KR20190044368A - Angular structure with improved fracture toughness and manufacturing method and pressure tank - Google Patents

Angular structure with improved fracture toughness and manufacturing method and pressure tank Download PDF

Info

Publication number
KR20190044368A
KR20190044368A KR1020170136707A KR20170136707A KR20190044368A KR 20190044368 A KR20190044368 A KR 20190044368A KR 1020170136707 A KR1020170136707 A KR 1020170136707A KR 20170136707 A KR20170136707 A KR 20170136707A KR 20190044368 A KR20190044368 A KR 20190044368A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
corner
wall
stress
fracture toughness
improved fracture
Prior art date
Application number
KR1020170136707A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102035297B1 (en
Inventor
김병준
전종배
이욱진
김형찬
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020170136707A priority Critical patent/KR102035297B1/en
Publication of KR20190044368A publication Critical patent/KR20190044368A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102035297B1 publication Critical patent/KR102035297B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/004Details of vessels or of the filling or discharging of vessels for large storage vessels not under pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00Vessels not under pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/01Reinforcing or suspension means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/23Manufacturing of particular parts or at special locations
    • F17C2209/232Manufacturing of particular parts or at special locations of walls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146Two-phase
    • F17C2223/0153Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/01Improving mechanical properties or manufacturing
    • F17C2260/011Improving strength
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105Ships

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)

Abstract

The present invention relates to a square-shaped structure with improved fracture toughness and a manufacturing method thereof, and a square-shaped pressure tank, which can improve stability and reliability by dispersing stress focused on a corner of the square-shaped structure, including: a first wall body at which a first inner surface is formed; a second wall body which is connected to the first wall body, and at which a second inner surface is formed while being connected to the first inner surface around a first corner unit; and a first stress dispersion unit formed at the first corner unit so as to disperse stress focused on the first corner unit.

Description

파괴 인성이 개선된 각형 구조체와 제조 방법 및 각형 압력 탱크{Angular structure with improved fracture toughness and manufacturing method and pressure tank}Technical Field [0001] The present invention relates to a prismatic structure having improved fracture toughness, a manufacturing method thereof, and an angular structure with improved fracture toughness and manufacturing method and pressure tank,

본 발명은 파괴 인성이 개선된 각형 구조체와 제조 방법 및 각형 압력 탱크에 관한 것으로서, 더 상세하게는 각형 구조체의 모서리에 집중되는 응력을 분산하여 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 파괴 인성이 개선된 각형 구조체와 제조 방법 및 각형 압력 탱크에 관한 것이다.The present invention relates to a prismatic structure having improved fracture toughness, a manufacturing method thereof, and a prismatic pressure tank, and more particularly, to a prismatic prism having improved fracture toughness and improved stability and reliability by dispersing stress concentrated at corners of a prismatic structure A structure, a manufacturing method, and a square-shaped pressure tank.

액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 갖는다. 따라서, 천연가스 이송 시 LNG로 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있으며, 일 예로 LNG를 해상으로 수송(운반)할 수 있는 LNG 운반선이 사용되고 있다. 또한, 최근에 환경 문제 및 고유가로 인해 LNG를 추진 연료로 사용하는 PSV(Platform supply vessel), 여객선(Passenger ship), 벌크화물선, 컨테이너선, 화학제품운반선, 원유운반선, 정제유운반선 등의 선박이 증가하고 있다. 이에 따라, LNG 운반선 이나 LNG를 추진 연료로 사용하는 선박들은 LNG의 저장을 위해 압력탱크를 사용하고 있다.Liquefied natural gas (hereinafter referred to as "LNG") is a colorless transparent liquid obtained by cooling methane-based natural gas to about -162 ° C. and liquefying it. / 600. ≪ / RTI > Therefore, it is very efficient to transport liquefied LNG when transporting natural gas. For example, an LNG carrier that can transport (transport) LNG is used. In addition, shipments of PSV (platform supply vessel), passenger ship, bulk cargo ship, container ship, chemical ship carrier, crude oil carrier, refining oil carrier, etc., which use LNG as propellant fuel due to environmental problems and high oil prices, . Accordingly, ships using LNG carriers or LNG as propellant fuel use pressure tanks to store LNG.

일반적으로, 압력탱크의 형태는 실린더의 형태를 띠는 경우가 많다. 그 이유는 단면으로 보았을 때 원형이 압력을 견디는데 있어서 가장 좋은 형태이기 때문이다. 그러나, 압력탱크를 이용한 이송에서는 부피효율이 높아야 하는데, 육면체 형태의 압력탱크가 실린더 형태의 압력탱크에 비하여 부피효율이 최소 21% 에서 최대 50%나 더 큰 값을 가지고 있다. Generally, the shape of the pressure tank often takes the form of a cylinder. The reason is that the circular shape is the best form to withstand pressure when viewed in cross section. However, the volume efficiency must be high for transport using pressure tanks. The volume efficiency of the hexahedral pressure tanks is at least 21% to 50% greater than that of the cylinder type pressure tanks.

이와 같이, 부피효율을 가장 높이기 좋은 방법은 단면이 사각형인 압력탱크를 만드는 것인데, 그러나, 이러한 종래의 단면이 사각형인 육면체 형태의 각형 구조체로 이루어진 압력탱크는, 모서리 부근이 응력집중에 의해 파괴가 발생할 수 있다는 문제점이 있었다. 따라서, 각형 구조체에서는 모서리 부분 또는 각형 부분에 응력이 집중되어 구조적으로 취약점이 발생하기 때문에 각형 구조체의 우수한 저장용량의 장점에도 불구하고 사용에 제약이 있었다.As such, a method of maximizing the volumetric efficiency is to make a pressure tank having a square cross section. However, the conventional pressure tank made of a hexagonal prismatic rectangular structure having a square cross-section is disadvantageous in that, There is a problem that it can occur. Therefore, in the square structure, stress is concentrated on the corner portion or the square portion, which causes structural weakness. Therefore, despite the advantages of the excellent storage capacity of the square structure, there is a restriction in use.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, LNG 저장용 압력탱크 뿐만 아니라 각형의 저장탱크 및 압력용기에 적용할 수 있는 기술로써, 모서리에 집중되는 응력을 미세홈 가공기술로 응력 분산을 통해 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 파괴 인성이 개선된 각형 구조체와 제조 방법 및 각형 압력 탱크를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is to solve various problems including the above-mentioned problems, and it is a technology applicable to rectangular storage tanks and pressure vessels as well as pressure tanks for storing LNG, The present invention also provides a prismatic structure having improved fracture toughness, which can ensure stability and reliability through stress dispersion, a manufacturing method thereof, and a prismatic pressure tank. However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.

