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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.
결과
열팽창
배관 전체의 열팽창률은 다음과 같습니다.
- α — 열팽창 계수 (µm/m/°C)
- L — 파이프 길이(m)
- ΔT — 온도 변화 (°C)
팽창 루프 크기 결정
허용 응력을 초과하지 않고 팽창을 흡수하는 데 필요한 팽창 루프 다리 길이:
- E — 탄성계수 (MPa)
- D — 파이프 외경(mm)
- Δ — 흡수해야 할 열팽창량(mm)
- Sa — 허용 응력 범위(MPa)
이는 가이드 캔틸레버 근사입니다(굽힘 응력 σ = 3·E·D·Δ/L²를 S와 같다고 놓은 것a), 한쪽 루프 레그가 전체 팽창을 모두 흡수한다고 가정합니다. 이는 스크리닝용으로 보수적인 방법이며, 정식 코드 유연성 해석은 아닙니다.
가이드 캔틸레버 방식
배관이 양쪽 끝에서 강성으로 고정된 경우(완전 구속)의 열 응력:
CTE 참조표
| 재료 | α(µm/m/°C) | E(GPa) |
|---|---|---|
| 탄소강 | 12.0 | 200 |
| SS 304 | 17.3 | 193 |
| SS 316 | 16.0 | 193 |
| 구리 | 16.5 | 117 |
| 인코넬 625 | 12.8 | 207 |
| 티타늄 Gr.2 | 8.6 | 105 |
주어진 조건: L = 30 m, CS (α = 12.0, E = 200 GPa = 200,000 MPa), ΔT = 180°C, OD = 168.3 mm, Sa = 138 MPa
Δ = 12.0 × 30 × 180 / 1000 = 64.8mm
L고리 = √(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.
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Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko는 진동 분석 엔지니어이자 Vibromera의 창립자 겸 CEO입니다. 그는 15년 넘게 회전 장비를 실험실 테스트 벤치가 아닌 현장에서 직접 밸런싱해 왔습니다 — 멀처, 산업용 팬, 파쇄기, 원심분리기, 샤프트, 스핀들 등입니다. Balanset 기기는 바로 이러한 경험에서 탄생했습니다 — 실험실 장비가 아니라, 전문가가 직접 현장의 기계까지 가지고 가서 혼자서도 사용할 수 있는 도구로 설계되었습니다. Vibromera는 2017년에 설립되었으며 2023년부터 포르투갈 포르투를 거점으로 하고 있습니다. Balanset 제품군의 개발, 조립, 지원 업무 모두 이곳에서 이루어집니다. 대표 기기는 Balanset-1A로, 1면 및 2면 밸런싱과 진동 진단을 위한 휴대용 분석기입니다. Nikolai는 고객 지원, 까다로운 밸런싱 사례 해결, 소프트웨어 개발에 직접 참여하고 있습니다. 그는 전 세계 고객들과 어떤 언어로든 소통하며 함께 일합니다.
