• Steel and Composite Structures
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• 제32권5호
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• pp.571-582
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• 2019

This study aimed to assess the feasibility on the wide and long 9%Ni steel plate for use in the LNG storage inner tank shell. First, 5-m-wide and 15-m-long 9%Ni steel plates were test manufactured from a steel mill and specimens taken from the plates were tested for strength, toughness, and flatness to verify their performance based on international standards and design specifications. Second, plates with a thickness of 10 mm and 25 mm, a width of 4.8~5.0 m, and a length of 15 m were test fabricated by subjecting to pretreatment, beveling, and roll bending resulting in a final width of 4.5~4.8 m and a length of 14.8m with fabrication errors identical to conventional plates. Third, welded specimens obtained via shield metal arc welding used for vertical welding of inner tank shell and submerged arc welding used for horizontal welding were also tested for strength, toughness and ductility. Fourth, verification of shell plate material and fabrication was followed by test erection using two 25-mm-thick, 4.5-m-wide and 14.8-m-long 9%Ni steel plates. No undesirable welding failure or deformation was found. Finally, parametric design using wide and long 9%Ni steel plates was carried out, and a simplified design method to determine the plate thickness along the shell height was proposed. The cost analysis based on the parametric design resulted in about 2% increase of steel weight; however, the construction cost was reduced about 6% due to large reduction in welding work.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1543-1548
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• 2011

본 연구에서는 대용량 액화천연가스(LNG 즉 Liquefied Natural Gas) 저장탱크의 앵커스트랩(anchor strap)의 설계를 위한 구조해석이 수행되었다. 본 논문에 고려된 LNG 저장탱크는 반경이 40m 의 완전방호식 저장탱크로 크게 외조와 내조로 구성되고, 둘 사이의 공간은 단열재인 블랑켓과 펄라이트로 채워져있다. 앵커스트랩은 내조, 외조 및 코너프로텍션과 연결되어 있어 지진하중에 의한 내조의 파손을 방지하는 역할을 한다. 본 연구에서는 앵커스트랩만 고려한 단일모델과 실제 형상을 고려하여 앵커스트랩, 내조, 외조 및 코너프로텍션을 동시에 고려한 확장모델에 대해서 각각 유한요소해석을 수행하여 비교, 분석하였다. 하중조건으로는 LNG 의 유출상태 및 지진하중을 고려한 다섯 가지 경우를 고려하였고, 각 하중조건에 대한 두 모델의 Tresca 응력분포를 구하여 설계기준과 비교해 보았다.

• 한국가스학회지
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• 제8권2호
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• pp.35-41
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• 2004

본 논문은 완전 밀폐방식의 LNG 저장탱크에서 $9\%$ 니켈강재로 제작된 내부탱크 바닥판의 응력과 변위량에 대한 거동특성을 제시하고 있다. 내부탱크에 LNG가 유입되면서 바닥판이 최대 유체정압을 받는 경우, 내부탱크의 바닥판에 걸리는 응력과 변위량 분포를 내부탱크 바닥판의 기울기, 환상판 두께와 길이의 설계함수로 고찰하였다. 계산 결과에 의하면, $140,000m^3$ 저장용량의 내부탱크에서 바닥판의 기울기는 100${\~}$200 : 1 정도로 최적화 설계를 하는 것이 응력특성 측면에서 우수하다. 또한, 내부탱크 환상판의 두께는 20mm 정도, 환상판의 길이는 3m 이상으로 설정하는 것이 저장탱크의 안정성을 확보할 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제24권6호
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• pp.47-54
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• 2020

취성파괴는 구조물 손상의 원인 중 하나로 대형사고로 발생할 가능성이 있다. -162℃의 초저온 LNG를 저장하는 저장탱크의 내조는 취성파괴가 발생하지 않도록 반드시 이를 확인 할 수 있도록 성능검사를 하여 건설된다. 파괴역학 관점에서는 구조물의 파괴특성을 균열생성과 균열정지로 구분하고 있다. 취성균열이 발생되지 않도록 설계하고 취성 파괴가 발생하여도 취성 파괴가 정지하는 기능이 확인되는 소재가 사용되어야 한다. 본 논문에서는 LNG저장탱크의 내조 소재로 널리 사용되는 9% Ni강 33mm, 37mm, 40mm 두께로 준비하여 취성균열정지 특성을 분석하였다. 기본적인 취성 충격 시험특성을 파악하기 위하여 샤르피 충격시험을 상온, -162℃, -196℃ 조건에서 수행하였다. 또한 -196℃ 환경에서 Duplex ESSO 시험을 수행하여 취성균열정지 파괴인성을 평가하고 그 결과를 분석하였다. 이러한 시험결과를 바탕으로 9% Ni강이 LNG저장탱크 내조소재로 적용되기에 충분한 균열정지 파괴인성을 가지고 있음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.485-493
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• 2017

본 연구에서는 LNG 저장시설의 외조를 구성하는 SCP(sandwich concrete panel)에 대한 충돌해석을 수행하고 그 거동을 분석하였다. 설계기준 중 하나인 BS7777에서 제시하는 충돌에너지와 동일한 값을 갖도록 두 종류의 충돌체와 다양한 충돌속도를 이용하여 충돌조건을 구성하고 이에 대한 비선형동적 해석모델을 구성하여 설정된 충돌조건에 대하여 수치해석을 수행하였다. 또한 1차 충돌 후에 동일한 지점에 같은 충돌에너지를 가진 2차 충돌이 일어나는 것을 가정하여 충돌거동을 분석하였다. 해석결과 동일한 충돌에너지를 갖는 충돌에서 충돌체의 크기가 작고, 충돌속도가 작을수록 큰 변형이 발생하는 것으로 나타났다. 충돌에너지는 외측강판과 내부 충진콘트리트가 6:4정도의 비율로 소산시키는 것으로 나타났다. 중복충돌해석에서는 2차 충돌체의 크기에 따라 최종충돌변형이 지배되는 것으로 나타났고 2차 충돌에 의한 변형량은 1차 충돌에 비하여 적은 값을 나타냈는데 이는 강판의 막거동 때문인 것으로 분석되었다. 이격된 중복충돌에서는 이격위치와 관계없이 2차 충돌점에서 가장 큰 변형이 발생하는 것으로 나타났다.