KR970005076B1 - Method for manufacturing a membrane for a gas tank - Google Patents

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KR970005076B1 KR1019940011803A KR19940011803A KR970005076B1 KR 970005076 B1 KR970005076 B1 KR 970005076B1 KR 1019940011803 A KR1019940011803 A KR 1019940011803A KR 19940011803 A KR19940011803 A KR 19940011803A KR 970005076 B1 KR970005076 B1 KR 970005076B1
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Abstract

The membrane structure is a ring knot membrane having a ring knot separated from a rumple in the part of a board member. The membrane structure includes four rumples(10) having a front indented part(11) in the straight line towards an anchor bolt fixing hole(9) from an outer edge(1) of the board member(a), and the ring knot(2) being apart from the front indented part(11) at a predetermined distance and having a ring-shaped outer surface(5) and a ring-shaped inner surface(4) symmetrical to the ring-shaped outer surface(5).

Description

액화천연가스 저장 탱크용 멤브레인 구조 및 그 제조방법Membrane Structure for LNG Tank and Manufacturing Method

제1도 내지 제5도는 종래의 멤브레인 구조를 도시한 도면으로서,1 to 5 show a conventional membrane structure,

제1도는 단일주름의 벌집구조형의 멤브레인 구조를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing a membrane structure of a single wrinkled honeycomb structured type.

제2도는 삼각 및 사각주름의 조합형의 멤브레인 구조를 도시한 사시도.2 is a perspective view showing a membrane structure of a combination of triangular and square wrinkles.

제3도는 단일 삼각주름식 멤브레인 구조를 도시한 사시도.3 is a perspective view showing a single triangular pleated membrane structure.

제4도는 단일 삼각주름식 멤브레인 구조를 도시한 사시도.4 is a perspective view showing a single triangular pleated membrane structure.

제5도는 이중평형 주름식 멤브레인 구조를 도시한 사시도.5 is a perspective view of a bi-flat corrugated membrane structure.

제6도는 링마디식 멤브레인 구조를 도시한 사시도.6 is a perspective view showing a ring joint membrane structure.

제7도는 본 발명의 분리된 링마디식 멤브레인 구조를 도시한 사시도.Figure 7 is a perspective view of the separated ring joint membrane structure of the present invention.

제8도는 제6도의 평면도.8 is a plan view of FIG.

제9도는 링마디식 멤브레인의 유한 요소망.9 is a finite element network of ring-node membranes.

제10도는 멤브레인의 경계조건도.10 is a boundary condition diagram of a membrane.

제11도는 링마디식 멤브레인의 등가 폰 마이스 응력.11 shows the equivalent von mouse stresses of ring-node membranes.

제12도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 1의 상면에서의 등가 폰 마이스 응력.FIG. 12 is the equivalent von mouse stress at the top of the separated ring-node membrane type 1 according to the present invention.

제13도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 1의 중립면에서의 등가 폰 마이스 응력.Figure 13 is an equivalent von mouse stress at the neutral plane of the separated ring-node membrane type 1 according to the present invention.

제14도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 2의 상면에서의 등가 폰 마이스 응력.14 is an equivalent von mouse stress on the top surface of a separate ring-node membrane type 2 according to the present invention.

제15도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 2의 중립면에서의 등가 폰 마이스 응력.Figure 15 is an equivalent von mouse stress at the neutral plane of the separated ring-node membrane type 2 according to the present invention.

제16도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 3의 상면에서의 등가 폰 마이스 응력.FIG. 16 is an equivalent von mouse stress on the top surface of an isolated ring-node membrane type 3 according to the present invention.

제17도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 3의 중립면에서의 등가 폰 마이스 응력.FIG. 17 is the equivalent von mouse stress at the neutral plane of the separated ring-node membrane type 3 according to the present invention.

제18도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 4의 상면에서의 등가 폰 마이스 응력.18 is an equivalent von mouse stress on the top surface of an isolated ring-node membrane type 4 according to the present invention.

제19도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 4의 중립면에서의 등가 폰 마이스 응력.19 is an equivalent von mouse stress at the neutral plane of the separated ring-node membrane type 4 according to the present invention.

제20도는 좌표.20 is coordinates.

제21도는 링마디식 멤브레인의 제20도의 AB 선에 따른 응력분포도.FIG. 21 is a stress distribution along line AB of FIG. 20 of a ring-node membrane.

제22도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 1의 제20도의 AB 선에 따른 응력분포도.22 is a stress distribution diagram along line AB of FIG. 20 of the separated ring-node membrane type 1 according to the present invention.

제23도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 2의 제20도의 AB 선에 따른 응력분포도.23 is a stress distribution diagram along line AB of FIG. 20 of the separated ring-node membrane type 2 according to the present invention.

제24도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 3의 제20도의 AB 선에 따른 응력분포도.FIG. 24 is a stress distribution diagram along line AB of FIG. 20 of the separated ring-node membrane type 3 according to the present invention. FIG.

제25도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 4의 제20도의 AB 선에 따른 응력분포도.25 is a stress distribution diagram along line AB of FIG. 20 of the separated ring-node membrane type 4 according to the present invention.

제26도는 링마디식 멤브레인의 제20도의 AC 선에 따른 응력분포도.FIG. 26 is a stress distribution along the AC line of FIG. 20 of a ring-node membrane. FIG.

제27도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 1의 제20도의 AC 선에 따른 응력분포도.FIG. 27 is a stress distribution diagram along the AC line of FIG. 20 of the separated ring-node membrane type 1 according to the present invention. FIG.

제28도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 2의 제20도의 AC 선에 따른 응력분포도.FIG. 28 is a stress distribution along the AC line of FIG. 20 of the separated ring-node membrane type 2 according to the present invention. FIG.

제29도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 3의 제20도의 AC 선에 따른 응력분포도.FIG. 29 is a stress distribution diagram along the AC line of FIG. 20 of the separated ring-node membrane type 3 according to the present invention. FIG.

제30도는 본 발명에 따른 분리된 링마디식 멤브레인 타입 4의 제20도의 AC 선에 따른 응력분포도.30 is a stress distribution along the AC line of FIG. 20 of the separated ring-node membrane type 4 according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

A : 판재 1 : 판재 모서리A: Plate 1: Sheet edge

2 : 링마디 3 : 링마디 정상부2: ring node 3: ring node top

4 : 링마디 내면 5 : 링마디 외면4: inside ring node 5: outside ring node

6 : 링마디 단부 9 : 앵커 볼트 고정용 구멍6: ring node end 9: anchor bolt fixing hole

10 : 주름 11 : 전단 굴곡부10: corrugation 11: shear bend

본 발명은 액화천연가스 저장탱크용 멤브레인의 개선된 구조 및 제조방법에 관한 것이며, 특히 판재의 일부에 링마디와 주름이 서로 조합된 분리된 링마디식 멤브레인(Ring knot membrane)에 관한 것이다.The present invention relates to an improved structure and manufacturing method of a membrane for a liquefied natural gas storage tank, and more particularly to a ring knot membrane in which a ring node and a pleat are combined with each other in a sheet.

