• 제목/요약/키워드: 방폭벽

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고속 변형률속도 효과를 고려한 폭발하중을 받는 보강형 방폭벽 구조의 동적 특성 (Dynamic Characteristics Stiffened Blast-wall Structures Subjected to Blast Loading Considering High Strain-rate Effects)

  • 김규동;노명현;이재익;이상열
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.65-74
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    • 2016
  • 본 연구는 폭발하중을 받는 보강판으로 구성된 방폭벽 구조에 대하여 유한요소 동적해석을 수행하였다. 수치 시뮬레이션은 서로 다른 재료로 구성된 경우에 대하여 비교 검증하였으며, 폭발 시뮬레이션 데이터를 기반으로 폭발하중에 대한 방폭벽의 동적거동을 상세 규명하였다. 충격흡수력이 좋은 고망간 강재로 구성된 방폭벽의 경우 충격에 대한 성능이 상대적으로 우수한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 LS-DYNA 프로그램을 적용하여 유한요소 충격해석을 수행하였으며, 고속 변형률 속도 효과를 추가로 고려하여 고망간 강재로 보강된 방폭벽에 대하여 확장하였다. 다양한 매개변수를 적용한 수치해석 결과는 폭발 시뮬레이션으로부터 보강된 방폭벽 구조의 동적 효과를 비교 분석하여 서로 다른 재료의 적용효과를 보여준다.

유한요소법을 이용한 방폭벽 프로파일에 대한 응력해석 (Stress Analysis on the Profile of Blast Wall with Finite Element Method)

  • 김병탁;고성위;김광희
    • 한국기계가공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.130-137
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    • 2012
  • Blast walls are integral structures at the typical offshore topside module to provide safety barriers for personnel and critical equipment against any blast loading and hydrocarbon explosions. The blast wall structures are usually configured with stainless steel. It can be referred as the good mechanical properties of the stainless steel against blast load, which features the characteristics of significant energy absorption and ductility. In this study, the proposed designs of corrugated panel are examined in order to determine the best design which satisfies the design criteria. The criteria on maximum deflection and stress are used to decide the best design. The effect of inclined angle of profile on deformation characteristics of blast wall is also performed. The numerical study was performed by using NX Nastran 7.5.

고에너지흡수 신소재 적용 해양플랜트 파형 방폭벽의 폭발 저항 성능 (Explosion Resistance Performance of Corrugated Blast Walls for Offshore Structures made of High Energy Absorbing Materials)

  • 노명현;박규식;이재익
    • 복합신소재구조학회 논문집
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    • 제6권1호
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    • pp.38-44
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    • 2015
  • In this paper, a finite element dynamic simulation study was performed to gain an insight about the blast wall test details for the offshore structures. The simulation was verified using qualitative and quantitative comparisons for different materials. Based on in-depth examination of blast simulation recordings, dynamic behaviors occurred in the blast wall against the explosion are determined. Subsequent simulation results present that the blast wall made of high energy absorbing high manganese steel performs much better in the shock absorption. In this paper, the existing finite element shock analysis using the LS-DYNA program is further extended to study the blast wave response of the corrugated blast wall made of the high manganese steel considering strain rate effects. The numerical results for various parameters are verified by comparing different material models with dynamic effects occurred in the blast wall from the explosive simulation.

LPG 판매업소의 위험성 제어계획 (Planning for Safety Control on LPG Distribution Depot)

  • 노삼규;전성우;강태희;서영민
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.21-30
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    • 1998
  • LPG 판매업소의 용기보관창고는 보관량이나 위해 상황을 충분히 고려하지 않은 상태로 단순히 방폭벽 구조에 의한 안전규제에 의존해 왔다 따라서 LPG폭발로 인한 보관창고 의 안전규정은 안전완충거리를 충분히 확보하고 있는지 확인할 필요가 있다. 기존의 안전 규제는 그러한 보관창고로부터 사고시 인근에 위치한 구조물과 연간 활동에 미치는 잠재 적 초과압력이나 방출열의 정도를 고려하고 있는지 그 확인이 요구된다. 본 연구는 P PHAST와 IAEA의 위험성 평가와 우선 순위 선정수법, 일본의 LPG 판매소 안전규정 등 을 통하여 안전거리를 산출하였다. 이 결과에 의하면 기존의 LPG판매소의 방폭벽은 추가 적인 안전거리가 요구된다.

