나프타, 벤젠, 방화수 등의 저장을 목적으로 하는 Storage Tank를 디자인 중입니다
API 650(11th Edition)을 기준으로 하여 무게 및 크기, 두께를 산출하는 엑셀함수를 제작하였으며
Tank를 Plate와 Structure로 구분하고
Plate는 Shell, Bottom(Annular), Roof로,
Structure는 Rafter, Girder, Column 및 Accessory(Top Angle, Manhole, Stairy way 등)로 구분하여 계산 중입니다
여기서 질문드립니다
1) Shell Plate의 경우 Dia에 따라 One-Foot과 Variable Method로 구분하여 계산하고 있습니다. Design Condition과 Hydrotest Condition 중 일반적으로 Design Condition에서의 두께가 더 두껍게 나오므로 Design Condition에서의 두께를 적용하는 것으로 알고 있습니다. 그런데 Dia가 일정 수준 이상으로 큰 경우, Hydrotest Condition에서 두게가 더 두꺼운 경우가 더러 있습니다. 이러한 경우 두께가 더 두꺼운 값을 적용하여 디자인하는 것이 맞는가요?
2) ASTM 재질별 허용두께가 API 650에 명시 되어 있습니다. 그런데 Shell Plate를 계산하다보면 Dia가 굉장히 큰 tank의 경우(100m이상) 이 허용두께를 초과하는 값이 나옵니다. Design Stress 및 Hydrotest stress가 가장 큰 재질로 디자인해도 허용값보다 다소 높게 나오는데 이러한 경우 API650 기준 이외의 재질을 설정하는 것인지, 어느정도의 차이는 허용두께를 초과해도 제작가능한 것인지 궁금합니다. 아래는 API650 두께 관련 원문의 일부입니다.
Shell plates are limited to a maximum thickness of 45 mm (1.75 in.) unless a lesser thickness is stated in this Standard
or in the plate specification. Plates used as inserts or flanges may be thicker than 45 mm (1.75 in.). Plates thicker than 40 mm(1.5 in.) shall be normalized or quench tempered, killed, made to fine-grain practice, and impact tested.
3) Plate의 경우, 기본적으로 '체적*밀도'라는 개념으로 무게를 계산하고 있습니다. Roof의 경우 Thick*pi*(D'^2)/4라는 원의 넓이 공식을 이용하고 있는데 Fixed Roof Type이 Cone이냐 Dome이냐에 따라 계산 방법이 달라지는것으로 압니다. 실제 업체에 의뢰해서 받은 설계서에 보니 Cone의 경우 D'=1.014*D, Dome의 경우 D'=1.0472*D의 Factor를 적용한 것을 확인하였습니다. 다만, 의뢰를 한 Tank들의 Dia가 3,40m 내외여서 Dia가 60m 이상 규모의 tank에도 적용가능한 것인지 의문이 남습니다.
이 Factor를 Tank 규모에 관계없이 일반적으로 적용 가능한 것인지, tank 사이즈별로 다르게 적용해야 하는 것인지 궁금합니다. 또는 다른 계산 방법이 있는 것인지 궁금합니다. Cone의 Slope는 1/6, Dome은 R=I.D 입니다.
4) Accessory(Top Angle, Manhole, Stairy way, lange, Pipe, Insulation,Intermediate Stiffener, B/N, Gasket, N.P, Earthing Lug, Cleats, Anchor Bolts, Cathodic Protection, Air Form Chamber, Water Spray System, Roof Compression Ring 등)의 경우 API 650 상 명확한 규격이 나와있지 않고 General한 설명만 나와있는 경우가 많습니다. 이러한 Accessory의 경우 계산방법이나 관련자료가 있는지 궁금합니다. 웹으로는 아무리 찾아도 못 찾게더군요.
5) API 620의 경우 약간의 압력이 있는 상태의 Tank에 적용하는 것으로 알고 있습니다. API 620으로 디자인하라고 명시한 Tank를 API 650으로 계산한다면 무게 및 두께 오차가 많이 나는지 궁금합니다.
상당히 투박한 질문이지만 답변하여 주시면 감사드리겠습니다.