일반적으로, 액화천연가스는 대기압하에서 비등점이 -162℃인 초저온 액체(Cryogenic liqukd)로서 대형 탱크에 저장되는 것이 일반적이며, 저장탱크는 수직 원통형의 이중구조로서 구성된다. 내부 탱크인 멤브레인은 저온취성에 강한 재질을 사용하며, 외부탱크인 측판은 PC(Prestressed concrete) 또는 탄소강을 사용하여 만들고, 그 사이에는 단열재(Insulation material)를 넣어 탱크 외부에서의 침입열량에 의한 기화가스(Boil-off gas) 발생이 최소가 되도록 제작한다.Generally, liquefied natural gas is generally stored in a large tank as a cryogenic liquid (Cryogenic liqukd) having a boiling point of -162 ° C under atmospheric pressure, and the storage tank is configured as a vertical cylindrical double structure. The inner tank membrane is made of material resistant to low temperature brittleness, and the outer tank side plate is made of PC (Prestressed concrete) or carbon steel, and insulation material is interposed between them to evaporate due to heat intrusion from outside the tank. Manufacture so that gas (Boil-off gas) is minimized.

초저온 저장탱크에서 멤브레인(Membrane)이란 재질이 온도와 하중의 변화에 대하여 자유로이 팽창과 수축을 할 수 있도록 설계, 제작한 특수판재를 의미하는 것으로 탱크의 측면과 밑면에 설치되어 초저온 액체의 누설을 방지하는 밀봉기능을 1차적으로 담당하고, 열하중에 의한 피로하중(Fatigue cyclic load)을 견디면서 액압력 또는 자중량 등에 의해서 발생되는 하중을 흡수하여 단일패널(Insulation panel)로 전달하는 기능을 갖고 있다.Membrane in cryogenic storage tank refers to a special plate designed and manufactured so that the material can expand and contract freely with changes in temperature and load.It is installed on the side and bottom of the tank to prevent leakage of cryogenic liquid. It is primarily responsible for the sealing function, and absorbs the load generated by the liquid pressure or the self-weight while transferring the fatigue cyclic load due to the thermal load and delivers it to the single panel (Insulation panel).

종래의 멤브레인으로서, 제1도에 도시한 일본국 특허출원공고번호소화 50-21008호에서 공지된 파형판은 온도변화에 의한 팽창수축을 흡수해야 하는 연속된 육각형태(벌집구조)의 주름구조를 형성하여 각 주름들이 서로 120°의 각도를 가지고 Y자형의 교점을 형성하는 주름판이다. 이러한 구조의 단일 주름의 벌집구조형은 응력해석이 난해하고 프레스 가공에 의한 제작시공이 어려우며, 잔류응력이 존재한다는 단점이 있었다.As a conventional membrane, the corrugated plate known from Japanese Patent Application Publication No. 50-21008 shown in FIG. 1 has a continuous hexagonal (honeycomb) corrugation structure that must absorb expansion contraction due to temperature change. It is a corrugated plate which forms a Y-shaped intersection with each corrugation having an angle of 120 °. The single corrugated honeycomb structure of this structure has the disadvantage that stress analysis is difficult, fabrication by press working is difficult, and residual stress exists.

또한, 제2도에 도시한 일본국 특허출원공고번호소화 60-14959호에서 공지된 무곡률 저온탱크는 단면이 3각형의 3각주름과, 이 3각주름에 직교하는 사다리꼴주름과, 직교부의 사다리꼴주름의 정상면에 상기 3각주름을 끼워서 기립시키고, 그 정상부가 만나 대향하는 1상의 3각면과, 각각의 3각면의 양변과 상기 3각주름을 면적의 과부족없이 절곡형성되어 연결하는 4개의 평행사변형의 4각면을 가진 성형판체를 구비한 것이지만, 이러한 삼각 및 사각주름의 조합형인 멤브레인의 구조는 응력해석이 난해하고 잔류응력이 존재하며 고가의 제작비용이 들고 성형가공의 어려움도 있었다.In addition, the non-curvature low temperature tank known from Japanese Patent Application Publication No. 60-14959 shown in FIG. 2 has a triangular wrinkle having a triangular cross section, a trapezoidal wrinkle orthogonal to the triangular wrinkle, and an orthogonal portion. The three sides of the trapezoidal wrinkles are placed on the top surface of the trapezoidal wrinkles, and the three sides of each of the three sides that face each other and the tops of the trapezoidal wrinkles are parallel to each other, and the three sides of the triangles are bent and formed without oversized area. The quadrilateral tetrahedral shaped plate body is provided, but the combination of the triangular and square wrinkles has a difficult structure in stress analysis, residual stress, expensive manufacturing cost, and difficulty in forming.

또한, 제3도에 도시한 일본국 특허출원공고번호소화 60-32079호에서 공지된 멤브레인의 신축구조는 저온액화가스 탱크의 멤브레인 표면에 돌출성형된 주름이 적어도 1개의 집결부에 분기배열되어 있는 신축구조로서 집결부에는 평판부에 대해 윗부분이 융기된 모양으로 절곡형성되어 있으며, 윗부분과 상기 주름은 양쪽의 절곡면을 끼워 연결하도록 결합되어 용접형성되어 있는 것을 특징으로 하나, 응력해석이 난해하고 응력집중 현상이 생기며, 잔류응력이 존재하고 제작시공시 어려움이 있었다.In addition, the expansion and contraction structure of the membrane known from Japanese Patent Application Publication No. 60-32079 shown in FIG. 3 has branched arrangements in which at least one gathering portion has wrinkles protruding from the membrane surface of the low temperature liquefied gas tank. As the stretched structure, the gathering portion is bent in a shape in which the upper portion is raised with respect to the flat plate portion, and the upper portion and the corrugation are joined to connect the bent surfaces of both sides and are welded, but the stress analysis is difficult. Stress concentration occurs, residual stresses exist, and there is difficulty in manufacturing.