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폭발 하중을 받는 보강된 방폭벽의 동적 구조 응답 특성에 관한 연구 (Dynamic Structural Response Characteristics of Stiffened Blast Wall under Explosion Loads)

  • 김상진;손정민;이종찬;리춘보;성동진;백점기
    • 대한조선학회논문집
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    • 제51권5호
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    • pp.380-387
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    • 2014
  • Piper Alpha disaster drew attention to the damage likely to arise from explosions and fires on an offshore platform. And great concerns have been increased to prevent these hazards. Blast wall is one of the passive safety systems; it plays a key part of minimizing the consequences. However, a buckling due to explosion loads is a factor which can reduce the strength of blast wall. The buckling often occurs between web and flange at the center of blast wall. This study aims to find a solution for reinforcing its strength by installing a flat plate at the spot where the buckling occurs. First of all, ANSYS finite element method is adopted to numerically compute the structural resistance characteristic of blast wall by using a quasi-static approach. Sequentially, the impact response characteristics of blast wall are investigated the effect on thickness of flat plate by using ANSYS/LS-DYNA. Finally, pressure-impulse diagrams (P-I diagram) are presented to permit easy assessment of structural response characteristics of stiffened blast wall. In this study, effective use is made to increase structural intensity. of blast wall and acquired important insights have been documented.

해양플랜트 Topside 방화벽에 폭발압의 부압구간이 미치는 영향 (The Effect of Negative Pressure Phase in Blast Load Profile on Blast Wall of Offshore Plant Topside)

  • 강기엽;최광호;류용희;최재웅;이제명
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권4호
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    • pp.281-288
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    • 2014
  • 가스폭발은 해양플랜트 산업에서 발생할 수 있는 치명적인 사고 중 하나이며, 탑사이드 플랫폼은 폭발압력에 따른 구조 건전성을 확보해야만 한다. 따라서, 해양플랜트 분야에서는 이러한 폭발사고에 대비한 방폭설계에 관한 많은 연구가 수행되었지만, 여전히 추가적으로 세밀한 분석이 더 필요한 실정이다. 폭발 설계하중 계산과정에서 도출된 충격량은 CFD 해석결과로 계측된 폭발 압력 응답에서의 곡선 아래 면적의 절대 값에 의해 결정되어 진다. 하지만 가스폭발에서의 부압구간은 TNT 폭발이나 가스폭발과는 달리 상당부분 존재한다. 본 연구의 목표는 이러한 부압구간이 구조물의 거동에 미치는 영향에 대해서 분석하는 것이다. 따라서 방폭설계가 필수적으로 요구되어지는 FPSO 탑사이드의 방화벽을 폭발하중에 따른 구조 응답을 분석하기 위한 대상물로 선정하였다. 폭발 하중-시간이력 데이터는 FLACS를 이용한 폭발 시뮬레이션 과정을 통해 획득하였으며, LS-DYNA는 비선형 과도 응답해석을 위해 사용되었다.

해양플랜트 설비 Corrugated Blast Wall의 폭발 충격응답 인자 특성에 관한 파라메트릭 연구 (Parametric Study on Explosion Impact Response Characteristics of Offshore Installation's Corrugated Blast Wall)

  • 김봉주;김병훈;손정민;백점기;서정관
    • 한국해양공학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.46-54
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    • 2012
  • More than 70% of the accidents that occur on offshore installations stem from hydrocarbon explosions and fires, which, because they involve blast effects and heat, are extremely hazardous and have serious consequences in terms of human health, structural safety, and the surrounding environment. Blast barriers are integral structures in a typical offshore topside module to protect personnel and safety critical equipment by preventing the escalation of events caused by hydrocarbon explosions. Many researchers have shown the adequacy of the simple design tool commonly used by the offshore industry for the analysis and design of blast walls. However, limited information is available for corrugated blast wall design with explosion impact response characteristics. Therefore, this paper presents a parametric study on the explosion impact response characteristics of an offshore installation's stainless steel corrugated blast wall. This paperalso investigates and recommends design parameters for the structural design of a corrugated blast wall based on a nonlinear structural analysis of experiential results.

조선 해양 구조물용 강재의 소성 및 파단 특성 IV: 고온 기계적 물성치에 관한 실험적 연구 (Plasticity and Fracture Behaviors of Marine Structural Steel, Part IV: Experimental Study on Mechanical Properties at Elevated Temperatures)

  • 정준모;임성우;박노식
    • 한국해양공학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.66-72
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    • 2011
  • This is the fourth of a series of companion papers dealing with the mechanical property reductions of various marine structural steels. Even though a reduction of the elastic modulus according to temperature increases has not been obtained from experiments, high temperature experiments from room temperature to $900^{\circ}C$ revealed that initial the yield strength and tensile strength are both seriously degraded. The mechanical properties obtained from high temperature experiments are compared with those from EC3 (Eurocode 3). It is found that the high temperature test results generally comply with the prediction values by EC3. Based on the prediction of EC3, time domain nonlinear finite element analyses were carried out for a blast wall installed on a real FPSO. After applying the reduced mechanical properties, corresponding to $600^{\circ}C$ to the FE model of the blast wall, more than three times the deflections were observed and it was observed that most structural parts experience plastic deformations exceeding the reduced yield strength at the high temperature. It is noted that a protection facility such as PFP (passive fire protection) should be required for structures likely to be directly exposed to fire and explosion accident.