🛡️ DIN EN 10220 강관 파열 압력 계산기

DIN EN 10220 치수 규격 및 DIN 재질 등급을 기반으로 강관의 파열 압력 및 허용 압력을 계산합니다.

Inputs

외경 (D)

두께 (t)

DIN 재질 등급

안전율 (FS)

Results

파열 압력 (P_b)

0 bar

허용 압력 (P_allow)

bar

압력 한계 시각화

계산기 설명

DIN EN 10220은 이음매 없는(seamless) 및 용접(welded) 강관의 표준 치수(외경·두께)를 규정하는 유럽 규격입니다. 이 계산기는 그 표준 치수와 강재 재질의 항복 강도를 이용해, 내압을 받는 관이 파열되는 압력(파열 압력)과 안전율을 적용한 허용 압력을 구합니다.

이 계산기가 구하는 것

얇은 벽 원통 이론(후프 응력)을 바탕으로 한 Barlow 공식으로 파열 압력 P_b를 계산하고, 여기에 안전율 FS를 나눠 실제 운전에서 사용할 수 있는 허용 압력 P_allow를 산출합니다.

왜 필요한가

배관·유압 라인이 설계 압력을 안전하게 견디는지 검증
필요한 두께·재질 등급 선정 및 대안 비교
압력 용기·배관 규격 준수 여부 사전 점검

계산 공식

파열 압력 공식 (Barlow의 공식)

Barlow 공식은 내압을 받는 얇은 벽 원통에 생기는 원주(후프) 응력이 재료 강도와 같아지는 순간을 파열로 봅니다.

파열 압력 (P_b)

P_b = \dfrac{2 S t}{D}

허용 압력 (P_allow)

P_{allow} = \dfrac{P_b}{FS}

P_b — 파열 압력 [MPa]
S — 재질 항복 강도 [MPa] (예: St37.0 = 235 MPa)
t, D — 배관 두께 및 외경 [mm]
FS — 안전율 (설계 여유 계수)

식의 의미 (어떻게 구하나)

두께 t가 두꺼울수록, 항복 강도 S가 클수록 파열 압력이 높아집니다.
외경 D가 클수록 같은 두께라도 파열 압력이 낮아집니다 (큰 관일수록 벽에 더 큰 힘).
안전율 FS가 클수록 허용 압력은 낮아져 더 보수적인(안전한) 설계가 됩니다.

계산 예시

St37.0 강(S = 235 MPa), 외경 D = 48.3 mm, 두께 t = 3.2 mm인 관의 파열 압력은 P_b = (2 × 235 × 3.2) / 48.3 ≈ 31.1 MPa입니다. 안전율 FS = 4를 적용하면 허용 압력은 P_allow = 31.1 / 4 ≈ 7.8 MPa가 됩니다.

유용한 팁

실무 팁

표준 치수는 DIN EN 10220 표에서 확인하고, 재질 등급별 항복 강도를 정확히 입력하세요.
안전율은 유체·용도에 따라 다릅니다. 정적 수압은 낮게, 반복·충격·부식 환경은 높게 잡습니다.
부식 여유(corrosion allowance)를 고려해 두께 t에서 예상 부식량을 빼고 계산하세요.

한계와 주의사항

Barlow 공식은 얇은 벽(D/t가 대략 20 이상) 가정입니다. 두꺼운 벽 관에는 Lamé 등 후벽 이론을 사용하세요.
용접부·이음·나사부는 모재보다 약할 수 있으므로 이음 효율(joint efficiency)을 반영해야 합니다.
온도 상승 시 항복 강도가 감소하므로 고온 사용에는 온도 보정된 허용 응력을 쓰세요.