또한, 제4도에 도시한 일본국 특허출원공고번호소화 62-12439호에서 공지된 단일 삼각주름식 멤브레인은 신축이음부의 교점부에 있어서 신축이음이 전체에 같은 높이로 교차하는 형, 신축이음과 모서리부가 S자형의 굽힘부에 의해 분단된 형,형 와권형, 오목부를 갖고 있는 형 등의 신축이음 방법이 있으나, 응력 해석이 난해하고 응력 집중현상이 생기며, 잔류응력이 존재하고 제작시공시 어려움이 있었다.In addition, the single triangular wrinkle membrane known from Japanese Patent Application Publication No. 62-12439 shown in FIG. 4 is a type of expansion joint in which the expansion joint crosses the same height at the intersection of the expansion joint. And the corners are divided by S-shaped bends, Although there are expansion joint methods such as mold spiral winding and mold with concave, stress analysis is difficult, stress concentration occurs, residual stress exists, and there is difficulty in manufacturing.

또한, 제5도에 도시한 일본국 특허출원공고번호소화 62-46759호에서 공지된 멤브레인 구조는 유니트 주름의 일방 및 타방의 횡단형상이 완만한 굴곡파의 형상이고 또한 종단면의 양단부가 완만한 굴곡면을 형성하여 평판부에 접속하고, 평판에 대해 입체적으로 완만하게 돌출한 표면 형상을 가지도록 형성되고 또한 상기 유니트 멤브레인 상호가 용접접합한 것을 특징으로 하지만, 응력집중현상이 있고 잔류응력이 존재하며, 회전열수축이 발생하였다.In addition, the membrane structure known from Japanese Patent Application Publication No. 62-46759 shown in Fig. 5 is a shape of a bending wave with gentle cross-sections on one side and the other side of the unit corrugation, and gentle bending on both ends of the longitudinal section. It is formed to form a surface connected to the flat plate portion, and has a surface shape protruding smoothly three-dimensionally with respect to the flat plate, and the unit membrane mutually welded, but there is a stress concentration phenomenon and residual stress , Rotational heat shrinkage occurred.

이와같이 종래의 멤브레인이 종류가 많이 공지되어 있지만, 이들을 유형별로 구분하여 그 문제점을 구체적으로 지적하기로 한다.As described above, many kinds of conventional membranes are known, but the problems are classified in detail by type.

삼각주름과 사다리골 주름이 서로 교차하는 구조의 제1 주름식 멤브레인(제2도)은 바닥과 벽이 맞닿는 코너부분과 주름의 곡선모양이 날카로운 부분에 많은 응력집중 현상이 발생한다는 문제점이 있었다.The first corrugated membrane (FIG. 2) having a structure in which a triangular fold and a trapezoidal corrugation cross each other has a problem that many stress concentrations occur at corners where the bottom and the wall meet and sharp curves of the corrugation.

또한 스테인레스판으로 2개의 평행한 주름이 서로 직각인 형태로 교차하는 구조의 제2 복열주름식 멤브레인(제5도)은 이중평행주름의 열변형에 대한 흡수작용으로 인하여 회전수축(Rotational contraction)의 거동이 발생하게 되며, 이러한 회전 수축 변형이 서로 반대 방향으로 대칭되게 작용함으로써 주름의 변형은 서로가 균형을 유지하도록 설계되었기 때문에 문제가 되지는 않으나, 만약 열변형이 외부조건에 의하여 균형이 깨지게 되면 국부적으로 심한 열응력 집중현상이 발생되어 커다란 문제점을 제기할 수도 있다. 그러나 용접시공, 성형제작, 응력 해석면에서는 제1 주름식 멤브레인보다 용이하다. 이 멤브레인의 코너부분에서의 곡률반경은 비교적 크고 완만하기 때문에 제1 주름식 멤브레인 보다는 이 부분에서 국부적인 응력집중이 발생될 우려가 적다.In addition, the second double-row wrinkle membrane (figure 5) having a structure in which two parallel corrugations cross each other at right angles with a stainless steel plate has been subjected to rotational contraction due to the absorption action of the heat deflection of the parallel parallel wrinkles. Behavior occurs, and since the rotational shrinkage deformation acts symmetrically in opposite directions, wrinkle deformation is not a problem because it is designed to balance each other, but if thermal deformation is unbalanced by external conditions, Locally intense thermal stress concentrations can occur, presenting significant problems. However, welding, molding, and stress analysis are easier than the first corrugated membrane. Since the radius of curvature at the corners of the membrane is relatively large and gentle, there is less risk of local stress concentrations in this region than in the first corrugated membrane.

또한, 주름 정상부 용접식인 제3 주름식 멤브레인은 판재의 끝부분을 플랜지 구부림 형상으로 만든후, 그 정상부를 서로 맞대기 형태로 접촉시켜 용접한 구조물, 즉 두개의 판재를 용접 접합하여 성형한 형태의 멤브레인으로서 제작이 용이하나, 성형가공 및 용접기술이 대단히 우수해야만 품질의 안정성이 확보될 수 있다.In addition, the third corrugated membrane welded on the top of the corrugation is formed by forming the end of the plate into a flanged bent shape, and then contacting the top portions in a butt-shaped form, that is, a membrane formed by welding and joining two sheets of the welded joint. It is easy to manufacture, but the stability of the quality can be secured only when the molding and welding technology is very excellent.

또한, 멤브레인판에 주름이 없는 제4 멤브레인(Non-corrugation membrane)은 LNG 운반석에 주로 사용되고 있는 비주름식 멤브레인으로 열팽창 계수가 대단히 작은 인바(Invar) 재질을 사용한 멤브레인이다. 인바재질은 초저온에서 열수축율이 대단히 우수하나 가격이 비싸고 구입하기가 용이하지 않다는 점 등에서 제약을 받고 있다.In addition, the fourth membrane (Non-corrugation membrane) without wrinkles in the membrane plate (non-corrugation membrane) is a membrane using an Invar (Invar) material having a very low coefficient of thermal expansion is mainly used in LNG carriers. Invar materials have very high heat shrinkage at cryogenic temperatures, but are limited in terms of high price and difficulty in purchasing them.

본 발명의 상술한 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 본 발명의 일예에 따른 멤브레인 구조는 판재의 바깥쪽 모서리에서 앵커 볼트 고정용 구멍쪽으로 직선으로 항하며 굴곡형상의 전단굴곡부를 가진 4개의 굴곡주름과, 상기 전단굴곡부와 일정 간격을 두고 형성된 환형외면 및 상기 환형외면과 대칭인 환형내면으로 구성되며 앵커 볼트 고정용 구멍으로부터 일정간격을 두고 형성된 링마디로 구성된다.In order to improve the above-mentioned conventional problems of the present invention, the membrane structure according to an embodiment of the present invention is a straight line from the outer edge of the plate to the anchor bolt fixing hole and has four bent wrinkles having a curved shear bent portion And an annular outer surface formed at a predetermined distance from the shear bent portion and an annular inner surface symmetrical with the annular outer surface, and a ring node formed at a predetermined distance from the anchor bolt fixing hole.