본 발명의 일 관점에 따르면, 파괴 인성이 개선된 각형 구조체가 제공된다. 상기 파괴 인성이 개선된 각형 구조체는, 제 1 내면이 형성되는 제 1 벽체; 상기 제 1 벽체와 연결되고, 제 1 모서리부를 경계로 상기 제 1 내면과 연결되는 제 2 내면이 형성되는 제 2 벽체; 및 상기 제 1 모서리부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 제 1 모서리부에 형성되는 제 1 응력 분산부;를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a prismatic structure having improved fracture toughness. The prismatic structure having improved fracture toughness includes: a first wall on which a first inner surface is formed; A second wall connected to the first wall and having a second inner surface connected to the first inner surface through a first corner; And a first stress dispersing portion formed on the first corner portion to disperse stress concentrated on the first corner portion.

상기 파괴 인성이 개선된 각형 구조체에서, 상기 제 1 응력 분산부는, 상기 제 1 내면에서 상기 제 2 내면으로 길게 연장되게 형성되는 적어도 하나 이상의 미세홈부일 수 있다.In the prismatic structure having improved fracture toughness, the first stress dispersing portion may be at least one or more fine groove portions formed to extend from the first inner surface to the second inner surface.

상기 파괴 인성이 개선된 각형 구조체에서, 상기 미세홈부는, 상기 제 1 내면에 형성되고, 상기 제 1 모서리부와 직각으로 형성되는 제 1 부분; 및 상기 제 2 내면에 형성되고, 상기 제 1 부분과 반대 방향으로 상기 제 1 모서리부와 직각으로 형성되는 제 2 부분;을 포함할 수 있다.In the prismatic structure having improved fracture toughness, the fine groove portion has a first portion formed on the first inner surface and formed at a right angle to the first corner portion; And a second portion formed on the second inner surface, the second portion being formed at right angles to the first corner in a direction opposite to the first portion.

상기 파괴 인성이 개선된 각형 구조체에서, 상기 미세홈부는, 상기 제 1 모서리부를 따라서 복수개가 일정한 거리로 이격되게 형성될 수 있다.In the prismatic structure having improved fracture toughness, a plurality of the fine grooves may be spaced apart from each other by a predetermined distance along the first corner.

상기 파괴 인성이 개선된 각형 구조체에서, 상기 제 1 벽체 및 상기 제 2 벽체와 연결되고, 제 2 모서리부 및 제 3 모서리부를 경계로 상기 제 1 내면 및 상기 제 2 내면과 연결되는 제 3 내면이 형성되는 제 3 벽체; 상기 제 2 모서리부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 제 2 모서리부에 형성되는 제 2 응력 분산부; 및 상기 제 3 모서리부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 제 3 모서리부에 형성되는 제 3 응력 분산부;를 더 포함할 수 있다.In the prismatic structure having improved fracture toughness, a third inner surface connected to the first wall and the second wall and connected to the first inner surface and the second inner surface at a boundary between the second corner and the third corner, A third wall formed; A second stress dispersing portion formed in the second corner portion to disperse stress concentrated in the second corner portion; And a third stress dispersing portion formed on the third corner portion so as to disperse stress concentrated on the third corner portion.

상기 파괴 인성이 개선된 각형 구조체에서, 상기 제 2 응력 분산부는, 상기 제 1 내면에서 상기 제 3 내면으로 길게 연장되게 형성되는 적어도 하나 이상의 미세홈부이고, 상기 제 3 응력 분산부는, 상기 제 2 내면에서 상기 제 3 내면으로 길게 연장되게 형성되는 적어도 하나 이상의 미세홈부일 수 있다.In the prismatic structure having improved fracture toughness, the second stress dispersing portion is at least one or more fine groove portions formed so as to extend from the first inner surface to the third inner surface, At least one or more fine grooves may be formed to extend from the first inner surface to the third inner surface.

상기 파괴 인성이 개선된 각형 구조체에서, 상기 제 1 모서리부, 상기 제 2 모서리부 및 상기 제 3 모서리부가 만나는 꼭짓점부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 꼭짓점부에 형성되는 제 4 응력 분산부;를 더 포함할 수 있다.A fourth stress distribution portion formed in the vertex portion so as to disperse stress concentrated on a vertex portion where the first edge portion, the second edge portion, and the third edge portion meet, in the prismatic structure having improved fracture toughness, ; ≪ / RTI >

상기 파괴 인성이 개선된 각형 구조체에서, 상기 제 4 응력 분산부는, 상기 제 1 내면에서 상기 제 2 내면을 거쳐 상기 제 3 내면으로 루프(Loop) 형상으로 이어지는 적어도 하나 이상의 루프 미세홈부일 수 있다.In the prismatic structure having improved fracture toughness, the fourth stress dispersing portion may be at least one loop fine groove portion extending from the first inner surface to the third inner surface through the second inner surface in a loop shape.

상기 파괴 인성이 개선된 각형 구조체에서, 상기 루프 미세홈부는, 상기 꼭짓점부의 중심 방향으로 복수개가 일정한 거리로 이격되게 형성될 수 있다.In the rectangular prism structure having improved fracture toughness, a plurality of the loop fine grooves may be spaced apart from each other by a predetermined distance in the center direction of the vertex portion.

상기 파괴 인성이 개선된 각형 구조체에서, 상기 제 4 응력 분산부는, 상기 꼭짓점부에 형성되는 원통 홀부 또는 구형 홀부일 수 있다.In the prismatic structure having improved fracture toughness, the fourth stress dispersing portion may be a cylindrical hole portion or a spherical hole portion formed in the vertex portion.

본 발명의 일 관점에 따르면, 파괴 인성이 개선된 각형 구조체의 제조 방법이 제공된다. 상기 파괴 인성이 개선된 각형 구조체의 제조 방법은, 제 1 내면이 형성되는 제 1 벽체와, 상기 제 1 벽체와 연결되고 제 1 모서리부를 경계로 상기 제 1 내면과 연결되는 제 2 내면이 형성되는 제 2 벽체를 형성하는 단계; 및 상기 제 1 모서리부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록, 상기 제 1 모서리부에 상기 제 1 내면에서 상기 제 2 내면으로 길게 연장되게 형성되는 적어도 하나 이상의 미세홈부로 이루어지는 제 1 응력 분산부를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a method of manufacturing a prismatic structure having improved fracture toughness is provided. A method for manufacturing a prismatic structure having improved fracture toughness includes the steps of forming a first wall on which a first inner surface is formed and a second inner surface connected to the first wall and connected to the first inner surface at a boundary between the first corner portions Forming a second wall; And a first stress dispersing portion formed of at least one fine groove portion formed to extend from the first inner surface to the second inner surface in the first corner portion so as to disperse stress concentrated on the first corner portion The method comprising the steps of:

상기 파괴 인성이 개선된 각형 구조체의 제조 방법에서, 상기 미세홈부는, 절삭 가공, 방전 가공 및 레이저 가공 중 어느 하나의 공정으로 형성될 수 있다.In the method of manufacturing a prismatic structure having improved fracture toughness, the fine groove portion may be formed by any one of cutting, discharging, and laser processing.

