• 제목/요약/키워드: Pressure vessels

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Creep damage and life assessment of thick cylindrical pressure vessels with variable thickness made of 304L austenitic stainless steel

  • Kashkoli, Mosayeb Davoudi;Tahan, Khosro Naderan;Nejad, Mohammad Zamani
    • Steel and Composite Structures
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    • 제32권6호
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    • pp.701-715
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    • 2019
  • Using first-order shear deformation theory (FSDT), a semi-analytical solution is employed to analyze creep damage and remaining life assessment of 304L austenitic stainless steel thick (304L ASS) cylindrical pressure vessels with variable thickness subjected to the temperature gradient and internal non-uniform pressure. Damages are obtained in thick cylinder using Robinson's linear life fraction damage rule, and time to rupture and remaining life assessment is determined by Larson-Miller Parameter (LMP). The thermo-elastic creep response of the material is described by Norton's law. The novelty of the present work is that it seeks to investigate creep damage and life assessment of the vessels with variable thickness made of 304L ASS using LMP based on first-order shear deformation theory. A numerical solution using finite element method (FEM) is also presented and good agreement is found. It is shown that temperature gradient and non-uniform pressure have significant influences on the creep damages and remaining life of the vessel.

가스압력용기의 응력거동특성에 관한 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Stress Behaviour Characteristics in Gas Pressure Vessels)

  • 김청균;조승현
    • 한국가스학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.58-64
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    • 2003
  • 본 연구에서는 압력용기의 안전설계에 대한 해석결과를 제시하고 있다. 압력용기에 가스압력과 온도하중이 동시에 작용할 경우, 응력과 변위량에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 용기에 대한 설계는 ASME Sec. VIII Div. 2 code를 따라 설계하였다. 이 결과를 사용하여 열적 하중과 기계적 하중을 받는 압력용기를 FEM 해석기법으로 설계 안.전성을 검증하고자 한다. 유한요소해석 결과에 의하면, ASME 설계코드로 압력과 온도하중을 동시에 받는 경우를 해석한 데이터는 압력용기의 설계 안전성을 보장을 할 수 없을 것으로 예상된다. 또한, 압력용기 설계에서 일정한 두께를 갖는 일체형이 보강테를 설치한 압력용기보다 안전하다는 결과를 제시하고 있다.

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Bass 확산모델을 이용한 수소전기차 내압용기 검사수요 예측 (Forecasting of Inspection Demand for Pressure Vessels in Hydrogen Fuel Cell Electric Vehicle using Bass Diffusion Model)

  • 김지유;김의수
    • 한국가스학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.16-26
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    • 2021
  • 지구온난화 문제가 대두되어 세계 각국에서 수소전기차와 같은 친환경 자동차 보급이 증가하는 추세이다. 한국은 수소전기차 초기 시장 형성을 위해 차량 구매 시 보조금 지원, 세금감면 등 전폭적으로 지원하고 있다. 수소전기차 안전성에 있어 중요 핵심은 수소를 저장하는 내압용기로 정기적으로 검사해야 하나 기존 내압용기 검사소만으로는 수소전기차 내압용기 검사수요를 감당하기에는 역부족인 상황으로 수소전기차의 안전관리를 위한 내압용기 검사소 구축이 가장 중요하다. 이에 본 연구에서는 전기차 판매 데이터를 이용하여 Bass 확산모델의 혁신 및 모방계수를 추정하고, 이를 Bass 확산모델에 적용하여 수소전기차의 지역별 보급 대수 및 수소 내압용기 검사수요를 예측하였다. 그 결과 2040년 국내 수소전기차 검사수요는 690,759대로 이를 대비하기 위해서는 191개소의 신규 수소전기차 내압용기 검사소와 검사인력 1,124명이 필요한 것으로 확인되었다.

