오늘은 포스팅은 리프팅 러그 강도계산입니다. 쉬운데 막상 하려면 어렵죠.
강도계산, 학교 다닐때 가끔 했었는데 다 까먹었죠 현업에서 꺼내서 쓰려면 아니 다른 사람이 한 것을 검증하려고 해도 어렵습니다. 또 현장에서 SWL을 지정해서 용접강도 계산하려는데 얼마나 Seam 길이를 확보를 해야하는지 Lug 두께는 어떻게 써야하는지 용접은 했는데 사실 불량한 사례가 많은데 공정은 촉박하죠.
어..그런데 위험하면 어쩌지 하는 두려움이 있습니다. 이때, 간단하게 나마 계산하고 아 이건 안되네.
아니면 충분하네라고 먼저 검증하는 용도로 쓰시길 바랍니다.
사실 Vessel에 달려 나오는 Lug는 이미 강도계산 검증이 다 끝난 상태이기 때문에 Center of Gravity만 맞는지(이미 맞겠죠) 확인하고 Lifting에 들어가면 됩니다. 옮길때 살짝 들었주면 COG가 맞는지 육안으로도 확인할 수 있습니다. 저희가 얘기하고 싶은건 혹시 현장에서 사용할 지 모르는 가시설 Lifting beam이나 잡자재를 옮기는데 사용할 수 있는 현장에서 제작(?)한 러그를 검증해볼 예정입니다.
일단 제작해온건 아니면 우리가 제작한건 믿고 시작하자고요.
1.최소 용접길이는 어느정도 해야할까?
아주 쉬운방법이 있고, 조금은 계산해야 하는 방법이 있습니다.
일단 아주 쉬운 방법부터 살펴보겠습니다. Reference를 살펴봅니다. 그러면 러그 두께별로 유지해야하는 최소 용접 seam 길이가 나옵니다. 표로 제시되어 있으니 살펴보기가 아주 용이합니다. 이대로 검사해서 길이가 맞는지 확인하면 됩니다.
1) 아래처럼 설계관련 데이터를 참조하면 됩니다. 표에서 관련 데이터를 뽑아서 비교하면 되니 쉽습니다.
2) 혹은 같은 테이블인데 안전 관련 자료에서 간이 적용표를 적용하면 됩니다. 비슷하게 하중과 러그 용접길이에 대한 테이블이 간략하게 나와 있습니다.
3) 같은 자료에서 러그 용접길이를 하중에 따라 계산할 수 도 있습니다. 계산식은 다음과 같습니다.
여기서 P는 하중, h는 용접의 각장, 람다값은 재료의 허용응력입니다. 단위는 SI단위입니다.
간략해게 계산해보면 다음과 같이 값을 얻을 수 있습니다. 어려운 계산이 아니니 실제로 해보시거나 간단하게 위의 테이블을 사용하시면 됩니다.
위와 같이 러그에 필요한 길이 러그를 계산하거나 테이블을 이용하여 찾을 수 있습니다.
그럼 실제 현장에서 고려해야 할 사항이 무엇이 있을까요? 현장에서 가시설로 취급되기 때문에 고기량자 투입을 거의 안하게 되죠 물론, 일반 육안검사와 MT정도를 수행하지만 각장에 대한 논쟁이 있을 수 있습니다. 실제적으로 고기량자 투입이 어려우니 아무래도 그라인딩을 많이 대시니 각장이 그만큼 깍여 나갑니다. 그래서 결국에는 다음과 같은 계산을 한번더 하셔야 할 수도 있습니다. (이정도 가지고 고기량자를 논하지는 않습니다만 요즘 워낙 저기량자들이 판치고 있어서 용접사분들 잘하시는 분들도 많지만 자중하세요 이론과 실제 실력이 겸비되지 않으면 그냥 용접엔지니어 Comment 따라주라는 말입니다 꼭 자격이나 권위를 이용해야 하나요?)
2. 강도계산을 해봅니다.
압력용기의 경우, 내부 reference나 강도계산 식 따라서 Manual따라서 계산을 합니다. 라이센스사와 연결된 제작회사라면 사내 메뉴얼을 참조로 계산을 하고 검증을 받겠네요. 하지만 우리서 여기는 간단한 최소 2개 에서 4개의 각각의 장력이 동등하다고 가정을 하고 계산을 할 예정입니다.
대부분의 경우 관련 계산식을 사용하여 계산을 하고 검증을 합니다. 저는 예전에 사용한 Gasco 아부다비에서 사용한 계산식을 사용해볼 예정입니다.
Load에 대한 계산은 Lug자체의 물성치에 의한 Yield Strength가 중요합니다. 거기다, 러그자체의 두께가 영향을 크게 미칩니다.
각각의 Allowable stress값은 Yield 값의 나눈수로 나타내어 집니다.
상기 결과에서 Induced Combined Stress가 실제 강도 보다 높아 문제가 되는데요. 이 경우 두께를 14에서
28정도까지 증가시켜야 결과값이 만족합니다. 이 경우 Pad-Lug의 목두께(Throat Thickness)를 구할 수 있는데요. 이 경우 최소 목두께는 10.6입니다. 위에서는 11이라 값이 만족하네요.
현장에서 용접할때 그라인더로 많이 깍아먹는데 이 경우, 물론 AWS상의 두께별 최소 목두께를 적용하여도 되나 좀더 기술적으로 접근할때는 계산서에 의거해서 comment 해도 됩니다.(상기와 같이)
상기와 같은 현장 계산을 통해 용접엔지니어의 가치를 다시 한번 확인시켜줄수 있겠습니다(쿨럭..)
일반적인 계산서는 프로그램을 통해 나오기 때문에 설치시 혹은 현장에서 따로 확인 할 필요는 없지요.
강도계산하는데 (For Lifting Lug) 모쪼록 참조하시면 좋겠네요.
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