🛢️ 바를로(Barlow) 공식 계산기
바를로의 공식을 사용하여 파이프의 항복 압력, 파열 압력 및 최대 허용 압력을 계산합니다.
🛢️ 바를로(Barlow) 공식 계산기
바를로의 공식을 사용하여 파이프의 항복 압력, 파열 압력 및 최대 허용 압력을 계산합니다.
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✅ 계산 결과
허용 설계 압력 (P_a)- MPa
항복 압력 (P_y)- MPa
파열 압력 (P_t)- MPa
압력 한계 요약
0P_a (Allowable)P_y (Yield)P_t (Burst)
계산기 설명
Barlow 공식 계산기는 관(Pipe)·압력 용기의 원주 방향 응력(후크 응력) 평형에서 도출한 식으로, 강관이 견딜 수 있는 항복 압력, 파열(최종) 압력, 그리고 설계 계수가 적용된 최대 허용 압력을 구합니다. 배관의 설계·시공·잔존 수명 평가에 기본적으로 쓰입니다.
이 계산기가 구하는 것
외경 D_o, 벽 두께 t, 항복/인장 강도(S_y, S_t)와 설계·이음·온도 계수(F_d, F_e, F_t)를 입력하면 항복 압력 P_y, 파열 압력 P_t, 허용 압력 P_a를 계산합니다.
왜 필요한가
- 송유·가스 배관의 설계 압력(MOP) 및 파열 안전 여유 산정
- 기존 강관의 잔존 허용 압력(감육·온도 영향) 평가
- 계수 변화(용접 이음, 고온)가 허용 압력에 미치는 영향 검토
계산 공식
Barlow 공식
원주 응력 σ = P·D/(2t) 평형에서 유도된 식으로, 분모의 외경 D_o를 사용하는 형태입니다(중심선 지름을 쓰는 다른 변형도 있음).
- P_y — 항복 압력 (Yield pressure) [MPa (Metric) 또는 psi (Imperial)]
- P_t — 파열(최종) 압력 [MPa 또는 psi]
- P_a — 최대 허용 압력 [MPa 또는 psi]
- S_y, S_t — 항복/인장 강도 [MPa (Metric) 또는 psi (Imperial)]
- t — 벽 두께 [mm (Metric) 또는 in (Imperial)]
- D_o — 관 외경 [mm (Metric) 또는 in (Imperial)]
- F_d, F_e, F_t — 설계·이음·온도 계수 (보통 0.72·1.0·1.0)
식의 의미 (어떻게 구하나)
- 두께 t가 두배면 견딜 수 있는 압력도 두배, 외경 D_o가 클수록 압력은 작아집니다(역비례).
- P_a는 항복 강도에 설계 계수 F_d(예 0.72)를 곱하므로 P_y보다 훨씬 낮습니다 — 이것이 안전 여유입니다.
- 이음 계수 F_e(용접 이음 감소)나 온도 계수 F_t(고온 강도 저하)가 1보다 작으면 허용 압력이 낮아집니다.
계산 예시
외경 D_o = 219.1 mm, t = 8.18 mm, S_y = 240 MPa, S_t = 415 MPa, F_d = 0.72, F_e = F_t = 1.0인 강관: P_y = 2×240×8.18/219.1 ≈ 17.9 MPa, P_t = 2×415×8.18/219.1 ≈ 31.0 MPa, P_a = 17.9×0.72 ≈ 12.9 MPa입니다.
유용한 팁
실무 팁
- 송유관 설계는 보통 항복 기준이 아니라 파열 여유(일반 FS ≥ 1.25~2.0)와 변형 한계를 함께 봅니다.
- 고온에서는 S_y, S_t가 온도에 따라 떨어지므로 F_t로 보정하거나 온도별 강도표를 쓰세요.
- 감육(부식)이 있는 배관은 실측 최소 t를 입력해 잔여 P_a를 평가하세요.
한계와 주의사항
- Barlow 공식은 얇은 원통의 이상 응력 평형이며, 두꺼운 벽·재료 가소성 거동·결함(균열)은 반영하지 않습니다.
- 실제 파열 압력은 용접 품질·잔류 응력·타원도에 따라 달라지므로 계수로 보수 설계해야 합니다.
- 단위계(Metric MPa·mm ↔ Imperial psi·in)를 일치시키세요.