참고값으로 제공합니다.
헤드 형상은 2:1 타원형(가장 일반적), 반구형(가장 얇고 효율적), ASME F&D 토리구면형(저압 탱크 표준), 평판형(맨홀 커버 등) 네 가지를 지원합니다. 각각 별도의 ASME 공식이 적용됩니다. 또한 D/t 비율을 표시하고, 박판 가정이 유효하지 않은 경우(D/t ≤ 10)에는 후판(Lamé) 방정식 적용을 권고하는 경고를 표시합니다.
주요 기능
- ASME 원주 방향·축 방향 응력 공식을 동시에 계산하여 지배 방향 자동 판별
- 4가지 헤드 형상(2:1 타원형, 반구형, 토리구면형, 평판형)별 두께 계산
- 부식 여유를 쉘 두께와 헤드 두께에 각각 적용하여 최종 필요 두께 산출
- MAWP(최대 허용 운전 압력) 역산 계산 제공
- D/t 비율 표시 및 박판 가정 유효성 자동 경고 (D/t ≤ 10 시 후판 고려 권고)
- ASME Sec VIII Div 1 공식(t = PR/(SE−0.6P) 등)을 인터페이스에 직접 표시
- 용접 이음 효율, 부식 여유 등 실무 필수 파라미터 입력 지원
- 100% 클라이언트 사이드 처리 — 서버 통신 없음, 개인정보 보호
자주 묻는 질문
이 계산기는 어떤 코드 기준을 따르나요?
ASME 보일러 및 압력 용기 코드(BPVC) Section VIII Division 1을 따릅니다. 원주 방향 t = PR/(SE−0.6P), 축 방향 t = PR/(2SE+0.4P) 공식을 사용합니다. 여기서 P는 설계 압력, R은 내부 반경, S는 허용 응력, E는 이음 효율입니다.
이음 효율 E는 어떤 값을 입력해야 하나요?
ASME UW-12 기준: 전수 방사선 검사(RT-1)는 E = 1.0, 부분 방사선 검사(RT-2)는 E = 0.85, 방사선 검사 없음(RT-3)은 E = 0.70을 사용합니다. E 값이 낮을수록 두꺼운(보수적인) 두께가 계산됩니다.
원주 방향 응력이 왜 지배적인가요?
박판 원통에서 후프(원주) 응력은 축 방향 응력의 2배입니다. 원주 방향 공식의 분모(SE−0.6P)가 축 방향 분모(2SE+0.4P)보다 작아 원주 방향 두께 요건이 더 크게 계산됩니다. 따라서 대부분의 원통형 쉘에서 원주 방향 응력이 지배합니다.
재료 효율이 가장 좋은 헤드 형상은 무엇인가요?
반구형 헤드가 가장 효율적으로, 동일 압력 조건에서 쉘 두께의 약 절반이 필요합니다. 2:1 타원형은 쉘과 비슷한 두께로 비용과 효율의 균형이 좋습니다. 토리구면형은 저압 탱크에서 많이 사용되며 약간 두껍습니다. 평판형은 가장 두꺼워 맨홀 커버 등 소구경 개구부에 주로 사용됩니다.
MAWP는 어떻게 계산되나요?
MAWP(최대 허용 운전 압력)는 최소 요구 두께가 아닌 실제 선정된(또는 계산된) 두께로부터 역산합니다. 원주 방향 MAWP = SE×t/(R+0.6×t), 축 방향 MAWP = 2SE×t/(R−0.4×t) 중 작은 값이 적용됩니다.
후판 방정식은 언제 사용해야 하나요?
박판 막이론은 D/t > 10일 때 유효합니다. D/t ≤ 10이면 두께가 반경에 비해 상당한 비율이 되어 벽면 전체에 걸쳐 응력 분포가 불균일해집니다. 이 경우 Lamé의 후판 원통 방정식을 사용해야 합니다. 계산기는 이 조건을 자동으로 감지하여 경고를 표시합니다.
입력 단위는 무엇을 사용하나요?
압력은 MPa, 치수(내경, 부식 여유)는 mm, 허용 응력은 MPa입니다. 단위 변환이 필요한 경우: 1 MPa = 145.038 psi, 1인치 = 25.4 mm입니다.
외압(진공) 설계에도 사용할 수 있나요?
아니요. 이 도구는 내압 설계 전용입니다. 진공 용기나 재킷 용기와 같은 외압 설계는 탄성 좌굴 해석(ASME UG-28)과 기하 파라미터(L/Do, Do/t)를 요구하는 별도의 설계 절차가 필요합니다.