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🏭 API 650 탱크 두께 계산기

API 650 규격에 따른 강제 저장 탱크의 최소 요구 쉘 두께를 계산합니다.

Inputs

Results

설계 두께 (t_d)
0.000 mm
수압 시험 두께 (t_t)
0.000 mm
Required Minimum Thickness (Bottom Course)
0.000 mm

(Max of td, tt, and nominal minimum based on diameter)

탱크 쉘 프로파일

HD1-ft point

계산기 설명

API 650 탱크 두께 계산기는 육상 용접 강재 저장탱크의 shell(몸통)에 필요한 최소 판 두께를 API 650 규격의 1-Foot(1피트) 법으로 구합니다. 탱크에 저장된 액체의 정수압은 바닥에 가까울수록 커지므로, shell은 높이별로 다른 두께의 강판을 겹쳐 쌓는 계단식( strake ) 구조를 가집니다.

이 계산기가 구하는 것

설계 조건(탱크 직경, 액체 높이, 비중, 허용 응력, 부식 여유)에 대해 운전 시 필요 두께 t_d와 수압 시험 시 필요 두께 t_t를 계산합니다.

왜 필요한가

  • 탱크 붕괴·누유를 방지하는 최소 shell 두께 확보 및 경제적 강판 설계
  • 수압 시험 압력에서의 안전 여유(시험 두께) 확인
  • 부식 여유(CA)를 포함한 내구 수명 설계

계산 공식

API 650 1-Foot 계산법

가장 아래쪽에서 1피트(약 0.3 m) 위 지점의 환형 판 두께를 기준으로 정수압을 평가하는 경험식입니다. 야드·파운드 단위와 미터법 단위가 다르게 주어집니다.

설계 두께 (t_d)

Imperial:    td=2.6 D (H−1) GSd+CA\text{Imperial:}\;\; t_d = \dfrac{2.6\,D\,(H-1)\,G}{S_d} + CA
Metric:    td=4.9 D (H−0.3) GSd+CA\text{Metric:}\;\; t_d = \dfrac{4.9\,D\,(H-0.3)\,G}{S_d} + CA

수압 시험 두께 (t_t)

Imperial:    tt=2.6 D (H−1)St\text{Imperial:}\;\; t_t = \dfrac{2.6\,D\,(H-1)}{S_t}
Metric:    tt=4.9 D (H−0.3)St\text{Metric:}\;\; t_t = \dfrac{4.9\,D\,(H-0.3)}{S_t}
  • D, H — 탱크 직경 및 액체 높이 [ft (Imperial) 또는 m (Metric)]
  • G — 저장 액체의 비중 (물 = 1.0)
  • S_d, S_t — 설계 및 시험 허용 응력 [psi (Imperial) 또는 MPa (Metric)]
  • CA — 부식 여유 (Corrosion Allowance) [in (Imperial) 또는 mm (Metric)]

식의 의미 (어떻게 구하나)

  • 직경 D와 액체 높이 H가 클수록 정수압이 커져 필요 두께가 비례하여 증가합니다.
  • 비중 G가 클수록(예: 물보다 무거운 액체) 두께가 커집니다.
  • 허용 응력 S_d, S_t가 클수록 얇은 강판으로도 버팁니다. 부식 여유 CA는 항상 두께에 더해집니다.
  • 수압 시험 두께 t_t는 비중을 사용하지 않고 시험 수두(보통 지붕판 상단까지의 물 높이)만으로 평가됩니다.

계산 예시

직경 D = 40 m, 액체 높이 H = 12 m, 비중 G = 1.0, 설계 허용 응력 S_d = 165 MPa, 부식 여유 CA = 1.5 mm인 탱크의 맨 아래 course를 보면(미터법 상수 4.9 사용): t_d = 4.9 × 40 × (12 − 0.3) × 1.0 / 165 + 1.5 ≈ 15.5 mm가 필요합니다.

유용한 팁

실무 팁

  • 실제 설계는 가장 아래 course부터 위로 올라가며 각 course 별로 두께를 계산하고, 상용 강판 두께(예: 6, 8, 10 mm)로 올림(round-up)합니다.
  • 부식이 심한 서비스에는 CA를 3 mm 이상 두기도 하며, 이만큼 두께가 추가됩니다.
  • 최소 두께(일반적으로 6 mm 이상)와 지붕·바닥 판 두께 기준도 규격에 별도로 있으니 확인하세요.

한계와 주의사항

  • 1-Foot 법은 비강화(unanchored) 원형 탱크의 축대칭 정수압에 대한 근사이며, 풍하중·지진·외압 설계는 별도 항목입니다.
  • 온도가 낮은 경우(저온 인성 요구)나 특수 강종 사용 시 허용 응력 선정에 주의가 필요합니다.
  • 단위(ft vs m, psi vs MPa)와 상수(2.6 vs 4.9)를 혼용하지 마세요. 단위계에 맞는 식을 써야 합니다.