본 발명의 일 관점에 따르면, 파괴 인성이 개선된 각형 압력 탱크가 제공된다. 상기 파괴 인성이 개선된 각형 압력 탱크는, 제 1 내면이 형성되는 제 1 벽체; 상기 제 1 벽체와 연결되고, 제 1 모서리부를 경계로 상기 제 1 내면과 연결되는 제 2 내면이 형성되는 제 2 벽체; 상기 제 1 벽체 및 상기 제 2 벽체와 연결되고, 제 2 모서리부 및 제 3 모서리부를 경계로 상기 제 1 내면 및 상기 제 2 내면과 연결되는 제 3 내면이 형성되는 제 3 벽체; 상기 제 1 모서리부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 제 1 모서리부에 형성되는 제 1 응력 분산부; 상기 제 2 모서리부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 제 2 모서리부에 형성되는 제 2 응력 분산부; 및 상기 제 3 모서리부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 제 3 모서리부에 형성되는 제 3 응력 분산부;를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a prismatic pressure tank improved in fracture toughness. The prismatic pressure tank having improved fracture toughness includes: a first wall formed with a first inner surface; A second wall connected to the first wall and having a second inner surface connected to the first inner surface through a first corner; A third wall connected to the first wall and the second wall and having a third inner surface connected to the first inner surface and the second inner surface at a boundary between the second corner and the third corner; A first stress dispersing portion formed in the first corner portion to disperse stress concentrated on the first corner portion; A second stress dispersing portion formed in the second corner portion to disperse stress concentrated in the second corner portion; And a third stress dispersing portion formed on the third corner portion so as to disperse stress concentrated on the third corner portion.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 파괴 인성이 개선된 각형 구조체와 제조 방법 및 각형 압력 탱크에 따르면, LNG 저장용 압력탱크 뿐만 아니라 각형의 저장탱크 및 압력용기에 적용할 수 있는 기술로써, 모서리에 집중되는 응력을 미세홈 가공기술로 응력 분산을 통해 각형 구조체의 안정성 및 신뢰성을 용이하게 확보할 수 있다.According to the prismatic structure having improved fracture toughness, manufacturing method, and prismatic pressure tank according to an embodiment of the present invention, as described above, it is possible to use not only LNG storage pressure tanks but also prismatic storage tanks and pressure vessels Stability and reliability of the prismatic structure can be easily ensured through stress dispersion by micro-grooving technique of stress concentrated at corners.

이에 따라, 각형 구조체의 취약부위를 미세홈 가공만으로 파괴 인성을 향상시킴으로써, 각형 구조체의 가장 큰 단점인 구조체의 응력 집중현상에 의한 파괴를 간단한 방법으로 해소할 수 있는 효과를 가지는 파괴 인성이 개선된 각형 구조체와 제조 방법 및 각형 압력 탱크를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Accordingly, by improving the fracture toughness only by micro-grooving the fragile portion of the prismatic structure, it is possible to improve the fracture toughness, which has the effect of solving the destruction due to the stress concentration phenomenon of the structure, which is the biggest disadvantage of the prismatic structure, A square structure, a manufacturing method, and a rectangular pressure tank can be realized. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파괴 인성이 개선된 각형 구조체를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 파괴 인성이 개선된 각형 구조체의 제 1 응력 분산부를 나타내는 사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 파괴 인성이 개선된 각형 구조체의 제 1 응력 분산부를 나타내는 절단 단면도이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 파괴 인성이 개선된 각형 구조체의 제 1 응력 분산부 가공 전후의 시뮬레이션 결과를 나타내는 응력 분산도이다.
도 7 내지 도 9는 도 1의 파괴 인성이 개선된 각형 구조체의 제 4 응력 분산부를 나타내는 사시도들이다.
도 10 및 도 11은 도 9의 제 4 응력 분산부를 나타내는 절단 단면도들이다.
1 is a perspective view schematically showing a prismatic structure having improved fracture toughness according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a perspective view showing a first stress distribution portion of the prismatic structure having improved fracture toughness shown in Fig. 1;
Figs. 3 and 4 are cross-sectional views showing a first stress distribution portion of the prismatic structure having improved fracture toughness shown in Fig. 1; Fig.
Figs. 5 and 6 are stress dispersion diagrams showing simulation results before and after machining of the first stress dispersion portion of the prismatic structure with improved fracture toughness shown in Fig. 1. Fig.
FIGS. 7 to 9 are perspective views showing a fourth stress distribution portion of the prismatic structure having improved fracture toughness shown in FIG. 1; FIG.
Figs. 10 and 11 are cut-away sectional views showing the fourth stress dispersing portion of Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.The embodiments of the present invention are described in order to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified into various other forms, It is not limited to the embodiment. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the thickness and size of each layer are exaggerated for convenience and clarity of explanation.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings schematically showing ideal embodiments of the present invention. In the figures, for example, variations in the shape shown may be expected, depending on manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention should not be construed as limited to the particular shapes of the regions shown herein, but should include, for example, changes in shape resulting from manufacturing.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파괴 인성이 개선된 각형 구조체(100)를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 파괴 인성이 개선된 각형 구조체(100)의 제 1 응력 분산부(50)를 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 3 및 도 4는 도 1의 파괴 인성이 개선된 각형 구조체(100)의 제 1 응력 분산부(50)를 나타내는 절단 단면도이고, 도 5 및 도 6은 도 1의 파괴 인성이 개선된 각형 구조체(100)의 제 1 응력 분산부(50) 가공 전후의 시뮬레이션 결과를 나타내는 응력 분산도이다.FIG. 1 is a perspective view schematically showing a prismatic structure 100 improved in fracture toughness according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross- Fig. 3 and 4 are cross-sectional views showing a first stress distribution portion 50 of the prismatic structure 100 with improved fracture toughness in FIG. 1, and FIGS. 5 and 6 are cross- Is a stress dispersion diagram showing the results of simulation before and after the processing of the first stress distribution portion 50 of the prismatic structure 100. [

