파이프의 응력 분석

플랜트 배관 작업 방법

이미 배관 관련 문제를 경험한 경우 배관 응력 분석 프로세스를 통해 문제를 올바르게 진단하고 안전하게 장기적인 문제를 해결할 수 있습니다. 공장을 처음부터 건설하는 경우에는 배관 시스템을 효율적으로 설계하는 데 도움이 됩니다. 두 경우 모두 파이프 응력 분석을 통해 공장 환경과 인력의 안전을 보장할 수 있습니다. 이 가이드는 중요한 공정에 신중하고 실질적으로 접근하는 데 도움이됩니다. *파이프 유연성의 중요성 : 파이프 응력 설계는 유연성과 강성의 균형을 맞추는 작업입니다. 가해지는 하중에 따라 배관을 단단하고 탄력있게 설계해야 할 수도 있습니다. 열 응력은 시스템에 유연성이 필요한 주된 이유입니다. 파이프는 온도가 주변 조건보다 높을 때 팽창하고 아래로 떨어지면 수축합니다. 파이프가 연결된 장비도 마찬가지입니다. . 파이프가 늘어나지 못하거나 팽창하는 장비와 함께 움직이는 것이 허용되지 않으면 파이프는 스스로 지지대나 무언가가 무너질 때까지 연결되어 있는 장비들을 밀어낼 것입니다. 파이프가 제자리에 완전히 고정되어 있으면 1인치의 성장도 수십 또는 수십만 파운드의 힘을 발생할 수 있습니다. 열로 인한 팽창을 해결하는 가장 좋은 방법은 시스템에 유연성을 추가하는 것입니다. 대부분의 경우 유연한 지지대, 확장 루프 및 확장 조인트의 형태로 제공됩니다. 앞서 언급했듯이 핵심은 필요한 탄력성을 제공하는 솔루션의 균형입니다. *파이프 강성의 중요성 : 물론 유연성이 시스템의 유일한 필요사항은 아닙니다. 너무 많으면 파이프가 바람 및 지진 하중, 수격 현상 및 증기 해머와 같은 일시적인 힘, 심지어 진동에 취약해질 수 있습니다. 이것이 시스템의 일부에 강성이 필요한 이유입니다. 앵커는 배관 시스템을 더 견고하게 만들수있는 주요 방법입니다. 앵커는 힘과 움직임이 교차하는 것을 막고 다른쪽에 영향을 미침으로써 시스템을 분리 된 파트로 분해합니다. 앵커는 시스템의 섹션을 분리하여 문제가 발생할 때 복잡한 시스템을 훨씬 쉽게 문제를 해결할 수 있도록합니다. 또한 전체 시스템을 재설계하지 않고도 배관 섹션을 수정할 수 있습니다. 항상 그렇듯이 주의 사항이 있습니다. 앵커를 과도하게 사용하면 열 부하가 훨씬 더 악화 될 수 있습니다. 그렇기 때문에 열변위가 작은 장소에만 배치해야합니다. *파이프 응력 설계 기본 사항 : 파이프 유연성과 강성 사이의 균형을 이루는 것은 생각보다 간단하지 않습니다. 하지만 신중한 설계, 라우팅 및 지원을 통해 달성 할 수 있습니다. 이는 세가지 기본 시스템 설계 규칙으로 시작됩니다. 파이프 손상을 방지하기 위해 파이프 응력을 코드 허용 한계 이하로 유지합니다. 파이프 장비 연결부에 힘을 장비 제조업체가 권장하는 한도 이내로 유지합니다. 큰 변위로 인해 파이프에 낮은 지점이 생기거나 파이프가 근처의 물체와 충돌하지 않도록 해야합니다. 이 세 가지 기준을 충족할 수 있다면 시스템에 필요한 유연성과 견고성의 균형을 유지할 수 있습니다. 그러나 다른 균형 잡기와 마찬가지로 한쪽에 추가하면 다른 쪽을 기울일 수 있습니다. 이는 특히 제어할 수 없는 환경 변수가 있는 경우 파이프 응력 설계에 적용됩니다. 가장 단순한 배관 시스템을 제외한 모든 경우에는 눈으로 볼 수 없거나 손으로 할수없는 공정입니다. 지지대와 파이프 루트의 조합이 너무 방대하고 절곡부 및 피팅 옵션의 수가 너무 많으며 균형이 너무 섬세하여 손으로 계산할 수 없습니다. 열정과 노력이 있더라도 해결하기 어려울 가능성이 높습니다. 이것이 바로 컨설팅 엔지니어의 기술과 경험이 필요한 부분입니다. 엔지니어는 라우팅보다 배관 설계에 더 많은 것이 있음을 알고 있습니다. 파이프는 정적으로 보이지만 놀라울 정도로 동적일 수 있기 때문입니다. 부하를 변경하면 부하가 이동하고, 과도한 스트레스를 받고, 고장, 손상 될수 있습니다. 