할로겐화합물·불활성기체 설비 배관 두께

문제

물음 4) 다음 조건을 참조하여 할로겐화합물 및 불활성기체소화설비에서 배관의 두께(mm)를 구하시오. (5점)

〈조건〉

• 가열맞대기 용접배관을 사용한다.
• 배관의 바깥지름은 84 mm이다.
• 배관재질의 인장강도 440 MPa, 항복점 300 MPa이다.
• 배관 내 최대허용압력은 12,000 kPa이다.
• 화재안전기준의 $t=\dfrac{PD}{2S_E}+A$ 식을 적용한다.
• 소수점 셋째자리에서 반올림하여 둘째자리까지 구한다.
• 주어진 조건 외에는 고려하지 않는다.

핵심 키워드

• $S_E$ = min(인장강도 × 1/4, 항복점 × 2/3) × 이음효율 × 1.2
• 가열맞대기 용접배관 이음효율 0.60, 용접이음 A = 0

답안

① 최대허용응력

$$\min\left(440\times\frac14,\ 300\times\frac23\right)=\min(110,\ 200)=110\ \text{MPa}$$ $$S_E=110\times0.60\times1.2=79.2\ \text{MPa}=79{,}200\ \text{kPa}$$

② 배관 두께 (용접이음 A = 0)

$$t=\frac{12{,}000\times84}{2\times79{,}200}+0=\textbf{6.36 mm}$$

근거

• NFTC 107A 2.7.1.2.3: $t=\dfrac{PD}{2SE}+A$ — P 최대허용압력(kPa), D 바깥지름(mm), SE 최대허용응력(kPa) = 인장강도 1/4과 항복점 2/3 중 작은 값 × 배관이음효율 × 1.2. 이음효율: 이음매 없는 배관 1.0, 전기저항 용접배관 0.85, 가열맞대기 용접배관 0.60. A: 나사이음은 나사 높이, 절단홈이음은 홈 깊이, 용접이음은 0.