저온 상태의 원자로 압력용기의 과압방지를 위한 압력방출밸브 용량 결정에 관한 연구 (The Study on Sizing of the Pressure Relief Valve for Overpressure Protection of a Reactor Pressure Vessel in Low Temperature Condition)

  • 이준;김유
    • 한국압력기기공학회 논문집
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    • 제4권2호
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    • pp.7-12
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    • 2008
  • The purpose of this study is to present a methodology to estimate the capacity of the pressure relief valve which prevents overpressure of the pressure vessel in a cold state. In this methodology, the transient behavior of the flow rate through the pressure relief valve and the pressure inside the pressure vessel are considered. The result of this study shows the followings; The more the relief valve capacity is considered in excess, the more the initial relief flow rate and the initial pressure inside the pressure vessel are high and low respectively. When the relief valve capacity is determined properly, the pressure inside the pressure vessel maintains almost the same value, so the ASME code requirement will be met.

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Cold Stretching 압력용기용 ASS304 소재의 극저온 인장 및 피로거동 (Tensile and Fatigue Behavior of ASS304 for Cold Stretching Pressure Vessels at Cryogenic Temperature)

  • 최훈석;김재훈;나성현;이윤형;김성훈;김영균;김기동
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권5호
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    • pp.429-435
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    • 2016
  • ASS304 소재로 제작된 cold stretching 압력용기는 극저온 액화천연가스의 운반 및 저장에 이용된다. Cold stretching 압력용기는 특정 수압을 이용하여 허용응력까지 기존의 압력용기를 신장시킴으로써 재료에 상당량의 소성변형이 나타난다. 이 경우, ASS304 소재의 특성에 따라 소성변형 후 항복강도가 증가하며, 신장량에 따라 두께가 감소한다. 따라서 강도 및 무게측면에서 기존의 압력용기 대비 높은 효율을 나타낸다. 본 연구에서는 ASME 코드에 의거하여 제작된 소형 cold stretching 압력용기에서 직접 채취한 시편을 이용하여 극저온 인장 및 피로특성을 평가하였다. 또한 저온피로시험으로부터 획득한 S-N 선도를 통계적으로 접근하여 P-S-N 선도를 작성하였으며, SEM 을 이용하여 파단면을 분석하였다.

유한요소법을 이용한 수소충전용 압력용기의 균열에 관한 연구 (A Study on Crack of Hydrogen Filling Pressure Vessel Using Finite Element Method)

  • 최하영;변성광;조승현
    • 한국가스학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.116-122
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    • 2023
  • 저탄소 친환경에너지 정책이 진행으로 인해 수소 공급을 위한 수소충전소의 증가됨에 따라 사고발생 위험도 커지고 있다. 실제 압력용기는 제조과정에서 발생할 수 있는 노치와 기공, 개재물 등의 결함이 존재할 수 있다. 따라서 내압이 작용하고 있는 압력용기에 균열이 존재할 경우에 대한 압력용기의 건전성을 평가하는 것은 필요하다. 본 연구에서는 표면균열이 있는 수소충전용 압력용기의 구조안전성을 평가하기 위해 3차원 유한요소해석을 이용하였으며, 표면균열의 형상은 일반적으로 많이 사용되는 반타원 형상을 적용하여 균열의 형상 및 응력비에 대한 균열진전 특성을 비교하였다. 향후, 이러한 결과를 이용하여 파괴역학을 고려한 압력용기의 잔존수명 예측에 활용할 예정이다.

생약(生藥) 복합제제(複合製劑)의 약효(藥效) 연구(硏究)(제21보)(第21報) -이진탕(二陳湯)이 중추신경계(中樞神經系), 혈관(血管) 및 혈압(血壓)에 미치는 영향(影響)- (Studies on the Efficacy of Combined Preparation of Crude Drugs(XXI) -Effects of Yijin-Tang on the Central Nervous System, Blood Vessels and Blood Pressure-)

  • 홍남두;장인규;류성규;김창민
    • 생약학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.26-30
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    • 1985
  • These studies were conducted to investigate the effect of Yijin-tang on the anticonvulsion, analgesic, sedative actions, effect on blood vessels and blood pressure. The result of these studies was summarized as follows; Suppressive action was shown on convulsion due to cerebrocortical causes, but no such actions were noted either myelic or diencephaltic causes in mice. Analgesic and sedative actions were significantly recognized in mice. Increasing of blood pressure and vasocontractive actions were noted.