상기예에서 4개의 주름 및 링마디의 판재로부터 융기된 높이는 동일할 수 있다. 또한 상기예에서 4개의 주름 및 링마디의 단면은 대략 반원 형태, 또는 가로방향 직경이 세로방향 직경보다 더 좁은 타원형태, 다각형일 수 있다.In the above example, the heights raised from the four corrugations and the plate of the ring joint may be the same. Also in the above example, the cross section of the four pleats and ring nodes may be approximately semi-circular, or elliptical, polygonal in which the transverse diameter is narrower than the longitudinal diameter.

더우기 단위판재 두께는 팬널판내 두께보다 더 두꺼울 수 있다.Furthermore, the unit board thickness may be thicker than the thickness in the panel board.

본 발명은 또한 멤브레인 구조의 제조방법가지 제시하고 있는 바, 그 일예에 따르면 판재의 바깥쪽 모서리에서 앵커 볼트 고정용 구멍쪽으로 직선으로 향하며 그 전단은 굴곡부로 형성되는 4개의 십자형 주름 및 환형 내면 및 환형 외면으로 구성된 링마디를 프레스 가공하는 단계, 패널 판재에 상기 단위판재를 삽입하기 위한 구멍을 펀칭하는 단계, 상기 패널판재의 구멍을 기준으로 가로방향 및 세로방향으로 상기 단위판재의 4개의 주름과 동일한 주름을 절곡성형하는 단계, 및 상기 단위판재를 패널판재의 펀칭된 구멍에 삽입하여 각각의 주름의 단부를 맞춘 후 단위판재의 모서리를 패널판재에 용접하는 단계로 구성된다. 상기 용접단계는 겹치기 용접 방식인 것이 바람직하다.The present invention also proposes a method for manufacturing a membrane structure, which according to an example is directed in a straight line from the outer edge of the plate toward the anchor bolt fixing hole, the front end of the four cross-shaped corrugation and the annular inner and annular Press-processing a ring node composed of an outer surface, punching a hole for inserting the unit plate into the panel sheet, and equalizing the four corrugations of the unit sheet in the horizontal and vertical directions with respect to the hole of the panel sheet; Bending the pleats, and inserting the unit board into the punched holes of the panel board to fit the ends of each pleat, and welding the edges of the unit board to the panel board. The welding step is preferably an overlap welding method.

본 발명의 목적은 링마디와 주름이 조합되어 대칭형태로서 제조시 편리하고 간단한 구조를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a convenient and simple structure in manufacturing as a symmetrical form by combining the ring node and the pleats.

또한 본 발명의 목적은 멤브레인에 압력 및 온도하중이 작용하였을 때 주름 곡률은 다소 커지나 주름의 높이는 감소하도록 하여 대단히 실용적이고 안정적 멤브레인을 제공하는데 있다.It is also an object of the present invention to provide a very practical and stable membrane by increasing the wrinkle curvature slightly decreases the height of the wrinkles when the pressure and temperature load act on the membrane.

또한 본 발명의 목적은 멤브레인에 압력이 작용하였을 때 응력이 균일하게 분포하고 낮은 응력 수준을 유지하는데 있다.It is also an object of the present invention to maintain a uniform stress distribution and low stress levels when pressure is applied to the membrane.

본 발명에 관한 실시예가 제7 및 8도에 도시되어 있다. 먼저 단위 멤브레인판재(A)가 사각형상으로 구비되어 있다. 이 사각형상은 설명 편의상의 형상으로서 대개는 원형으로 이루어진다. 멤브레인은 사용상태가 극저온이고 맥동하는 유체 압력 하중을 받기 때문에 재질 선정과 설계 측면에서 응력변형 거동해석은 대단히 중요하다. 멤브레인 재질로는 스테인레스강, 알루미늄 합금, 인바(Invar), 9% Ni 강 등이 사용되며, SUS재의 경우 1.2∼2.0mm 두께의 오스테나이트계 스테인레스 강이 가장 많이 사용되고 있다. 소정 크기의 판재(A)의 바깥쪽 모서리(2)의 대략 중앙에서 앵크 볼트 고정용 구멍(9)쪽으로 직선으로 향하는 4개의 주름(10)이 형성되어 있다. 상기 4개의 주름 각각은 동일한 단면을 가지고 있으며 동일한 곡률을 가진다. 각각의 주름의 좌측면(12)과 우측면(13)의 곡률은 동일하며 주름의 전단부는 굴곡되어 판재에 연결된다. 이렇게 판재(A)에 소정의 곡률을 가진 4개의 주름(10)의 형성하여 판재(A)의 단면 중립축이 신축하여 응력이 생기지 않게 한다. 상기 4개의 주름(10)은 서로 교차하지 않도록 앵커 볼트 고정용 구멍(9)으로부터 소정의 직경에서 전단절곡부(11)가 형성되어 주름 상호간은 서로 직접 교차하지 않는다. 본 발명의 링마디(2)는 앵커 볼트 고정용 구멍(9)으로부터 소정 간격을 두고 환형 내면(4)과 이 환형 내면(4)과 대칭인 환형 외면(5)으로 구성되며, 상기 주름(10)과 함께 프레스가공으로 형성한다. 환형 링마디(2)는 4개의 주름(10)과 떨어져서 구성되는 것이 중요하며 환형 내면(4) 및 외면(5)의 곡률은 동일하다. 상기 4개의 주름 및 링마디의 판재로부터 융기된 높이, 즉 편평한 판재(A)로부터 주름의 정상부와 링마디의 정상부까지의 높이는 같게 하는 것이 바람직하다. 상기 4개의 주름 및 링마디의 단면은 대략 반원형태, 또는 가로방향 직경이 세로방향 직경보다 더 좁은 타원형태, 또는 다각형일 수 있다. 이렇게 본 발명에 따른 단위판재는 전체적으로 대칭형태를 취하므로서 제작이 용이한 것이다.Embodiments of the present invention are shown in FIGS. 7 and 8. First, the unit membrane plate material A is provided in a square shape. This square shape is a shape for convenience of description, and is usually circular. Since the membrane is in cryogenic conditions and subjected to pulsating fluid pressure loads, stress deformation behavior analysis is very important in terms of material selection and design. As the membrane material, stainless steel, aluminum alloy, Invar, 9% Ni steel, etc. are used, and in the case of SUS material, austenitic stainless steel having a thickness of 1.2 to 2.0 mm is most used. Four corrugations 10 are formed in a straight line toward the anchor bolt fixing hole 9 at approximately the center of the outer edge 2 of the plate material A of a predetermined size. Each of the four corrugations has the same cross section and has the same curvature. The curvature of the left side 12 and the right side 13 of each corrugation is the same and the front end of the corrugation is bent and connected to the plate. In this way, four wrinkles 10 having a predetermined curvature are formed in the plate A so that the cross-sectional neutral axis of the plate A is stretched so that no stress is generated. The four pleats 10 are formed by shear bending portions 11 at predetermined diameters from the anchor bolt fixing holes 9 so as not to cross each other so that the pleats do not directly cross each other. The ring joint 2 of the present invention is composed of an annular inner surface 4 and an annular outer surface 5 which is symmetrical with the annular inner surface 4 at predetermined intervals from the anchor bolt fixing hole 9 and the pleats 10 ) Is formed by pressing. It is important that the annular ring segment 2 is configured apart from the four corrugations 10 and the curvature of the annular inner surface 4 and the outer surface 5 is the same. The heights raised from the four corrugations and the plate of the ring node, that is, the height from the flat plate A to the top of the corrugation and the top of the ring node are preferably equal. The cross section of the four corrugations and ring nodes may be approximately semi-circular, or elliptical, or polygonal, with a transverse diameter narrower than the longitudinal diameter. Thus, the unit board according to the present invention is easy to manufacture by taking the symmetrical form as a whole.