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 파괴 인성이 개선된 각형 구조체(100)는, 크게, 제 1 벽체(10)와, 제 2 벽체(20) 및 제 1 응력 분산부(50)를 포함할 수 있다.1, a prismatic structure 100 with improved fracture toughness according to an embodiment of the present invention includes a first wall 10, a second wall 20, and a first stress And a dispersion unit 50. [

도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 벽체(10)는, 제 1 내면(S1)이 형성되고, 제 2 벽체(20)는, 제 1 벽체(10)와 연결되고 제 1 모서리부(E1)를 경계로 제 1 내면(S1)과 연결되는 제 2 내면(S2)이 형성될 수 있다. 예컨대, 제 1 벽체(10) 및 제 2 벽체(20)는, 단면이 사각형인 육면체 형태의 각형 구조체(100)로 이루어진 압력탱크의 일부분으로써, 제 1 벽체(10)의 제 1 내면(S1) 및 제 2 벽체(20)의 제 2 내면(S2)이 상기 각형 구조체(100)의 내부 공간의 일부분을 이룰 수 있다.2, the first wall 10 is formed with a first inner surface S1, and the second wall 20 is connected to the first wall 10 and has a first edge E1, A second inner surface S2 connected to the first inner surface S1 may be formed. For example, the first wall 10 and the second wall 20 are part of a pressure tank made up of a hexagonal prismatic structure 100 having a rectangular cross-section. The first wall 10 and the second wall 20 are formed on the first inner surface S1 of the first wall 10, And the second inner surface S2 of the second wall 20 can form part of the inner space of the prismatic structure 100. [

더욱 구체적으로, 제 1 벽체(10) 및 제 2 벽체(20)는, 상기 내부 공간에 저장된 LNG 등의 압력을 견딜 수 있는 적절한 강도와 내구성을 갖는 구조체일 수 있다. 예컨대, 이러한 제 1 벽체(10) 및 제 2 벽체(20)는, 스틸, 스테인레스, 알루미늄, 마그네슘 및 아연 중 어느 하나 이상의 재질을 선택하여 구성되는 구조체일 수 있다. 그러나, 제 1 벽체(10) 및 제 2 벽체(20)는, 도 2에 반드시 국한되지 않고, 상기 내부 공간에 저장된 LNG 등의 압력을 견딜 수 있는 매우 다양한 재질의 부재들이 적용될 수 있다.More specifically, the first wall 10 and the second wall 20 may be a structure having adequate strength and durability to withstand the pressure of LNG or the like stored in the inner space. For example, the first wall 10 and the second wall 20 may be a structure selected from a material selected from the group consisting of steel, stainless steel, aluminum, magnesium, and zinc. However, the first wall 10 and the second wall 20 are not limited to those shown in Fig. 2, and members of extremely various materials capable of withstanding pressure of LNG stored in the inner space can be applied.

도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 응력 분산부(50)는, 제 1 모서리부(E1)에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 제 1 모서리부(E1)에 형성될 수 있다. 예컨대, 제 1 응력 분산부(50)는, 제 1 벽체(10)의 제 1 내면(S1)에서 제 2 벽체(20)의 제 2 내면(S2)으로 길게 연장되게 형성되는 적어도 하나 이상의 미세홈부(51)로 이루어질 수 있다. 이때, 적어도 하나 이상의 미세홈부(51)는, 제 1 모서리부(E1)를 따라서 복수개가 일정한 거리고 이격되게 형성될 수 있다. 또한, 미세홈부(51)의 개수, 미세홈부(51) 간의 간격, 미세홈부(51)의 폭과 길이 및 깊이 등의 규격은, 제 1 벽체(10) 및 제 2 벽체(20) 원재료의 규격과 강도 및 인성 등의 내부 특성을 고려하여 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.As shown in FIG. 2, the first stress dispersing portion 50 may be formed in the first edge portion E1 so as to disperse stress concentrated on the first edge portion E1. For example, the first stress dispersing portion 50 may include at least one or more fine grooves 50 formed to extend from the first inner surface S1 of the first wall 10 to the second inner surface S2 of the second wall 20, (51). At this time, a plurality of the at least one fine groove portions 51 may be spaced apart from each other by a predetermined distance along the first corner E1. The dimensions such as the number of the fine grooves 51, the distance between the fine grooves 51, the width, the length and the depth of the fine grooves 51 are not limited to the specifications of the raw materials of the first wall 10 and the second wall 20 And internal characteristics such as strength and toughness, and can be appropriately selected according to need.

더욱 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 미세홈부(51)는, 제 1 내면(S1)에 형성되고 제 1 모서리부(E1)와 직각으로 형성되는 제 1 부분(51a) 및 제 2 내면(S2)에 형성되고, 제 1 부분(51a)과 반대 방향으로 제 1 모서리부(E1)와 직각으로 형성되는 제 2 부분(51b)을 포함할 수 있다.3, the fine groove portion 51 includes a first portion 51a formed on the first inner surface S1 and formed at right angles to the first corner portion E1, And a second portion 51b that is formed in the second portion S2 and is formed at a right angle to the first edge E1 in a direction opposite to the first portion 51a.

예컨대, 제 1 부분(51a)과 제 2 부분(51b)이 수직 방향으로 만나서 미세홈부(51)의 단면이 전체적으로 "ㄴ"자 형상으로 이루어질 수 있다. 이때, 도시되진 않았지만 제 1 부분(51a)과 제 2 부분(51b)이 만나는 부분의 모서리부에 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있도록 상기 모서리부에 라운드 형상이 형성될 수 있다. 이러한 제 1 부분(51a) 및 제 2 부분(52b)은, 절삭 가공, 방전 가공 및 레이저 가공 중 어느 하나의 공정을 이용한 간단한 기계적 가공만으로 형성될 수 있다.For example, the first portion 51a and the second portion 51b may meet in the vertical direction so that the cross section of the fine groove portion 51 may be formed as a whole. At this time, although not shown, a round shape may be formed in the corner portion to prevent stress from concentrating on a corner portion where the first portion 51a and the second portion 51b meet. The first portion 51a and the second portion 52b can be formed by simple mechanical processing using any one of cutting, discharging, and laser processing.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 응력 분산부(50)의 미세 홈부(52)는 단면 형상이 전체적으로 원형 형상으로 형성될 수도 있다. 이에 따라, 미세 홈부(52)가 전체적으로 원형 형상으로 이루어져서, 미세 홈부(52)에 모서리부가 형성되지 않음으로써, 미세 홈부(52) 내에서도 응력이 집중되는 현상이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이러한 미세 홈부(52)는 원형 톱날 등과 같은 가공툴로 용이하게 가공할 수 있어 기계적 가공 시간을 더욱 단축하는 효과를 가질 수 있다.4, the fine grooves 52 of the first stress dispersing unit 50 may have a circular cross-sectional shape as a whole. As a result, since the fine groove portion 52 is formed in a circular shape as a whole and no corner portion is formed in the fine groove portion 52, it is possible to effectively prevent a phenomenon that stress concentrates even in the fine groove portion 52. [ This fine groove portion 52 can be easily machined by a machining tool such as a circular saw blade or the like, so that the machining time can be further shortened.