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An optimization framework for curvilinearly stiffened composite pressure vessels and pipes

  • Singh, Karanpreet;Zhao, Wei;Kapania, Rakesh K.
    • Advances in Computational Design
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    • 제6권1호
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    • pp.15-30
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    • 2021
  • With improvement in innovative manufacturing technologies, it became possible to fabricate any complex shaped structural design for practical applications. This allows for the fabrication of curvilinearly stiffened pressure vessels and pipes. Compared to straight stiffeners, curvilinear stiffeners have shown to have better structural performance and weight savings under certain loading conditions. In this paper, an optimization framework for designing curvilinearly stiffened composite pressure vessels and pipes is presented. NURBS are utilized to define curvilinear stiffeners over the surface of the pipe. An integrated tool using Python, Rhinoceros 3D, MSC.PATRAN and MSC.NASTRAN is implemented for performing the optimization. Rhinoceros 3D is used for creating the geometry, which later is exported to MSC.PATRAN for finite element model generation. Finally, MSC.NASTRAN is used for structural analysis. A Bi-Level Programming (BLP) optimization technique, consisting of Particle Swarm Optimization (PSO) and Gradient-Based Optimization (GBO), is used to find optimal locations of stiffeners, geometric dimensions for stiffener cross-sections and layer thickness for the composite skin. A cylindrical pipe stiffened by orthogonal and curvilinear stiffeners under torsional and bending load cases is studied. It is seen that curvilinear stiffeners can lead to a potential 10.8% weight saving in the structure as compared to the case of using straight stiffeners.

감시시험 결과를 이용한 국내원전 압력용기 재료의 Chemistry Factor 및 RTPTS 평가여유도 분석 (Analysis of Chemistry Factor and RTPTS Margin for Domestic Reactor Pressure Vessel Materials by using the Surveillance Data)

  • 이호진;윤지현;최권재;이봉상
    • 한국압력기기공학회 논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.15-22
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    • 2011
  • The chemistry factor and RTPTS margin for domestic reactor pressure vessel materials were analyzed by using the surveillance data which have been obtained from 8 nuclear power plants in Korea. The surveillance data have been used to assess the integrity of the pressure vessel under the pressurized thermal shock (PTS) event. The chemistry factor, which is determined by the Cu and Ni contents of vessel materials, is considered a proper tool to assess the $RT_{PTS}$. The chemistry factors, which were obtained from the surveillance data of domestic reactor pressure vessels, were investigated and compared with those of Regulatory Guide 1.99 in this study. Regressions for ${\Delta}RT_{NDT}$ were performed to expect the chemistry factor as a function of Cu and Ni, and to estimate $RT_{PTS}$ margin. The margin analysis was performed by comparing the regression graphs and standard deviations with those of Regulatory Guide 1.99. The standard deviations calculated by using the domestic surveillance data for base metal and welds are almost same as the standard deviations which are suggested on Regulatory Guide 1.99, Rev.2.

증기발생기 축방향 부분관통균열 전열관의 파열 압력 시험 (Burst pressure tests of axial part-through-wall steam generator tubes)

  • 이국희;김홍덕;강용석;남민우;조남철
    • 한국압력기기공학회 논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.56-63
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    • 2014
  • In this research, burst tests for axial notched steam generator tubes were conducted. To measure the burst pressure of notched tubes, a burst testing system was manufactured. The tests were conducted under internal pressure at room temperature. Part-through-wall and through-wall notches which have various geometries with different depths and lengths were machined by electro-discharged-machined(EDM) method. The burst pressure decreased exponentially with increasing notch length and decreased almost linearly with increasing notch depth. A comparison of the burst pressure with existing burst pressure solutions for cracked tube show that the existing solution agree well with the test results.