도시하지 않은 패널판재는 상기 단위판재들이 모여서 이루어진 것이다. 이 패널판재는 탱크의 측벽 및 저면벽에 부착되는 것이다. 패널판재에는 단위판재가 수용될 수 있는 구멍이 펀칭되어 있으며, 이 구멍들의 중심점을 기준으로 하여 가로방향 및 세로방향으로 주름을 형성하기 위하여 절곡가공을 하게 된다. 이에 대해 전술한 단위판재는 주름과 링마디를 일체적으로 제조하기 위하여 프레스가공으로 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 단위판재가 완성되면 이것을 패널판재의 구멍에 넣고 단위판재와 패널판재를 고정하기 위하여 단위판재의 모서리부에 용접을 하게 된다. 또한 판재의 비용을 절감하기 위해 단위판재의 판재 두께는 패널판재의 판재 두께 보다 더 두꺼운 것이 바람직하다. 예를들면 프레스가공을 하는 단위판재는 2mm의 스테인레스 강판을 사용하고, 절곡가공을 하는 패널판재는 1.2mm의 스테인레스 강판을 사용할 수 있다.The panel board, not shown, is made up of the unit boards. This panel board material is attached to the side wall and bottom wall of a tank. The panel board member is punched with holes for accommodating the unit board member, and is bent to form corrugations in the horizontal and vertical directions based on the center points of the holes. On the other hand, the above-mentioned unit board is preferably formed by press working in order to manufacture wrinkles and ring joints integrally. When the unit board is completed in this way, it is put in the hole of the panel board material and welded to the edge of the unit board material to fix the unit board and the panel board material. In addition, in order to reduce the cost of the plate, the plate thickness of the unit plate is preferably thicker than the plate thickness of the panel plate. For example, 2 mm stainless steel plate may be used for the unit plate material for press working, and 1.2 mm stainless steel plate may be used for the panel plate material for bending.

따라서, 본 발명에 따른 멤브레인의 제조방법으로서는 단위판재(A)의 바깥쪽 모서리부에서 앵커 볼트 고정용 구멍(9)쪽으로 십자형으로 향하는 4개의 주름(10)과, 환형 내면(4) 및 환형 외면(5)으로 구성된 링마디(2)를 프레스 가공하는 단계와, 탱크의 크기 및 형상에 따라 형성된 패널판재에 상기 단위판재의 크기 및 형상에 맞은 구멍을 일정한 간격을 두고 펀칭하는 단계와, 펀칭된 패널판재에 단위판재의 주름과 같은 형상의 주름을 형성하기 위하여 펀칭된 구멍의 중심점을 중심으로 가로방향과 세로방향으로 절곡성형하는 단계와, 상기 단위판재를 상기 패널판재의 구멍에 넣고 각각의 주름의 단부를 일치시킨 후에 단위판재에 모서리부를 패널판재에 용접하는 단계로 구성된다. 상기 용접단계는 겹치기 용접방식인 것이 바람직하다.Therefore, the method of manufacturing the membrane according to the present invention includes four corrugations 10 that crosswise from the outer edge of the unit plate A toward the anchor bolt fixing hole 9, the annular inner surface 4 and the annular outer surface. Press-processing the ring node 2 composed of (5), and punching holes at regular intervals in the panel plate formed according to the size and shape of the tank at regular intervals; Bending and forming the panel board in the horizontal and vertical directions about the center point of the punched hole to form a wrinkle of the same shape as the unit board, and inserting the unit board into the hole of the panel board After aligning the ends of the unit plate is composed of the step of welding the edge portion to the panel plate. The welding step is preferably an overlap welding method.

또한 멤브레인 용접을 하기 위하여 세척된 멤브레인 판은 모서리부와 모서리부를 용접하여 멤브레인 판이 1조의 멤브레인 패널로 부분 조립된 것을 모두 검사하여 저장탱크 건설현장으로 보내져 설치공사를 수행하게 된다.In addition, the membrane plate washed for the membrane welding is welded to the edge and the edge portion to inspect all the membrane plate partially assembled into a set of membrane panel to be sent to the storage tank construction site to perform the installation work.

멤브레인 판을 저장탱크에 설치할 때 사용되는 용접에는 자동용접기를 이용한 앵커점(Anchor Point)의 원주용접과 멤브레인 판과 판을 겹쳐 용접하는 두가지 형태가 있다. 본 발명에 따른 링마디 주름식 멤브레인(Single corrugated ring knot membrane) 강판의 접합은 기존의 겹치기 용접(Lap welding)과 플러그 용접(Plug welding) 방식을 채택하여 접합시키고, 단위판재와 패널판재가 만나는 부분은 겹치기 용접방식으로 접합한다. 이와 같이 단위판재와 패널판재를 겹치기 용접으로 멤브레인 구조물을 제작하면 단위판재는 프레스가공으로 패널판재는 절곡가공으로 형성할 수 있게 된다. 이 두가지 가공법의 장점을 살린 접합방식으로 제작된 멤브레인의 특징을 요약하면 다음과 같다.There are two types of welding used when installing the membrane plate in the storage tank, circumferential welding of anchor point using automatic welding machine and overlapping welding of membrane plate and plate. The joint of the single corrugated ring knot membrane steel sheet according to the present invention is joined by adopting the conventional Lap welding and Plug welding method, and the unit board and the panel board Are joined by overlap welding. As such, when the membrane structure is manufactured by overlap welding of the unit plate and the panel plate, the unit plate can be formed by pressing and the panel plate can be formed by bending. The characteristics of the membrane manufactured by the bonding method utilizing the advantages of the two processing methods are as follows.

