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배관 열팽창 및 유연성 계산기

가이드 캔틸레버 근사를 사용하여 배관 시스템의 열팽창, 필요한 팽창 루프 치수 및 열응력을 계산합니다. 이는 단순화된 스크리닝 방법이며, EN 13480 / ASME B31.3에 따른 전체 유연성 해석에는 배관 응력 소프트웨어가 필요합니다.

EN 13480 ASME B31.3 확장 루프

파이프 설치 길이 (m)

재료

온도 변화 ΔT (°C)

파이프 외경 (mm)

벽 두께 (mm)

허용 응력 (MPa)

빠른 사전 설정

결과

총 열팽창

필수 루프 길이(L_loop)

루프 폭(수직)

완전 구속 열 응력

스트레스 점검

배관 전체의 열팽창률은 다음과 같습니다.

허용 응력을 초과하지 않고 팽창을 흡수하는 데 필요한 팽창 루프 다리 길이:

이는 가이드 캔틸레버 근사입니다(굽힘 응력 σ = 3·E·D·Δ/L²를 S와 같다고 놓은 것_a), 한쪽 루프 레그가 전체 팽창을 모두 흡수한다고 가정합니다. 이는 스크리닝용으로 보수적인 방법이며, 정식 코드 유연성 해석은 아닙니다.

배관이 양쪽 끝에서 강성으로 고정된 경우(완전 구속)의 열 응력:

예시 — 180°C에서의 6인치 탄소강

주어진 조건: L = 30 m, CS (α = 12.0, E = 200 GPa = 200,000 MPa), ΔT = 180°C, OD = 168.3 mm, S_a = 138 MPa

Δ = 12.0 × 30 × 180 / 1000 = 64.8mm

L_고리 = √(3 × 200,000 × 168.3 × 64.8 / 138) = √(4.74 × 10⁷) ≈ 6,886 mm ≈ 6.9 m

⚠️ 주의: 이는 단순화된 유도 캔틸레버 계산입니다. 실제 배관 유연성 분석에는 분기 연결부, 여러 방향 전환, 지지대 위치 등을 고려해야 하며, 중요 시스템의 경우 배관 응력 해석 소프트웨어를 사용하여 수행해야 합니다.