플랜트 시설물의 증기운 폭발 구조해석을 위한 폭발하중 산정법 평가 Evaluation of Calculation Methods of Blast Load for Structural Analysis of Vapor Cloud Explosion in Plant Facilities원문보기
본 연구는 해외의 플랜트 폭발 사례를 적용하여 플랜트 증기운 폭발의 적절한 폭발하중을 도출하기 위하여 연구를 수행하였다 증기운폭발의 폭발하중 산정법을 적용하기 위하여 기초 메커니즘의 규명이 필요하며, 증기운 폭발을 유발하는 요인의 관계를 제시한다. 증기운 폭발의 폭발하중 산정법에 있어서 플랜트 증기운 폭발은 TNT 및 ...
본 연구는 해외의 플랜트 폭발 사례를 적용하여 플랜트 증기운 폭발의 적절한 폭발하중을 도출하기 위하여 연구를 수행하였다 증기운폭발의 폭발하중 산정법을 적용하기 위하여 기초 메커니즘의 규명이 필요하며, 증기운 폭발을 유발하는 요인의 관계를 제시한다. 증기운 폭발의 폭발하중 산정법에 있어서 플랜트 증기운 폭발은 TNT 및 ANFO 등의 화약물에 의한 폭발과는 다른 특징이 있으며, 압력파 형태의 폭발하중을 야기한다. TNT 등가량 환산법은 폭굉과 같은 충격파를 전제로 하며, 멀티에너지법은 폭연과 같은 압력파를 전제로 한다. 따라서 폭발하중 산정법의 적절성과 적용성을 분석하기 위하여 실제 증기운 폭발사례를 적용하여 구조물의 거동을 비교하였다. 폭발 사례 3가지에 대하여 피해를 입은 부재를 선정한 후, 단자유도 동적 해석과 비선형 동적 유한요소 해석을 수행하여 변형과 손상 정도를 비교 분석하였다. 결과적으로 TNT 등가량 환산법 보다는 멀티에너지법에 의한 폭발하중을 사용한 경우 실제 피해 양상이 더욱 근접한 것으로 나타났다. 또한 멀티에너지법을 사용할 경우의 폭발강도계수 선정 가이드라인의 포괄적이고 비표준화된 단점을 토대로 기존 가이드라인의 확장 및 수정을 통하여 개선된 가이드라인을 제시한다. 이를 증기운 폭발사례 9가지를 통해 검증을 하였으며, 실제 폭발 과압과 비교하여 기존보다 개선된 가이드라인에서 더욱 정확한 결과를 확인하였다.
본 연구는 해외의 플랜트 폭발 사례를 적용하여 플랜트 증기운 폭발의 적절한 폭발하중을 도출하기 위하여 연구를 수행하였다 증기운폭발의 폭발하중 산정법을 적용하기 위하여 기초 메커니즘의 규명이 필요하며, 증기운 폭발을 유발하는 요인의 관계를 제시한다. 증기운 폭발의 폭발하중 산정법에 있어서 플랜트 증기운 폭발은 TNT 및 ANFO 등의 화약물에 의한 폭발과는 다른 특징이 있으며, 압력파 형태의 폭발하중을 야기한다. TNT 등가량 환산법은 폭굉과 같은 충격파를 전제로 하며, 멀티에너지법은 폭연과 같은 압력파를 전제로 한다. 따라서 폭발하중 산정법의 적절성과 적용성을 분석하기 위하여 실제 증기운 폭발사례를 적용하여 구조물의 거동을 비교하였다. 폭발 사례 3가지에 대하여 피해를 입은 부재를 선정한 후, 단자유도 동적 해석과 비선형 동적 유한요소 해석을 수행하여 변형과 손상 정도를 비교 분석하였다. 결과적으로 TNT 등가량 환산법 보다는 멀티에너지법에 의한 폭발하중을 사용한 경우 실제 피해 양상이 더욱 근접한 것으로 나타났다. 또한 멀티에너지법을 사용할 경우의 폭발강도계수 선정 가이드라인의 포괄적이고 비표준화된 단점을 토대로 기존 가이드라인의 확장 및 수정을 통하여 개선된 가이드라인을 제시한다. 이를 증기운 폭발사례 9가지를 통해 검증을 하였으며, 실제 폭발 과압과 비교하여 기존보다 개선된 가이드라인에서 더욱 정확한 결과를 확인하였다.
This paper is carried out to derive the appropriate blast load of vapor cloud explosion in plant facilities by applying abroad explosion case. The basic mechanism needs to be identified to apply the blast load calculation method of vapor cloud explosion, and the relationship of the factors causi...
This paper is carried out to derive the appropriate blast load of vapor cloud explosion in plant facilities by applying abroad explosion case. The basic mechanism needs to be identified to apply the blast load calculation method of vapor cloud explosion, and the relationship of the factors causing the vapor cloud explosion is suggested. In the method of calculating the blast load of a vapor cloud explosion, VCE has different characteristics from the explosion caused by explosive such as TNT, ANFO, and causes the blast load in the form of pressure wave. The TNT-equivalent method presupposed shock wave such as detonation, and the multi-energy method presupposed pressure wave such as deflagration. Therefore, the behavior of the structure was compared by applying the actual case of vapor cloud explosion to analyze the adequacy and applicability of the blast load calculation method. SDOF analysis and nonlinear dynamic analysis were performed to compare the degree of deformation and damage of the selected structural members for the vapor cloud explosion cases. As a result, actual damage was closer if blast load was used under the multi-energy method than the TNT-equivalent method. Further, there are comprehensive and non-standardized shortcomings in the guidelines for selecting charge strength coefficients when using the multi-energy method. Therefore, based on shortcomings, improved guidelines are presented through expansion and modification of original guidelines. This was verified through nine cases of vapor cloud explosion, and compared with the actual explosion overpressure, more accurate results were confirmed in the improved guideline than the existing guideline.
This paper is carried out to derive the appropriate blast load of vapor cloud explosion in plant facilities by applying abroad explosion case. The basic mechanism needs to be identified to apply the blast load calculation method of vapor cloud explosion, and the relationship of the factors causing the vapor cloud explosion is suggested. In the method of calculating the blast load of a vapor cloud explosion, VCE has different characteristics from the explosion caused by explosive such as TNT, ANFO, and causes the blast load in the form of pressure wave. The TNT-equivalent method presupposed shock wave such as detonation, and the multi-energy method presupposed pressure wave such as deflagration. Therefore, the behavior of the structure was compared by applying the actual case of vapor cloud explosion to analyze the adequacy and applicability of the blast load calculation method. SDOF analysis and nonlinear dynamic analysis were performed to compare the degree of deformation and damage of the selected structural members for the vapor cloud explosion cases. As a result, actual damage was closer if blast load was used under the multi-energy method than the TNT-equivalent method. Further, there are comprehensive and non-standardized shortcomings in the guidelines for selecting charge strength coefficients when using the multi-energy method. Therefore, based on shortcomings, improved guidelines are presented through expansion and modification of original guidelines. This was verified through nine cases of vapor cloud explosion, and compared with the actual explosion overpressure, more accurate results were confirmed in the improved guideline than the existing guideline.
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