① 패널판재의 절곡가공으로 잔류응력이나 응력집중 현상을 크게 완화시킬 수 있다. 프레스 가공을 하게 되면 가공부에서 특히 가공 두께의 불균일한 변화로 인하여 잔류응력이 발생하기 때문에 풀림 열처리 등의 가공을 해야 하나 절곡가공은 이와 같은 추가적인 처리를 요하지 않는다.① Bending of panel plate material can greatly alleviate residual stress and stress concentration phenomenon. When press working, residual stress occurs due to non-uniform changes in the processing thickness, especially in the processing part, so processing such as annealing should be performed, but bending processing does not require such additional processing.

② 프레스 가공을 해야 하는 금형이 단순해지고 작아도 된다. 패널판재까지 프레스 가공을 하게 되면 멤브레인의 전체를 금형가공해야 하나, 여기서는 단위판재만을 프레스 가공을 하게 되므로 비교적 가공법이 쉽게 이루어진다.② The mold to be pressed may be simpler and smaller. When press working to the panel board, the entire membrane must be mold-processed, but here, only the unit board is press-processed, which makes the process relatively easy.

③ 프레스 가공을 해야 하는 단위판재는 2mm의 스테인레스 강판을 사용하고, 절곡가공을 하는 패널판재는 1.2mm 스테인레스 강판을 사용하여 소재를 크게 절약할 수 있는 가능성을 열어 놓았다.③ 2mm stainless steel plate is used for the unit plate that needs to be press processed, and 1.2mm stainless steel plate is used for the panel plate that is bent, which opens up the possibility of saving significant material.

본 발명은 가장 간단한 구조를 취하면서도 다른 종래의 멤브레인에 비하여 응력이 균일하게 분포하고 또한 최소한의 응력수준을 나타낼 정도로 우수한 것으로서, 특히 압력 및 온도하중이 작용하였을 때 주름 곡률은 다소 커지나 주름의 높이는 감소하므로 대단히 실용적이고 안정적인 것이다.The present invention has the simplest structure and is excellent enough to have a uniform stress distribution and minimum stress level compared to other conventional membranes. In particular, when the pressure and temperature loads are applied, the wrinkle curvature is slightly larger but the wrinkle height is reduced. It is very practical and stable.

비교예Comparative example

멤브레인 구조물의 응력 거동해석은 멤브레인 마디(Membrance Knot)의 복잡한 3차원 형상 때문에 이론적으로 해석하는 것이 대단히 어렵기 때문에 그동안 실험적 해석에 의존하였다.The stress behavior analysis of the membrane structure has relied on experimental analysis since it is very difficult to theoretically analyze because of the complex three-dimensional shape of the membrane knot.

본 발명은 유한요소법을 이용하여 초저온 탱크에서 가장 중요한 구조물인 멤브레인의 응력변형 거동을 해석하여 기존이 모델과 비교·검토함으로써 기존의 문제점을 극복하고 새로운 형태의 멤브레인 모델개발과 이 모델의 최적화 설계를 제공하고자 한다. 멤브레인판의 기하학적 대칭성을 고려하여 모델을 1/4로 분할하여 3차원 거동해석을 수행하였다. 멤브레인판에는 저장액체의 압력에 의하여 주름에 수직으로 작용하는 균일분포 하중과 -162℃의 초저온 액체에 의한 열수축과 열팽창 효과가 작용하기 때문에 이들에 의한 영향을 동시에 고려하여 유한효소해석을 하였다.The present invention analyzes the stress deformation behavior of the membrane, which is the most important structure in cryogenic tanks, by using the finite element method, and compares and reviews the existing model to overcome the existing problems and develop a new type of membrane model and optimize the design of the model. To provide. Considering the geometric symmetry of the membrane plate, the model was divided into quarters and three-dimensional behavior analysis was performed. Membrane plates were analyzed by finite enzyme analysis considering the effects of the uniform distribution load acting perpendicular to the corrugation by the pressure of the storage liquid and the effect of thermal contraction and thermal expansion due to cryogenic liquid at -162 ℃.

제9도는 링마디식 멤브레인의 유한요소 해석을 위한 유한요소망을 보여주고 있는데, 1100∼1300개의 축대칭 4각형 요소와 120∼1400개의 요소절점으로 구성되어 있으며, 멤브레인이 형상은 기능상 구조가 대단히 복잡하기 때문에 4각형 메쉬구성은 구조물의 형상 특성에 맞도록 재구성시켰고, 특히 주름단부, 링마다, 주름과 링마디가 서로 만나는 부분은 제9도에서 보여주는 것처럼 보다 미세한 요소로 분할하였다. 여기서 유한요소 해석용 프로그램은 MARC(MARC User's Manual, 1993, Version K.5 ,MARC Analysis Research Co.)를 사용하였고, 멤브레인판에 실제로 작용하는 하중조건에 가장 근사한 경계조건을 대입하였다.9 shows a finite element network for finite element analysis of ring-node membranes, which consists of 1100 to 1300 axisymmetric quadrangular elements and 120 to 1400 element nodes. Because of the complexity, the quadrangular mesh configuration was reconstructed to match the shape characteristics of the structure. Particularly, the pleated ends and rings, where the pleats and ring nodes meet each other, were divided into finer elements as shown in FIG. Here, MARC (MARC User's Manual, 1993, Version K.5, MARC Analysis Research Co.) was used for the finite element analysis program, and the boundary condition that was closest to the load condition actually applied to the membrane plate was substituted.

수치해석에서 사용하는 재질특성이나 경계조건에 관한 시뮬레이션 데이타 값은 표 1에 주어지고, 링마디식 멤브레인의 해석모델을 수행하기 위한 경계조건은 제10도와 같다.The simulation data values for the material properties and boundary conditions used in the numerical analysis are given in Table 1, and the boundary conditions for performing an analytical model of a ring joint membrane are shown in FIG.

제10도에서 경계면(Boundary) 1은 Y축 방향의 변위와 X,Y축 방향의 회전변위를 각각 배제하였고, 경계면(Boundary) 2는 X축 방향의 변위와 Y,Z축 방향의 회전변위가 없는 것으로 가정하였다. 또한 주름마디부를 제외한 평판부(Boundary 3)는 Z축 방향으로의 변위가 없는 상태에서 해석하였다.In FIG. 10, boundary 1 excludes the displacement in the Y-axis and rotational displacement in the X and Y-axis directions, and boundary 2 defines the displacement in the X-axis direction and the rotational displacement in the Y- and Z-axis directions. Assumed no. In addition, the flat plate (Boundary 3) except for the wrinkle section was analyzed in the absence of displacement in the Z-axis direction.