이와 같이, 파괴 인성이 개선된 각형 구조체(100)의 제조 방법은, 제 1 내면(S1)이 형성되는 제 1 벽체(10)와, 제 1 벽체(10)와 연결되고 제 1 모서리부(E1)를 경계로 제 1 내면(S1)과 연결되는 제 2 내면(S2)이 형성되는 제 2 벽체(20)를 형성하는 단계 및 제 1 모서리부(E1)에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록, 제 1 모서리부(E1)에 제 1 내면(S1)에서 제 2 내면(S2)으로 길게 연장되게 형성되는 적어도 하나 이상의 미세홈부(51)로 이루어지는 제 1 응력 분산부(50)를 형성하는 단계를 포함하고, 이때, 미세홈부(51)는, 절삭 가공, 방전 가공 및 레이저 가공 중 어느 하나의 공정으로 형성될 수 있다.The method for manufacturing the prismatic structure 100 with improved fracture toughness includes the first wall 10 on which the first inner surface S1 is formed and the second wall 10 connected to the first wall 10, And a second inner surface S2 connected to the first inner surface S1 at a boundary between the first inner surface S1 and the first inner surface S1, The step of forming the first stress dispersing portion 50 including the at least one fine groove portion 51 formed to extend from the first inner surface S1 to the second inner surface S2 at the first corner E1 At this time, the fine groove portion 51 may be formed by any one of cutting, discharging, and laser processing.

이에 따라, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 각형 구조체(100)에 미세홈부(51)로 이루어진 제 1 응력 분산부(50)의 가공 전/후 시뮬레이션 결과 미세홈부(51) 가공 후 제 1 모서리부(E1)의 응력이 효과적으로 분산되는 것을 확인할 수 있다. 이때, 미세홈부(51)에 응력이 더욱 집중되어 미세홈부(51)가 진전 할 경우 미세홈부(51)에 의한 응력 분산 효과는 더욱 증대될 수 있으며, 이에 따라, 제 1 모서리부(E1)의 파괴 인성 향상 효과는 더욱 극대화될 수 있다.5 and 6, before and after the simulation of the first stress distribution portion 50 made up of the fine groove portions 51 in the prism structure 100, It can be confirmed that the stress at one edge E1 is effectively dispersed. At this time, when stress is more concentrated on the fine groove portion 51 and the fine groove portion 51 advances, the effect of stress dispersion by the fine groove portion 51 can be further increased. Accordingly, the stress applied to the first edge portion E1 The fracture toughness improving effect can be further maximized.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 파괴 인성이 개선된 각형 구조체(100)는, LNG 저장용 압력탱크 뿐만 아니라 각형의 저장탱크 및 압력용기에 적용할 수 있는 기술로써, 모서리에 집중되는 응력을 미세홈 가공기술로 응력 분산을 통해 각형 구조체의 안정성 및 신뢰성을 용이하게 확보할 수 있다.Accordingly, the prismatic structure 100 having improved fracture toughness according to an embodiment of the present invention is applicable to rectangular storage tanks and pressure vessels as well as pressure tanks for storing LNG. Stability and reliability of the prismatic structure can be easily secured through the stress dispersion by the fine groove processing technique.

그러므로, 각형 구조체의 취약부위를 미세홈 가공만으로 파괴 인성을 향상시킴으로써, 각형 구조체의 가장 큰 단점인 구조체의 응력 집중현상에 의한 파괴를 간단한 방법으로 해소할 수 있는 효과를 가질 수 있다. 이에 따라, 파괴 인성이 향상된 각형 구조체로 이루어진 압력탱크를 LNG 운송용 선반이나 LNG를 추진 연료로 사용하는 선박에 적용함으로써, 압력탱크의 안전성을 보장하면서 LNG의 저장 부피효율을 높이고 선박의 공간을 더욱 효율적으로 사용할 수 있다.Therefore, by improving the fracture toughness only by micro-grooving the fragile portion of the prismatic structure, it is possible to eliminate the destruction due to the stress concentration phenomenon, which is the biggest disadvantage of the prismatic structure, by a simple method. Accordingly, by applying a pressure tank made of a prismatic structure having improved fracture toughness to a ship using LNG transportation shelves or LNG as a propellant fuel, it is possible to enhance the storage volume efficiency of the LNG while ensuring the safety of the pressure tank, Can be used.

또한, 이와 같은 파괴 인성이 개선된 각형 구조체(100)는, 극저온 환경에서 높은 기계적 특성을 요구하는 석유/가스 운송 파이프, 에틸렌, LPG 등의 저장용기, 오일샌드 슬러리 파이프용 강관, LNG 컨테이너 화물창 구조 및 이와 유사한 다양한 해상 운송 또는 석유화학 플랜트 등에 다양한 응용이 가능할 수 있다.The prismatic structure 100 having improved fracture toughness can be used as an oil / gas transportation pipe requiring high mechanical properties in a cryogenic environment, a storage vessel such as ethylene or LPG, a steel pipe for an oil sand slurry pipe, a LNG container cargo hold structure And similar marine transportation or petrochemical plants.

도 7 내지 도 9는 도 1의 파괴 인성이 개선된 각형 구조체(100)의 제 4 응력 분산부(60)를 나타내는 사시도들이고, 도 10 및 도 11은 도 9의 제 4 응력 분산부(60)를 나타내는 절단 단면도들이다.FIGS. 7 to 9 are perspective views showing a fourth stress dispersing portion 60 of the prismatic structure 100 with improved fracture toughness in FIG. 1, and FIGS. 10 and 11 are perspective views showing the fourth stress dispersing portion 60 of FIG. Fig.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 파괴 인성이 개선된 각형 구조체(100)는, 제 1 벽체(10) 및 제 2 벽체(20)와 연결되고, 제 2 모서리부(E2) 및 제 3 모서리부(E3)를 경계로 제 1 내면(S1) 및 제 2 내면(S2)과 연결되는 제 3 내면(S3)이 형성되는 제 3 벽체(30)와, 제 2 모서리부(E2)에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 제 2 모서리부(E2)에 형성되는 제 2 응력 분산부 및 제 3 모서리부(E3)에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 제 3 모서리부(E3)에 형성되는 제 3 응력 분산부를 더 포함할 수 있다.7, the prismatic structure 100 with improved fracture toughness according to an embodiment of the present invention is connected to the first wall 10 and the second wall 20, and the second corner portion A third wall 30 formed with a third inner surface S3 connected to the first inner surface S1 and the second inner surface S2 at a boundary between the second corner portion E2 and the third corner portion E3, (E3) so as to disperse the stress concentrated on the second stress dispersing portion and the third edge portion (E3) formed on the second edge portion (E2) so as to disperse the stress concentrated on the third edge portion (E2) And a third stress dispersing portion formed on the first stress dispersing portion.

