할로겐화합물·불활성기체 배관 최소 두께

문제

물음 3) 다음 조건을 참고하여 할로겐화합물 및 불활성기체소화설비 배관의 최소 두께(mm)를 구하시오. (5점)

〈조건〉

• 배관은 압력배관용 탄소강관(Sch 40)이고 호칭지름은 65A이며, 기타사항은 아래표를 참고하시오.

호칭지름	32A	40A	50A	65A	100A
바깥지름(mm)	42.7	48.6	60.5	76.3	114.3

• 배관 내 최대허용압력은 13,200 kPa이고, 배관재질의 인장강도는 380 MPa, 항복점은 240 MPa이다.
• 전기저항용접배관이다.
• 계산 결과는 소수점 셋째자리에서 반올림하여 둘째자리까지 구하시오.

핵심 키워드

• $t=\dfrac{PD}{2SE}+A$
• SE = (인장강도 1/4, 항복점 2/3 중 작은 값) × 이음효율 × 1.2
• 전기저항 용접배관 이음효율 0.85

답안

1. 허용응력 후보: 인장강도 × 1/4 = 380 × 0.25 = 95 MPa, 항복점 × 2/3 = 240 × 2/3 = 160 MPa → 작은 값 95 MPa
2. 최대허용응력 SE = 95 × 0.85 × 1.2 = 96.9 MPa = 96,900 kPa
3. 배관 두께

$$t=\frac{PD}{2SE}+A=\frac{13{,}200\times76.3}{2\times96{,}900}+0=5.197\ \text{mm}$$

답: 5.20 mm

근거

• NFTC 107A 2.7.1.2.3: t는 배관 두께(mm), P는 최대허용압력(kPa), D는 배관 바깥지름(mm), SE는 최대허용응력(kPa).
• 배관이음효율: 이음매 없는 배관 1.0, 전기저항 용접배관 0.85, 가열맞대기 용접배관 0.60.
• A: 나사이음은 나사의 높이, 절단홈이음은 홈의 깊이, 용접이음은 0. 문제에 나사·홈 깊이가 없어 0으로 계산했다.