컴퓨터 시뮬레이션을 수행한 모델은 본 발명자가 발명한 멤브레인중에서 링마디식 멤브레인이라 불리우는 것이다(제6도 참조), 멤브레인을 보다 정확하게 해석하기 위하여 판재의 두께를 액과 접촉하는 상면(Layer 1), 두께의 중간면(Layer 2) 및 하면(Layer 3)의 세부분으로 나눠 수치적 결과를 얻었다.The model in which the computer simulation was performed is called ring-barrier membrane in the inventor's invention (see FIG. 6). In order to analyze the membrane more precisely, the thickness of the plate is in contact with the liquid (Layer 1). Numerical results were obtained by dividing the middle surface of (Layer 2) and the lower surface (Layer 3) into.

제11도는 링마디식 멤브레인 판재에 걸리는 등가 폰 마이스 응력(Equivalent von Mises stress) 분포도를 보여주고 있다. 링마디식 멤브레인 상면에서 발생되는 등가 폰 마이스 응력은 제11(a)도에서 보여주는 것처럼 32Kg으로 해석되었다. 또한 링마디식 멤브레인의 중간면에 나타나는 등가 폰 마이스 응력은 21Kg 정도로 나타났다.FIG. 11 shows the equivalent von Mises stress distribution on the ring-node membrane plate. Equivalent von Mice stress generated on the top of ring-node membrane was interpreted as 32Kg as shown in Figure 11 (a). In addition, the equivalent von Mice stress appeared in the middle surface of the ring node membrane was about 21Kg.

이들 계산 결과에 따르면, 링마디식 멤브레인은 응력이 대칭적으로 균일하게 분포하고 응력 집중도에서 우수한 성능을 보여주고 있으나 멤브레인에서 가장 취약한 부위로 지적하고 있는 링마디와 주름 부위에는 21∼32Kg의 응력이 발생하였다.According to these calculations, the ring node type membrane has symmetrically uniform stress and shows excellent performance in the stress concentration. However, the ring node and the wrinkle area, which are indicated as the most vulnerable parts of the membrane, have a stress of 21-32 Kg. Occurred.

이와 같이 링마디 정상부와 링주름과 만나는 부위에서는 약 21Kg의 압축응력이 발생하므로 링마디 정상부와 링주름이 만나는 부위에 압축응력이 발생시키기 않게 하기 위해서는 이들을 분리시켜줄 필요성이 있고, 이를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 분리된 링마디 주름식 멤브레인의 설계와 해석을 수행하였다.In this way, the compressive stress of about 21Kg is generated at the site where the top of the ring node meets the ring wrinkles, so it is necessary to separate them to prevent the compressive stress from occurring at the site where the top of the ring node meets the ring wrinkles. The design and analysis of the separated ring-knot corrugated membrane according to the invention were carried out.

본 발명에 따른 분리된 링마디 주름식 멤브레인의 기본 형상은 본 발명자가 개발한 링마디 주름식 멤브레인의 링마디와 주름 사이를 일정한 거리를 두고 분리시킴으로서 응력집중과 응력수준을 감소시키기 위한 것인데, 이러한 멤브레인의 주설계변수로서는 표 2 및 제8도에 제시된 것과 같이 앵커 볼트 고정용 구멍에서부터 링마디의 정점간의 거리를 a, 링마디의 정점과 분리된 주름의 정점간의 거리를 b로 하여 각각의 크기를 변화시켜 가면서 해석을 수행하였다.The basic shape of the separate ring knot corrugated membrane according to the present invention is to reduce the stress concentration and stress level by separating the ring knuckle membrane developed by the present invention at a certain distance between the ring knot and the corrugation. As the main design parameters of the membrane, as shown in Table 2 and Fig. 8, the size of each of the size of the anchor bolt fixing a from the apex of the ring node and the distance between the apex of the ring node and the corrugation vertex separated from each other are b. The analysis was performed while varying.

본 발명의 분리된 링마디식 멤브레인에 적용한 주어진 경계 조건은 기존의 멤브레인 및 링마디 주름식 멤브레인의 해석에 사용되었던 것과 같으며, 재질의 물치성 및 두께에 관련된 자료도 링마디 주름식 멤브레인과 동일하게 해석하였다. 시뮬레이션 결과는 멤브레인 셀이 액체와 닿는 면(Layer 1)과 중립면 (Layer 2)에 대한 상당 폰 마이스 응력으로서 제12도 내지 제19도에 제시되어 있다.The given boundary conditions applied to the isolated ring-knotted membranes of the present invention are the same as those used for the analysis of existing membranes and ring-knot corrugated membranes, and the materials related to the material properties and thickness of the material are the same as the ring-knuckle membranes. Interpreted The simulation results are presented in FIGS. 12-19 as significant von mouse stresses on the plane where the membrane cell contacts the liquid (Layer 1) and the neutral plane (Layer 2).

제16도, 제17도 및 제12도 내지 제19도를 보면 링마디 주름식 멤브레인에 비해 개량된 본 발명의 멤브레인의 응력 수준은 크게 감소되었음을 알 수 있고, 설계변수의 변화에 따라 응력 집중도도 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.16, 17 and 12 to 19 it can be seen that the stress level of the membrane of the present invention improved significantly compared to the ring joint corrugated membrane, the stress concentration diagram according to the change of the design parameters It can be seen that it can be reduced.

제21도 내지 제25도로부터 링의 반경을 나타내는 a가 작은 본 발명의 멤브레인의 경우 링마디의 곡률반경이 너무 작아 링마디 안쪽에 응력이 비교적 크게 걸리는 것을 알 수 있고, a가 큰 분리된 링마디 주름식 멤브레인 타입 4의 경우 링의 안쪽 부분의 크기가 커지면서 응력집중 현상은 나타나지 않으나 강성(Stiffness)이 감소하여 응력 수준이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 링의 중심으로부터 설계변수 a를 변화시켜 가면서 수행해 본 해석의 결과 a가 100nm일 때 최적의 응력수준과 응력분포를 얻을 수 있음을 확인하였고, 그후부터 타입 2,3,4에 대하여는 설계변수 b만을 변화시켜 해석을 수행하였다.21 to 25, the membrane of the present invention having a small radius a of the ring can be seen that the radius of curvature of the ring node is so small that a relatively large stress is applied to the inside of the ring node. In the case of the corrugated membrane type 4, the inner portion of the ring increases in size, but the stress concentration does not appear, but the stiffness decreases and the stress level increases. As a result of the analysis by changing the design variable a from the center of the ring, it was confirmed that the optimum stress level and stress distribution can be obtained when a is 100nm. The analysis was carried out by changing.