더욱 구체적으로, 상기 제 2 응력 분산부는, 제 1 내면(S1)에서 제 3 내면(S3)으로 길게 연장되게 형성되는 적어도 하나 이상의 미세홈부이고, 상기 제 3 응력 분산부는, 제 2 내면(S2)에서 제 3 내면(S3)으로 길게 연장되게 형성되는 적어도 하나 이상의 미세홈부일 수 있다. 여기서, 상기 제 2 응력 분산부 및 상기 제 3 응력 분산부의 상기 미세홈부는, 제 1 응력 분산부(50)의 미세홈부(51)와 그 구성 및 역할이 동일할 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다.More specifically, the second stress dispersing portion is at least one or more fine groove portions formed so as to extend from the first inner surface S1 to the third inner surface S3, and the third stress dispersing portion includes a second inner surface S2, At least one or more fine grooves may be formed to extend from the first inner surface S3 to the third inner surface S3. Here, the fine grooves of the second stress dispersing unit and the third stress dispersing unit may have the same structure and function as those of the fine grooves 51 of the first stress dispersing unit 50. Therefore, detailed description is omitted.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 모서리부(E1), 제 2 모서리부(E2) 및 제 3 모서리부(E3)가 만나는 꼭짓점부(V)에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 꼭짓점부(V)에 제 4 응력 분산부(60)가 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로, 제 4 응력 분산부(60)는, 제 1 내면(S1)에서 제 2 내면(S2)을 거쳐 제 3 내면(S3)으로 루프(Loop) 형상으로 이어지는 적어도 하나 이상의 루프 미세홈부(61)일 수 있다.7, in order to disperse the stress concentrated on the vertex V at which the first edge E1, the second edge E2 and the third edge E3 meet, And the fourth stress dispersing portion 60 may be formed in the portion V. [ More specifically, the fourth stress dispersing portion 60 includes at least one loop fine groove portion (hereinafter referred to as " loop stressed portion ") extending from the first inner surface S1 to the third inner surface S3 via the second inner surface S2, 61).

이때, 루프 미세홈부(61)는, 꼭짓점부(V)의 중심 방향으로 복수개가 일정한 거리로 이격되게 형성될 수 있으며, 각 내면(S1, S2, S3)에 형성된 루프 미세홈부(61)는 각각 직선 형상(61a)으로 형성될 수 있다. 이외에도, 도 8에 도시된 바와 같이, 각 내면(S1, S2, S3)에 형성된 루프 미세홈부(61)는, 각각 원호 형상(61b)로 형성될 수도 있다. 이러한 루프 미세홈부(61)는, 절삭 가공, 방전 가공 및 레이저 가공 중 어느 하나의 공정을 이용한 간단한 기계적 가공만으로 형성될 수 있다.At this time, a plurality of the loop fine grooves 61 may be spaced apart from each other by a predetermined distance in the center direction of the vertex portion V, and the loop fine grooves 61 formed on the inner surfaces S1, S2, And may be formed into a straight shape 61a. 8, the loop fine groove portions 61 formed on the inner surfaces S1, S2, and S3 may be formed as arc shapes 61b, respectively. The loop fine groove portion 61 can be formed by simple mechanical processing using any one of cutting, discharging and laser machining.

또한, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제 4 응력 분산부(60)는, 꼭짓점부(V)에 형성되는 원통 홀부(62)일 수 있으며, 도 11에 도시된 바와 같이, 꼭짓점부(V)에 형성되는 구형 홀부(63)일 수도 있다. 이러한 제 4 응력 분산부(60)의 원통 홀부(62) 또는 구형 홀부(63)는, 엔드밀 또는 구형(Globular shape) 드릴을 이용한 기계 가공만으로도 용이하게 형성할 수 있으므로, 제 4 응력 분산부(60)의 형성을 더욱 간단하게 할 수 있다.9 and 10, the fourth stress dispersing portion 60 may be a cylindrical hole portion 62 formed in the vertex portion V, and as shown in FIG. 11, Or a spherical hole portion 63 formed in the vane. Since the cylindrical hole portion 62 or the spherical hole portion 63 of the fourth stress distribution portion 60 can be easily formed only by machining using an end mill or a globular shape drill, 60 can be further simplified.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 파괴 인성이 개선된 각형 구조체(100)는, LNG 저장용 압력탱크 뿐만 아니라 각형의 저장탱크 및 압력용기에 적용할 수 있는 기술로써, 모서리뿐만 아니라 꼭짓점에 집중되는 응력을 미세홈 가공기술로 응력 분산을 통해 각형 구조체의 안정성 및 신뢰성을 용이하게 확보할 수 있다.Accordingly, the prismatic structure 100 having improved fracture toughness according to an embodiment of the present invention is applicable to rectangular storage tanks and pressure vessels as well as pressure tanks for storing LNG. And the stability and reliability of the prismatic structure can be easily secured through the stress dispersion by the fine groove processing technique.

그러므로, 각형 구조체의 취약부위를 미세홈 가공만으로 파괴 인성을 향상시킴으로써, 각형 구조체의 가장 큰 단점인 구조체의 응력 집중현상에 의한 파괴를 간단한 방법으로 해소할 수 있는 효과를 가질 수 있다. 이에 따라, 파괴 인성이 향상된 각형 구조체로 이루어진 압력탱크를 LNG 운송용 선반이나 LNG를 추진 연료로 사용하는 선박에 적용함으로써, 압력탱크의 안전성을 보장하면서 LNG의 저장 부피효율을 높이고 선박의 공간을 더욱 효율적으로 사용할 수 있다.Therefore, by improving the fracture toughness only by micro-grooving the fragile portion of the prismatic structure, it is possible to eliminate the destruction due to the stress concentration phenomenon, which is the biggest disadvantage of the prismatic structure, by a simple method. Accordingly, by applying a pressure tank made of a prismatic structure having improved fracture toughness to a ship using LNG transportation shelves or LNG as a propellant fuel, it is possible to enhance the storage volume efficiency of the LNG while ensuring the safety of the pressure tank, Can be used.

