[별표 4] 압력용기 풍하중, 지진하중 및 용접이음 기계시험 기준(제11조제2항 관련)

번호

구  분

내  용

1

풍하중

가. 압력용기에 작용하는 풍하중은 다음 식에 따른다.

[eqn: rm F _{w} =C _{e} BULLET C _{q} BULLET q _{s} BULLET I _{w} BULLET A]

여기에서 FW: 풍하중(N){kgf}

Ce: 풍력계수로서 0.7

Cq: 풍속의 고도분포 계수

qs: 설계속도압(N/㎡){kgf/㎡}

IW: 중요도계수로써 1

A: 바람을 받는 투영면적으로 작업발판(platform), 사다리, 배관 등 부착물의 투영면적을 포함한다(㎡)

나. 가의 풍속의 고도분포 계수[eqn: RM {C}_{q}]는 <표 4-1>에 따른다.

<표 4-1> 풍속의 고도분포 계수

높이(m)	노풍도 A	노풍도 B	노풍도 C
4.5	0.62	1.06	1.39
6	0.67	1.13	1.45
7.5	0.72	1.19	1.50
9	0.76	1.23	1.54
12	0.84	1.31	1.62
18	0.95	1.43	1.73
24	1.04	1.53	1.81
30	1.13	1.61	1.88
37	1.2	1.67	1.93
50	1.31	1.79	2.02
60	1.42	1.87	2.10
90	1.63	2.05	2.23
120	1.8	2.19	2.34

다. 나의 노풍도는 <표 4-2>에 따른다.

<표 4-2> 노풍도

노풍도	주변지역의 지표면 상태
A	1.6km 이상의 주변에 건물, 숲 또는 불규칙 표면이 최소 20% 이상 있는 지역
B	0.8km 이상의 주변이 어느 4분면 방향으로 평평하거나 개방된 지역
C	기본풍속이 35m/sec 이상이고 주변에 폭이 1.6km 이상인 호수 또는 강이 있는 지역 또는 해안선으로부터 0.4km까지의 내륙지역

라. 가의 지역별 기본풍속에 따른 설계속도압 qs는 <표 4-3>에  따른다.

<표 4-3> 설계속도압

지역별기본풍속 (m/sec)	30	35	40	45	50	55	60
설계속도압 ([eqn: RM N/m^{2 }])	604	786	996	1,226	1,485	1,768	2,074

마. 라의 지역별 기본풍속은 ｢건축법｣, ｢건축물의 구조기준 등에 관한 규칙｣에 따른다.

2

지진하중

가. 동체의 길이가 5m 이상인 수직형 압력용기의 지진하중은  다음의 식에 따른다.

1) 밑면 전단력

[eqn: rm V= {C _{v~} BULLET I} over {R BULLET T} rm W]

여기에서 V: 밑면전단력(N){kgf}

Cv: 지진계수

I: 중요도계수로써 1

W: 압력용기의 전중량(N){kgf}

R: 응답수정계수로서, 스커트지지 수직형 압력용기는 2.9, 그 외의 압력용기는 2.2

T: 압력용기의 고유진동주기(초)

다만, 밑면전단력은 다음 식의 값보다 적어서는 안되지만

[eqn: rm V=0.01C _{a} BULLET I BULLET W]

여기에서, [eqn: rm C_a]: 지진계수

다음 식의 값을 초과할 필요는 없다.

[eqn: rmV = { 2.5 { C}_{a }~I } over {R } W]

2) 최상부의 지진하중

Ft = 0.07TV

여기에서, Ft: 최상부의 지진하중(N){kgf}

다만, Ft는 0.25V의 값을 초과할 필요는 없으며, 압력용기의 고유주기가 0.7초 이하일 경우에는 고려하지 않을 수 있다.

3) 해당 구간(Level)에서의 지진하중

Fχ =[eqn: rm{ (V-F _t )``w_chi```` h _ chi } over { SUM from { {i }=1} to n w_i``` h _ i }]

여기에서, Fχ: χ구간에서의 지진하중(N){kgf}

wχ: χ구간에서의 압력용기의 중량(N){kgf}

hχ: 압력용기의 밑면에서 χ구간까지의 높이(m)

나. 가목에서 규정된 지진계수 Cv 및 Ca는 <표 4-4> 및 <표 4-5>와 같다.