제21도, 제23도 내지 제25도에서 설계변수 b가 변화함에 따른 응력의 변화를 살펴볼 수 있는데 b가 증가할수록 응력의 수준이 낮아지고, 링마디와 주름이 만나는 지역에서의 응력집중도가 크게 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 그러나 b의 거리가 너무 멀어지게 될 경우 응력수준의 감소는 매우 미약하나 응력의 분포가 고르게 나타나지 않을 것이며, 링 정상부와 주름 정상부를 나타내는 설계변수 b가 120mm∼140mm의 값을 갖는 것이 응력의 수준이나 응력의 집중도면에서 좋을 것으로 예상되어 이 부분에 대하여 해석을 진행하였다.In FIGS. 21 and 23 to 25, the change of stress as the design variable b changes can be observed. As b increases, the level of stress decreases, and the stress concentration in the region where ring nodes and wrinkles meet is greatly increased. It was confirmed that it can be reduced. However, if the distance of b is too far, the decrease in stress level is very weak but the distribution of stress will not be even. The design variable b representing the ring top and the pleat top has a value of 120mm ~ 140mm. This area is expected to be good in terms of stress concentration.

제26도 내지 제30도에서는 제20도의 AC 단면을 따른 응력의 분포를 나타내고 있는데, 응력의 분포는 비교적 모든 모델에 대하여 동일한 모양을 취하고 있으며, 설계변수 b의 증감에 따른 응력수준의 변화는 일정하지 않으나 b의 증가에 따라 약간 증가하였다가 120mm이상이 되는 지점부터는 감소한다.In FIGS. 26 to 30, the stress distribution along the AC cross-section of FIG. 20 is shown. The stress distribution has the same shape for all models, and the change in the stress level according to the increase and decrease of the design variable b is constant. However, it slightly increases with the increase of b and then decreases from the point of more than 120mm.

이와 같은 해석결과로 볼 때 설계변수의 크기는 과소하거나 과대하지 않도록 하여 최적치를 찾아내야 하며 설계변수 b의 경우 증가할수록 응력의 수준이 낮아지는 면에서는 유리하나 어느 양을 초과할 경우 응력분포 면에서의 불균일성과 프레스 가공범위의 크기에 따른 가공비의 증가를 초래하여 분리한 것으로 보인다.Based on the results of the analysis, the optimum value should be found by not undersizing or oversizing the design variables. For the variable b, it is advantageous in that the level of stress decreases, but in case of exceeding a certain amount, It appears to be separated due to the nonuniformity of and the increase of the processing cost according to the size of the press working range.

따라서 a와 b를 최적화 함으로써 멤브레인 전체의 응력수준을 낮추고 응력분포를 균일하게 하면, 멤브레인의 안정성(Stability), 특히 피로수명을 향상시킬 수 있다.Therefore, by optimizing a and b to reduce the stress level of the entire membrane and to make the stress distribution uniform, the stability of the membrane, particularly the fatigue life, can be improved.

Claims (8)

판재(A)의 바깥쪽 모서리(1)에서 앵커 볼트 고정용 구멍(9)쪽으로 직선으로 향하며 굴곡형상의 전단굴곡부(11)를 가진 4개의 굴곡주름(10)과, 상기 전단굴곡부(11)와 일정 간격을 두며, 환형 외면(5) 및 상기 환형 외면과 대칭인 환형 내면(4)으로 구성된 링마디(2)로 구성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장 탱크용 멤브레인 구조.Four bending wrinkles (10) having a curved shear bend (11) in a straight line from the outer edge (1) of the plate (A) toward the anchor bolt fixing hole (9), and the shear bend (11) and Membrane structure for a liquefied natural gas storage tank, characterized in that it comprises an annular outer surface (5) and a ring node (2) consisting of an annular inner surface (4) symmetrical with the annular outer surface at regular intervals. 제1항에 있어서, 상기 4개의 주름(10) 및 링마디(2)의 판재로부터 융기된 높이는 동일한 것을 특징으로 하는 멤브레인 구조.The membrane structure according to claim 1, wherein the heights raised from the plate of the four corrugations (10) and the ring joint (2) are the same. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 4개의 주름 및 링마디의 단면은 대략 반원 형태인 것을 특징으로 하는 멤브레인 구조.3. The membrane structure according to claim 1 or 2, wherein the cross section of the four corrugations and the ring nodes is approximately semicircular. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 4개의 주름 및 링마디의 단면은 가로방향 직경이 세로방향 직경보다 더 좁은 타원 형태인 것을 특징으로 하는 멤브레인 구조.The membrane structure according to claim 1 or 2, wherein the cross-sections of the four corrugations and the ring nodes are in the shape of an ellipse with a transverse diameter narrower than the longitudinal diameter. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 4개의 주름 및 링마디의 단면은 다각형인 것을 특징으로 하는 멤브레인 구조.The membrane structure according to claim 1 or 2, wherein the cross section of the four corrugations and ring nodes is polygonal. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단위판재이 판재 두께는 패널판재의 판재 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 멤브레인 구조.The membrane structure according to claim 1 or 2, wherein the unit sheet has a thickness greater than that of the panel sheet. 판재의 바깥쪽 모서리에서 앵커 볼트 고정용 구멍쪽으로 직선으로 향하며 굴곡형상의 전단굴곡부로 형성되는 4개의 십자형 주름 및 상기 전단굴곡부와 일정 간격을 둔 환형 내면 및 환형 외면으로 구성된 링마디를 프레스 가공하는 단계, 패널판재에 상기 단위판재를 삽입하기 위한 구멍을 펀칭하는 단계, 상기 패널판재의 가로방향 및 세로방향으로 상기 단위판재의 4개의 주름과 동일한 주름을 절곡성형하는 단계, 및 상기 단위판재의 펀칭된 구멍에 삽입하여 각각의 주름의 단부를 맞춘 후 단위판재의 가장자리를 패널판재에 용접하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크용 멤브레인 구조의 제조방법.Pressing a ring node consisting of four cross-shaped corrugations formed by curved shear bends and straightly spaced annular inner and annular outer surfaces spaced apart from the shear bends in a straight line from the outer edge of the sheet toward the anchor bolt fixing hole. Punching holes for inserting the unit board into the panel board, bending the same corrugation as the four corrugations of the unit board in the horizontal and longitudinal directions of the panel board, and punching the unit board. And inserting the end of each corrugation into a hole to weld the edge of the unit board to the panel board, thereby manufacturing a membrane structure for a LNG storage tank. 제7항에 있어서, 상기 용접단계는 겹치기 용접 방식인 것을 특징으로 하는 멤브레인 제조 방법.8. The method of claim 7, wherein the welding step is an overlap welding method.
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