또한, 이와 같은 파괴 인성이 개선된 각형 구조체(100)는, 극저온 환경에서 높은 기계적 특성을 요구하는 석유/가스 운송 파이프, 에틸렌, LPG 등의 저장용기, 오일샌드 슬러리 파이프용 강관, LNG 컨테이너 화물창 구조 및 이와 유사한 다양한 해상 운송 또는 석유화학 플랜트 등에 다양한 응용이 가능할 수 있다.The prismatic structure 100 having improved fracture toughness can be used as an oil / gas transportation pipe requiring high mechanical properties in a cryogenic environment, a storage vessel such as ethylene or LPG, a steel pipe for an oil sand slurry pipe, a LNG container cargo hold structure And similar marine transportation or petrochemical plants.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10: 제 1 벽체
20: 제 2 벽체
30: 제 3 벽체
50: 제 1 응력 분산부
60: 제 2 응력 분산부
S1: 제 1 내면
S2: 제 2 내면
S3: 제 3 내면
E1: 제 1 모서리부
E2: 제 2 모서리부
E3: 제 3 모서리부
V: 꼭짓점부
100: 파괴 인성이 개선된 각형 구조체
10: first wall
20: second wall
30: Third wall
50: first stress dispersion portion
60: second stress distribution portion
S1: First inner surface
S2: second inner surface
S3: Third inner surface
E1: first corner portion
E2: second corner portion
E3: Third corner portion
V: Corner portion
100: Angular structure with improved fracture toughness

Claims (13)

제 1 내면이 형성되는 제 1 벽체;
상기 제 1 벽체와 연결되고, 제 1 모서리부를 경계로 상기 제 1 내면과 연결되는 제 2 내면이 형성되는 제 2 벽체; 및
상기 제 1 모서리부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 제 1 모서리부에 형성되는 제 1 응력 분산부;
를 포함하는, 파괴 인성이 개선된 각형 구조체.
A first wall on which a first inner surface is formed;
A second wall connected to the first wall and having a second inner surface connected to the first inner surface through a first corner; And
A first stress dispersing portion formed in the first corner portion to disperse stress concentrated on the first corner portion;
Wherein the structure has an improved fracture toughness.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 응력 분산부는,
상기 제 1 내면에서 상기 제 2 내면으로 길게 연장되게 형성되는 적어도 하나 이상의 미세홈부인, 파괴 인성이 개선된 각형 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the first stress dispersing portion comprises:
And at least one or more fine grooves formed to extend from the first inner surface to the second inner surface to improve the fracture toughness.
제 2 항에 있어서,
상기 미세홈부는,
상기 제 1 내면에 형성되고, 상기 제 1 모서리부와 직각으로 형성되는 제 1 부분; 및
상기 제 2 내면에 형성되고, 상기 제 1 부분과 반대 방향으로 상기 제 1 모서리부와 직각으로 형성되는 제 2 부분;
를 포함하는, 파괴 인성이 개선된 각형 구조체.
3. The method of claim 2,
The micro-
A first portion formed on the first inner surface and formed at a right angle to the first corner; And
A second portion formed on the second inner surface and formed at a right angle to the first corner in a direction opposite to the first portion;
Wherein the structure has an improved fracture toughness.
제 2 항에 있어서,
상기 미세홈부는,
상기 제 1 모서리부를 따라서 복수개가 일정한 거리로 이격되게 형성되는, 파괴 인성이 개선된 각형 구조체.
3. The method of claim 2,
The micro-
Wherein a plurality of the protrusions are spaced apart from each other by a predetermined distance along the first corner.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 벽체 및 상기 제 2 벽체와 연결되고, 제 2 모서리부 및 제 3 모서리부를 경계로 상기 제 1 내면 및 상기 제 2 내면과 연결되는 제 3 내면이 형성되는 제 3 벽체;
상기 제 2 모서리부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 제 2 모서리부에 형성되는 제 2 응력 분산부; 및
상기 제 3 모서리부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 제 3 모서리부에 형성되는 제 3 응력 분산부;
를 더 포함하는, 파괴 인성이 개선된 각형 구조체.
The method according to claim 1,
A third wall connected to the first wall and the second wall and having a third inner surface connected to the first inner surface and the second inner surface at a boundary between the second corner and the third corner;
A second stress dispersing portion formed in the second corner portion to disperse stress concentrated in the second corner portion; And
A third stress disperser formed in the third corner portion to disperse stress concentrated in the third corner portion;
Further comprising: an elongate structure having improved fracture toughness.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 응력 분산부는, 상기 제 1 내면에서 상기 제 3 내면으로 길게 연장되게 형성되는 적어도 하나 이상의 미세홈부이고,
상기 제 3 응력 분산부는, 상기 제 2 내면에서 상기 제 3 내면으로 길게 연장되게 형성되는 적어도 하나 이상의 미세홈부인, 파괴 인성이 개선된 각형 구조체.
6. The method of claim 5,
Wherein the second stress dispersing portion is at least one or more fine groove portions formed to extend from the first inner surface to the third inner surface,
Wherein the third stress dispersing portion is at least one or more fine grooves formed to extend from the second inner surface to the third inner surface.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 모서리부, 상기 제 2 모서리부 및 상기 제 3 모서리부가 만나는 꼭짓점부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 꼭짓점부에 형성되는 제 4 응력 분산부;
를 더 포함하는, 파괴 인성이 개선된 각형 구조체.
6. The method of claim 5,
A fourth stress dispersing portion formed in the vertex portion to disperse stress concentrated on the vertex portion where the first edge portion, the second edge portion, and the third edge portion meet;
Further comprising: an elongate structure having improved fracture toughness.
제 7 항에 있어서,
상기 제 4 응력 분산부는,
상기 제 1 내면에서 상기 제 2 내면을 거쳐 상기 제 3 내면으로 루프(Loop) 형상으로 이어지는 적어도 하나 이상의 루프 미세홈부인, 파괴 인성이 개선된 각형 구조체.
8. The method of claim 7,
Wherein the fourth stress dispersing portion comprises:
And at least one loop fine groove portion extending from the first inner surface to the third inner surface through the second inner surface in a loop shape.
제 8 항에 있어서,
상기 루프 미세홈부는,
상기 꼭짓점부의 중심 방향으로 복수개가 일정한 거리로 이격되게 형성되는, 파괴 인성이 개선된 각형 구조체.
9. The method of claim 8,
The loop micro-
Wherein a plurality of the protrusions are spaced apart from each other by a predetermined distance in the center direction of the vertex portion.
제 7 항에 있어서,
상기 제 4 응력 분산부는,
상기 꼭짓점부에 형성되는 원통 홀부 또는 구형 홀부인, 파괴 인성이 개선된 각형 구조체.
8. The method of claim 7,
Wherein the fourth stress dispersing portion comprises:
And a cylindrical hole portion or a spherical hole portion formed in the vertex portion.
제 1 내면이 형성되는 제 1 벽체와, 상기 제 1 벽체와 연결되고 제 1 모서리부를 경계로 상기 제 1 내면과 연결되는 제 2 내면이 형성되는 제 2 벽체를 형성하는 단계; 및
상기 제 1 모서리부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록, 상기 제 1 모서리부에 상기 제 1 내면에서 상기 제 2 내면으로 길게 연장되게 형성되는 적어도 하나 이상의 미세홈부로 이루어지는 제 1 응력 분산부를 형성하는 단계;
를 포함하는, 파괴 인성이 개선된 각형 구조체의 제조 방법.
Forming a first wall on which a first inner surface is formed and a second wall connected to the first wall and formed with a second inner surface bounded by the first inner surface at a boundary between the first edge and the first wall; And
And a first stress dispersing portion formed of at least one fine groove portion formed to extend from the first inner surface to the second inner surface to the first corner portion so as to disperse stress concentrated in the first corner portion step;
Wherein the fracture toughness is improved.
제 11 항에 있어서,
상기 미세홈부는,
절삭 가공, 방전 가공 및 레이저 가공 중 어느 하나의 공정으로 형성되는, 파괴 인성이 개선된 각형 구조체의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
The micro-
A method of manufacturing a prismatic structure having improved fracture toughness, which is formed by any one of cutting, discharging, and laser processing.
제 1 내면이 형성되는 제 1 벽체;
상기 제 1 벽체와 연결되고, 제 1 모서리부를 경계로 상기 제 1 내면과 연결되는 제 2 내면이 형성되는 제 2 벽체;
상기 제 1 벽체 및 상기 제 2 벽체와 연결되고, 제 2 모서리부 및 제 3 모서리부를 경계로 상기 제 1 내면 및 상기 제 2 내면과 연결되는 제 3 내면이 형성되는 제 3 벽체;
상기 제 1 모서리부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 제 1 모서리부에 형성되는 제 1 응력 분산부;
상기 제 2 모서리부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 제 2 모서리부에 형성되는 제 2 응력 분산부; 및
상기 제 3 모서리부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 제 3 모서리부에 형성되는 제 3 응력 분산부;
를 포함하는, 파괴 인성이 개선된 각형 압력 탱크.
A first wall on which a first inner surface is formed;
A second wall connected to the first wall and having a second inner surface connected to the first inner surface through a first corner;
A third wall connected to the first wall and the second wall and having a third inner surface connected to the first inner surface and the second inner surface at a boundary between the second corner and the third corner;
A first stress dispersing portion formed in the first corner portion to disperse stress concentrated on the first corner portion;
A second stress dispersing portion formed in the second corner portion to disperse stress concentrated in the second corner portion; And
A third stress disperser formed in the third corner portion to disperse stress concentrated in the third corner portion;
Wherein said pressure tank has an improved fracture toughness.
KR1020170136707A 2017-10-20 2017-10-20 Angular structure with improved fracture toughness and manufacturing method and pressure tank KR102035297B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170136707A KR102035297B1 (en) 2017-10-20 2017-10-20 Angular structure with improved fracture toughness and manufacturing method and pressure tank

