A Study on the Propensity for the Deformation and Failure of a Small Pressurized Cylinder

Compared to Butane tank, the propane tank should have a higher compressive strength due to its higher vapor pressure. In this study, a theoretical analysis was performed to evaluate the effect of change in the geometry of bottom plate on the mechanical property of tank, and an experiment was also carried out to observe the propensity of the deformation and failure of the vessel using hydraulic pressurizing device. The compressive strength of the vessel was observed to improve 1.5-2.5 MPa as the curvature of the bottom plate was decreased 62 mm and the thickness of the bottom plate was increased 0.25 mm. This study are expected to provide viable information conducive to achieve on-going development of a small vessel for the pressurized propane gas.

소형 압력 용기의 변형 및 파열 경향에 대한 연구

캠핑 문화에서 주로 사용되던 부탄의 경우 증기압이 낮아 안전성의 확보가 쉽지만, 기화점이 높아 사용자의 부주의와 사고를 유발하는 계기가 되었다. 이와 같은 연유로 최근 부탄 연료의 불편함을 대체 할 캠핑용 연료로써 프로판 공급의 필요성이 대두 되었고, 프로판 용기의 개발이 진행되었다. 프로판은 연료 특성상 높은 증기압을 가지고 있어, 용기 제작에 있어 내압 성능이 가장 중요한 요소이다. 따라서 본 논문에서는 소형 프로판 용기의 내압 성능을 결정하는 하부 경판 변화에 따른 역학적 변화를 이론적으로 접근하였으며, 수압가압 실험을 통해 압력 용기의 변형 및 파열 특성을 관찰 하였다. 프로판 용기 하부 경판의 두께가 0.25 mm증가 시 2.5 MPa의 내압성능이 향상되고, 곡률반경이 62 mm 감소 시 내압성능이 1.5 MPa 향상 되었다. 이론과 실험 결과의 비교를 토대로 향후 소형 프로판 압력 용기의 개선 방안을 제시하였으며, 이는 추후 소형 프로판 압력 용기의 보급에 있어 기초 자료가 될 것으로 기대된다.