<표 4-4> 지진계수 Cv

지반종류	지 진 구 역
	Ⅰ	Ⅱ
SA	0.09	0.05
SB	0.11	0.07
SC	0.18	0.11
SD	0.23	0.16
SE	0.37	0.23

<표 4-5> 지진계수 Ca

지반종류	지 진 구 역
	Ⅰ	Ⅱ
SA	0.09	0.05
SB	0.11	0.07
SC	0.13	0.08
SD	0.16	0.11
SE	0.22	0.17

다. 나목의 <표 4-4> 및 <표 4-5>에서 규정된 지반종류 및 지진구역은 <표 4-6> 및 <표 4-7>과 같다.

<표 4-6> 지반 종류

지반종류	지반종류의 호칭	상부 30m에 대한 평균 지반특성
		전단파속도 (m/s)	표준관입시험 N, (NCH) (blow/foot)	비배수전단 강도(kPa) Su
SA	경암지반	1500 초과	－	－
SB	보통암지반	760~1500
SC	매우 조밀한 토사지반 또는 연암지반	360~760	＞50	＞100
SD	단단한 토사지반	180~360	15~50	50~100
SE	연약한 토사지반	180 미만	＜15	＜50
SF	부지 고유의 특성평가가 요구되는 지반

<표 4-7> 지진구역

지진구역	행정구역
Ⅰ	Ⅱ를 제외한 지역
Ⅱ	강원도 북부(홍천군, 철원군, 화천군, 횡성군, 평창군, 양구군, 인제군, 고성군, 양양군, 춘천시, 속초시), 전라남도 남서부(무안군, 신안군, 완도군, 영광군, 진도군, 해남군, 영암군, 강진군, 고흥군, 함평군, 목포시), 제주도

라. 가목에 따라 압력용기의 지진하중은 동적해석법에 의해 구할 수 있다. 응답스펙트럼해석에 의한 경우 설계응답 스펙트럼은 [그림 4-1]에 따른다.

〔그림 4-1〕표준설계 응답 스펙트럼

마. 가목에 따라 적용받지 않는 압력용기는 압력용기 전 중량의 15%에 상당하는 수평하중을 지진하중으로 고려할 수 있다.

3

용접이음의

기계시험

압력용기의 용접부에 관하여 용접이음의 성질을 확인하기 위해 시험편에 의한 검사를 해야 한다. 이 경우 다음의 기준에 의한 검사를 실시하거나 이와 동등이상의 기준에 합격하여야 한다.

가. 시혐편의 제작: 맞대기 용접에 의한 용접이음의 기계시험을 위하여 시험편은 다음 각 목에 의해 제작해야 한다.

1) 동체의 길이방향 이음 용접을 할 경우에는 해당 동체에 대하여 1개(용접을 동일한 조건으로 할 수 없는 경우에는 조건이 다른 부분마다 1개로 한다)의 시험편을 제작할 것. 이 경우 시험편은 동체 끝에 부착하되 용접선이 동체의 길이방향 이음과 동일 직선상에 있도록 하고 동체의 길이 방향 이음과 동시에 용접할 것

2) 동체의 둘레이음 또는 경판 등의 부착부에 용접을 할 경우에는 해당 동체에 대하여 1개(용접을 동일한 조건으로 할 수 없는 경우에는 조건이 다른 부분마다 1개로 한다)의 시험편을 제작할 것. 다만, 1)의 시험편이 이와 동일조건으로 용접되고 동일시험을 할 경우에는 이 시험편을 생략할 수 있다. 또한 이 시험편은 동체, 경판 등과는 별도로 준비하되 이들 용접에 이어서 동일조건으로 용접할 것

3) 시험편은 동체의 재질과 동일규격으로서 동일한 두께일 것

4) 시험편이 용접으로 인하여 휘었을 경우에는 응력을 제거하기 전에 바로 잡을 것

5) 시험편은 동체의 용접부와 동일하게 응력을 제거할 것

나. 기계시험

1) 시험편에 대하여 실시하는 기계시험의 종류와 회수는 다음 <표 4-8>과 같이 해야 한다.

<표 4-8> 기계시험의 종류 및 회수

기계시험의 종류			시험회수
이음인장시험			1
굽힘시험(1)	두께19㎜ 미만인 경우	표면굽힘시험	1
		이면굽힘시험	1
	두께19㎜ 이상인 경우	측면굽힘시험	1
		이면굽힘시험(2)	1
주 (1) 모재끼리 또는 모재와 용접 금속의 굽힘성능이 현저하게 다를 경우는 판 두께에 관계없이 세로방향 표면굽힘시험 및 세로방향 이면 굽힘시험 각 1개로 할수 있다. (2) 양측 맞대기 용접에서는 표면굽힘시험으로 할수 있다.