그리고 이러한 파이프의 물질이 위험한 경우 공장의 직원과 장비에 위험한 결과를 초래할 수 있습니다. *파이프 응력 분석을 올바르게 얻는법 : 파이프 응력 분석, 경험수 및 프로세스에 익숙한 엔지니어와 관련하여 코드와 파이프 응력 분석 소프트웨어에 접근할 수 있는 사람은 매우 귀합니다. 파이프 응력 분석 프로세스는 대부분 시행착오 중 하나이기 때문에 응력 분석 소프트웨어를 사용하면 안전하고 효율적이며 규정을 준수하는 배관 설계를 만드는데 소요되는 시간과 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 파이프 응력 분석에는 많은 목표가 있습니다. 시스템의 모든 부하 및 구성 요소 강도를 고려해야합니다. 다행히도 응력 분석 소프트웨어는 무한한 다양한 파이프 레이아웃에 대해 이러한 계산을 빠르고 정확하게 수행할 수 있습니다. 몇 번의 버튼 클릭으로 대체 하중,지지 및 파이프 속성을 추가할 수 있습니다. 대부분의 소프트웨어 에는 다양한 배관 코드에 따라 해당 구성 요소의 강도를 자동 계산하기 위해 호출할 수 있는 파이프 피팅, 밸브 및 플랜지 라이브러리도 있습니다. 소프트웨어에서 이러한 계산을 수행하므로, 컨설팅 엔지니어는 파이프 고장과 브레인스토밍 솔루션의 잠재적 원인을 조사하는데 시간을 낭비할 필요가 없습니다. 또한 최고의 소프트웨어는 최종 결론을 설명하는 데 도움이 되는 원시 결과 데이터, 응력 색상 플롯, 파이프 이동 그림 및 애니메이션을 만들수 있습니다. 이 모든 것들은 시스템 설계 결정을 내리고 비용을 합리화 할때 매우 유용합니다. *일반적인 배관 설계 오류 및 수정 : 신중한 분석과 설계 없이는 문제가 발생할 수 있습니다. 배관 시스템에서 흔히 볼 수 있는 몇 가지 일반적인 실수는 다음과 같습니다. -파이프 가이드를 사용할 때 모서리 주변의 팽창 – 파이프의 긴 직선 부분은 종종 파이프 슈로 만든 일련의 가이드 지지대에 의해 고정되어 측면에 가이드 클립이 있어 좌우로 움직이지 않고 앞뒤로 움직여 커질수 있습니다. 하지만 해당 파이프에 구부러진 부분이있는 경우, 구부리기 전의 클립이 구부러진 후의 성장을 방해합니다 (반대의 경우도 마찬가지). 이러한 성장을 허용하려면 파이프가 동시에 양방향으로 자유롭게 움직일 수 있도록 모서리 근처에서 클립을 잘라내는 것이 현명합니다. -확장 조인트가 분리됨 – 직선 파이프로 고정되어 있지만 팽창 루프를 사용하여 성장을 관리할 공간이 없는 경우 팽창 조인트가 유용한 대안이 될 수 있습니다. 파이프에 필요한 유연성을 제공하는 본질적으로 아코디언과 같은 조인트입니다. 그러나 동일한 파이프에 고압이 가해지면 조인트를 양방향으로 밀어낼 수도 있습니다. 압력이 너무 높으면 관절이 부러질 수 있습니다. 조인트와 관련된 성장 파이프의 섹션 앞뒤에 앵커를 추가하면 그러한 가능성과 잠재적 위험을 제거할 수 있습니다. -서포트 리프트 오프 – 긴 거리를 수직으로 이동하는 파이프가 있는 경우 파이프의 무게를 지탱하기 위해 상단과 하단에 지지대가 필요합니다. 파이프에 열팽창이 있는 경우 상단에 있는 지지대가 벗어나는 경향이 있습니다. 일단 리프트 오프가 발생하면 과부하로 인해 파이프와 하단 지지대가 손상될 수 있습니다. 가장 좋은 해결책은 긴 수직 실행을 피하는 것입니다. 긴 길이를 끊음으로ㅆ 각 부분이 조금씩 성장하지만 지지대를 떼어내 손상을 입힐 수는 없습니다. -수직 파이프 연결로 인한 장비 손상 – 파이프 자체보다 더 민감한 기기가있는 경우, 작은 수직 방향으로도 정렬 불량과 손상이 발생할 수 있습니다. 이러한 문제는 해결하기 어려울 수 있습니다. 그렇기 때문에 가능한 한 민감한 장비에 수직 파이프를 연결하지 않는 것이 가장 좋습니다. 할 수 없다면 차가운 스프링 (추울 때 수직 단면을 너무 짧게 만들어서 뜨거울 때 덜 들어 올림) 또는 스프링 캔 (파이프를 잡아 당겨 섬세한 부분을 들어 올리는 것) 장비)가 실행 가능한 솔루션을 제공 할 수 있습니다.