A Study on the Structual Integrity of Stress Concentration Region Caused by Welding Discontinuity for Construction of 9 % Ni Steel of LNG Storage Tank Internal

9% Ni강 LNG 저장탱크 내조의 시공에 따른 용접부의 불연속으로 인한 응력 집중부 구조 건전성에 대한 연구

본 논문에서는 9 % Ni강 LNG 저장탱크 조사를 통해서 유한요소해석을 수행하여 구조건전성을 평가하였으며 실용에서 활용할 수 있는 자료를 제시하였다. 과거의 LNG 저장탱크의 설계는 2차원 선에서만 유한요소해석이 수행되었으나 보다 진보된 하드웨어와 소프트웨어의 발전으로 3차원 유한요소해석이 가능케 되었다. 본 연구에서는 9 % Ni 강 LNG 저장탱크 내조의 정적 구조 해석이 상용 유한 요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 통해 수행되었다. LNG 저장 탱크 내조 시공 시 용접부 형상을 참고하여 용접부 모델을 고려한 해석을 각각 수행하였다. 용접부의 탄성계수의 변화를 통하여 최대응력과 최대변위를 계산하였다. 실제 LNG tank의 운용 시 발생하는 하중은 자중과, 수두 압과, 온도차에 의한 열응력이며 이들이 복합적으로 작용하였을 시, 용접선을 고려하지 않은 모델에 대해서는 최대응력이 207 MPa이며, 동일 조건에서 용접선을 포함한 모델에 대해 해석을 수행한 결과로서 최대응력이 그보다 약 100 MPa 정도 상승한 결과가 나타났다. 하중조건에서 온도차에 의한 열응력을 고려함과 고려하지 않음을 비교함으로서 실제 열응력에 대해서는 내조에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다.