2) 기계시험에 사용하는 시험편은 시험판에서 [그림 4-2]에 따라 채취한다.

t

용접선

시험판

휨방지구

동체

동체체

50 ㎜이상

50㎜이상

시험편채취에 필요한 길이

절

단

절

단

[그림 4-2] 기계시험에 사용하는 시험편 채취요령(보기)

다. 이음 인장시험

1) 인장시험편은 시험판의 양끝에서부터 용접선에 수직으로 50㎜ 폭 부분 만큼을 잘라낸 나머지 부분에서 취해야 한다.

2) 시험편의 모양과 치수는 KS B 0833(맞대기 용접이음의 인장시험 방법)의 시험편에 의해야 한다. 다만, 시험기의 능력이 부족하여 시험편의 판두께 그대로 시험할 수 없는 경우에는 얇은 톱으로 필요한 두께로 절단한 것을 사용할 수 있으나 절단한 시험편 전부에 대하여 인장시험을 해야 한다.

3) 시험결과의 판정은 시험편의 인장강도가 해당 시험재의 규정 최소 인장강도(규정최소인장강도가 다른 모재의 조합일 때는 작은 쪽의 값으로 한다) 이상일 때에는 이를 합격으로 하며, 나목의 절단한 시험편의 경우에는 절단시험편이 전부 합격해야 한다. 다만, 알루미늄 및 알루미늄 합금, 티탄 또는 9% 니켈강을 모재로 하는 경우로서 허용인장응력값 이하로 사용되는 것은 그 허용인장응력 값의 4배 이상의 강도를 갖는 경우에는 그렇지 않다.

4) 용접이음에 사용하는 기본허용응력이 따로 정해져 있는 경우에는 그 기본허용응력에 대응한 규정최소 인장강도 이상이어야 한다. 다만, 시험편이 모재에서 파단했을 경우 그 인장강도가 모재 인장강도의 최소값의 95% 이상이고 용접부에 결함이 없을 때는 그 시험편은 합격한 것으로 한다.

5) 다목의 시험에 있어서 불합격된 원인이 모재의 결함에 있을 경우에는 당해 시험을 무효로 할 수 있다.

라. 굽힘시험

1) 굽힘시험에 사용하는 시험편은 다음 각 목의 기준에 적합해야 한다.

가) 굽힘 시험편은 시험판의 양끝에서 부터 용접선에 수직으로 50㎜ 폭 부분만큼을 잘라낸 나머지 부분에서 취할 것

나) 용접부의 표면은 매끄럽고 시험편의 길이방향 외에 칼자국이 없을 것

다) 시험편을 가스로 절단한 경우에는 절단한 끝면을 3㎜ 이상 깍을 것

라) 용접부의 보강 덧붙임은 모재와 동일면까지 깍을 것

마) 시험기의 능력이 부족하여 시험편의 판두께 그대로 시험할 수 없는 경우에는 얇은 톱으로 필요한 두께로 절단한 것을 사용할 수 있으나 절단한 시험편 전부에 대하여 굽힘시험을 할 것

2) 굽힘시험은 시험편의 용접부를 중앙에 놓고 해당 굽힘시험기에 의해 반경 20㎜ 형을 이용하여 180도로 굽힌 다음에 용접금속의 바깥쪽에 길이 3 ㎜를 넘는 갈라짐(가장자리의 모서리에 생기는 작은 갈라짐은 제외한다)이 없어야 한다.

마. 재시험

1) 이음인장시험의 기준에 적합하지 않은 경우 용접부에서 파단되고 또한 그 때의 인장강도가 규정 최소 인장강도의 90% 이상일 때는 재시험을 할 수 있다. 재시험은 2개(분할시험일 때는 2조로 한다)의 시험편을 제작하여 그 모든 시험편이 다목의 규정을 만족해야 한다.

2) 굽힘시험의 기준에 적합하지 않은 경우에 그 원인이 용접부의 결함 이외임이 인정될 때에는 재시험을 할 수 있다. 재시험은 적합하지 않은 시험편 각각에 대하여 2배의 개수 시험편을 제작하여 그 모든 시험편이 라목의 규정을 만족해야 한다.

바. 을종 압력용기 용접이음의 기계시험의 생략

1) 을종 압력용기는 자격있는 용접사가 용접시공 방법에 따라 용접하는 경우 가목부터 마목까지 규정에도 불구하고 용접부의 기계시험을 생략할 수 있다.