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170136707A KR102035297B1 (en) 2017-10-20 2017-10-20 Angular structure with improved fracture toughness and manufacturing method and pressure tank

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190044368A true KR20190044368A (en) 2019-04-30
KR102035297B1 KR102035297B1 (en) 2019-10-22

Family

ID=66285729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170136707A KR102035297B1 (en) 2017-10-20 2017-10-20 Angular structure with improved fracture toughness and manufacturing method and pressure tank

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102035297B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060088151A (en) * 2005-02-01 2006-08-04 주성엔지니어링(주) Edge frame and handling apparatus for substrate comprising the same
KR20140101822A (en) * 2011-12-12 2014-08-20 베수비우스 프랑스, 에스. 아. Crucible for the production of crystalline semiconductor ingots and process for manufacturing the same
KR101501336B1 (en) * 2013-01-29 2015-03-11 인하대학교 산학협력단 Inside edge structure of ship block
KR20160001511A (en) * 2014-06-27 2016-01-06 대우조선해양 주식회사 Floating Unit with Stress Distribution Structure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060088151A (en) * 2005-02-01 2006-08-04 주성엔지니어링(주) Edge frame and handling apparatus for substrate comprising the same
KR20140101822A (en) * 2011-12-12 2014-08-20 베수비우스 프랑스, 에스. 아. Crucible for the production of crystalline semiconductor ingots and process for manufacturing the same
KR101501336B1 (en) * 2013-01-29 2015-03-11 인하대학교 산학협력단 Inside edge structure of ship block
KR20160001511A (en) * 2014-06-27 2016-01-06 대우조선해양 주식회사 Floating Unit with Stress Distribution Structure

Also Published As

Publication number Publication date
KR102035297B1 (en) 2019-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150141982A (en) Lng carrier or lpg carrier
CN106005271B (en) Liquid gas accommodates tank and ship
KR20200123157A (en) Fluid-tight vessel wall with sealing membrane including reinforcement zones
KR101774112B1 (en) Device for storing liquefied natural gas
CN103448874A (en) Self-balancing tank ship used for transporting liquefied petroleum gas
EP3455542B1 (en) Tank arrangement
EP2985219A1 (en) Lng carrier
KR20190044368A (en) Angular structure with improved fracture toughness and manufacturing method and pressure tank
KR101246904B1 (en) Liquid cargo storage tank and ship having the same
WO2005113328A1 (en) Single-compartment liquefied natural gas carrier
CN203528756U (en) Self-balancing tank ship used for transporting LPG
KR100657544B1 (en) Pressure Vessel
KR20190088789A (en) Gas Fuelled Container Carrier
EP3733500B1 (en) Membrane bonding structure and liquefied gas storage tank comprising same
KR101444316B1 (en) Anti Sloshing Apparatus
KR20160039055A (en) Cargo tank for ship
KR20220000431A (en) Floating structure having hybrid cargo tank
KR100751895B1 (en) Pressure Vessel
KR101936909B1 (en) Liquefied gas storage tank of marine structure
KR102647304B1 (en) Independent typed lng storage tank
KR102469329B1 (en) Liquefied gas storage tank
KR101784913B1 (en) Liquid storage tank for ship
KR102017911B1 (en) Structure for cargo tank
KR102222841B1 (en) Ship
KR20210098802A (en) Liquefied gas storage tank of marine structure

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant