KR970005078B1 - Method for manufacturing a membrane for a gas tank - Google Patents

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KR970005078B1 KR1019940011802A KR19940011802A KR970005078B1 KR 970005078 B1 KR970005078 B1 KR 970005078B1 KR 1019940011802 A KR1019940011802 A KR 1019940011802A KR 19940011802 A KR19940011802 A KR 19940011802A KR 970005078 B1 KR970005078 B1 KR 970005078B1
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한국가스공사
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Abstract

The membrane structure is a ring knot membrane with a ring knot combined with a rumple in the part of a board member. The membrane structure includes four rumples(10) forming a cross shape and being inclined in a straight line towards an anchor bolt fixing hole(9) from an outer edge(1) of the board member(a), and the ring knot(2) connected to end portions(11) of the four rumples(10) 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 이중평행 주름식 멤브레인 구조를 도시한 사시도.Figure 5 is a perspective view of a bi-parallel pleated membrane structure.

제6도는 본 발명의 멤브레인 구조를 도시한 사시도.6 is a perspective view showing a membrane structure of the present invention.

제7도는 제6도의 평면도.7 is a plan view of FIG.

제8도는 제6도의 측면도.8 is a side view of FIG.

제9도는 테크니가즈 멤브레인의 유한 요소망.9 is a finite element network of technics membranes.

제10도는 가와사키 멤브레인의 유한 요소망.10 is a finite element network of Kawasaki membrane.

제11도는 본 발명에 따른 멤브레인의 유한 요소망.11 is a finite element network of a membrane according to the invention.

제12도는 본 발명에 따른 멤브레인의 경계조건도.12 is a boundary condition diagram of a membrane according to the present invention.

제13도는 테크니가즈 멤브레인의 등가 폰 마이스응력.Figure 13 shows the equivalent von mouse stress of the Technics membrane.

제14도는 가와사키 멤브레인의 등가 폰 마이스 응력.Figure 14 shows the equivalent von Mice stress of the Kawasaki membrane.

제15도는 본 발명에 따른 멤브레인의 등가 폰 마이스 응력.Figure 15 is an equivalent von mouse stress of the membrane according to the present invention.

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

A : 판재 1 : 판재 모서리부A: 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 : 주름 단부10: wrinkles 11: wrinkle ends

12 : 좌측면 13 : 우측면12: left side 13: right side

본 발명은 액화천연가스 저장탱크용 멤브레인의 개선된 구조 및 제조방법에 관한 것이며, 특히 판재의 일부에 링마디와 주름이 서로 조합된 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 ring knots and corrugations are combined with a part of a sheet.

일반적으로, 액화천연가스는 대기압하에서 비등점이 -162℃인 초저온 액체(Cryogenic liquid)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.In general, liquefied natural gas is generally stored in a large tank as a cryogenic liquid 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 모서리부에서 앵커 볼트 고정용 구멍쪽으로 십자형으로 향하는 4개의 주름과, 상기 4개의 주름의 단부와 연결되는 환형외면 및 상기 환형외면과 대칭인 환형내면으로 구성된 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 has four pleats that crosswise toward the anchor bolt fixing hole at the outer edge of the plate, and the ends of the four pleats Ring member consisting of an annular outer surface and an annular inner surface symmetrical with the annular outer surface is connected to.

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 단위판재의 바깥쪽에서 앵커 볼트 고정용 구멍쪽으로 직선으로 향하며 십자형을 이루는 4개의 주름 및, 환형내면 및 환형외면으로 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 단위판재를 패널판재의 펀칭된 구멍에 삽입하여 각각의 주름의 단부를 맞춘 후 단위판재의 가장자리를 용접하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention also proposes a method for manufacturing a membrane structure, according to one example, a ring node composed of four corrugations and a ring inner and annular outer surface directed in a straight line from the outer side of the unit plate toward the anchor bolt fixing hole in a cross shape Press-processing, punching holes for inserting the unit board into the panel board, bending the same wrinkles as the four corrugations of the unit board in the horizontal and vertical directions of the panel board, and And inserting the unit board into the punched holes of the panel board to fit the ends of the corrugations and welding the edges of the unit board.

여기서 상기 용접단게는 겹치기 용접방식이 바람직하다.Here, 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 주름곡률은 다소 커지나 주름의 높이는 감소하도록 하여 대단히 실용적이고 안정적 멤브레인을 제공하는데 있다.In addition, it is an object of the present invention to provide a very practical and stable membrane by reducing the crease curvature is slightly increased when the pressure and temperature load acts 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 제6 및 8도에 도시되어 있다. 먼저 단위 멤브레인 판재(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(1)에서 앵커 볼트 고정용 구멍(9)쪽으로 직선으로 향하며 십자형을 이루는 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 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 교차하도록 형성되지만 앵커 볼트 고정용 구멍(9)으로부터 소정의 직경까지 주름간은 직접 교차하지 않는다. 상기 소정의 직경을 외경으로 하고 앵커 볼트 고정용 구멍(9)으로부터 상기 외경보다 작은 직경을 내경으로 한 환형 링마디(2)를 형성하여 앵커 볼트 고정용 구멍(9)을 중심으로 하여 위치하게 한다. 환형 링마디(2)는 4개의 주름(10)이 교차하게 하는 교차부의 역할을 한다. 링마디는 환형 내면(4) 및 외면(5)으로 구성되며 이 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. 6 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 from the outer edge 1 of the plate material A of a predetermined size to the anchor bolt fixing hole 9 and form a cross. 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. Thus, four corrugations 10 having a predetermined curvature are formed in the plate A so that the cross section neutral axis of the plate A is stretched and stressed. Do not cause this. The four corrugations 10 are formed to cross each other, but the corrugations do not directly cross from the anchor bolt fixing hole 9 to a predetermined diameter. From the anchor bolt fixing hole 9, a predetermined ring diameter 2 having an inner diameter smaller than the outer diameter is formed from the anchor bolt fixing hole 9 so as to be positioned around the anchor bolt fixing hole 9. . The annular ring segment 2 serves as an intersection where the four pleats 10 intersect. The ring node consists of an annular inner surface 4 and an outer surface 5 with the curvature of the inner surface 4 and the outer surface 5 being 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.

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 ℃.

제9도, 10도 및 11도는 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, 링마디, 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, 10 and 11 show a finite element network for the finite element analysis of membranes, consisting of 1100 to 1300 axisymmetric quadrangular elements and 120 to 1400 element nodes. Because the structure is very complex, the quadrangular mesh configuration is reconstructed to match the shape characteristics of the structure. Particularly, the portions where the wrinkle ends, ring nodes, wrinkles and ring nodes meet each other are divided into finer elements as shown in FIG. For the finite element analysis program, MARC (MARC User's Manual, 1993, Version K.5, MARC Analysis Research Co.) was used, and the boundary conditions closest to the load conditions actually applied to the membrane plates were substituted.

수치해석에서 사용하는 재질특성이나 경계조건에 관한 시뮬레이션 데이타 값은 표 1에 주어지고, 본원 발명의 멤브레인의 해석모델을 수행하기 위한 경계조건은 제12도와 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 the analytical model of the membrane of the present invention are shown in FIG.

제12도에서 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 링마디 및 주름을 제외한 평판부(Boundary) 3는 Z축 방향으로의 변위가 없는 상태에서 해석하였다. 다른 비교예(제9도 및 제10도)의 모델에 대한 경계조건도 본원 발명의 멤브레인의 경계조건과 동일하게 적용하였다.In FIG. 12, 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, Boundary 3 excluding ring nodes and wrinkles were analyzed in the absence of displacement in the Z-axis direction. The boundary conditions for the models of other comparative examples (FIGS. 9 and 10) were also applied in the same manner as the boundary conditions of the membrane of the present invention.

컴퓨터 시뮬레이션을 수행한 모델은 기존에 개발된 멤브레인중에서 대표적인 예라 할 수 있는 프랑스의 테크니가즈 멤브레인(제2도; 제1 주름식 멤브레인에 해당됨), 가와사키 멤브레인(제5도; 제2 복열주름식 멤브레인에 해당됨)과 본 발명에 따른 링마디식 멤브레인(RM)이다. 멤브레인을 보다 정확하게 해석하기 위하여 판재의 두께는 액과 접촉하는 상면(Layer1), 두께의 중간면(Layer 2) 및 하면(Layer 3)의 세부분으로 나눠 수치적 결과를 얻었다.Models that performed computer simulations are the French Technics membranes (Fig. 2; corresponding to the first corrugated membrane) and Kawasaki membranes (Fig. 5; the second double row wrinkle membrane), which are representative examples of existing membranes. And ring-shaped membranes (RM) according to the invention. In order to analyze the membrane more precisely, the thickness of the plate was divided into three parts: the upper surface (Layer1), the middle surface (Layer 2), and the lower surface (Layer 3) in contact with the liquid.

제13,14 및 15도는 멤브레인 판재에 걸리는 등가 폰 마이스 응력(Equivalent von Mises stress)분포도를 보여주고 있다. 세가지 모델해석에서 멤브레인 상면에서 발생되는 등가 폰 마이스 응력은 제13a, 14a, 15a도에서 보여주는 것처럼 테크니가즈 멤브레인이 105Kg, 가와사키 멤브레인이 78Kg, 본 발명의 멤브라인이 32Kg으로 해석하였다. 또한 멤브레인의 중간면에 나타나는 등가 폰 마이스 응력은 테크니가즈 멤브레인이 가장 큰 61Kg, 가와사키 멤브레인은 35Kg, 본 발명의 멤브레인은 가장 작은 21Kg정도로 나타났다.13, 14 and 15 degrees show the equivalent von Mises stress distribution on the membrane plate. In the three model analyzes, equivalent ponse stress generated on the upper surface of the membrane was interpreted as 105Kg for the Technics membrane, 78Kg for the Kawasaki membrane, and 32Kg for the membrane of the present invention, as shown in FIGS. 13a, 14a, and 15a. In addition, the equivalent von Maie stress appearing in the middle surface of the membrane was 61Kg, the largest in the Technics membrane, 35Kg in Kawasaki membrane, 21Kg in the membrane of the present invention.

이들 계산 결과에 따르면, 테크니가즈 멤브레인은 응력 집중도가 국부적으로 높으나 응력 분포도는 비교적 균일하게 해석되었고, 가와사키 멤브레인은 응력 집중도는 상대적으로 낮으나 약간 불균일하게 분포되어 회전변형 거동의 불안정성을 보여주고 있으며, 본 발명의 멤브레인은 응력이 대칭적으로 균일하게 분포하고 응력 집중도에서도 테크니가즈 멤브레인 대비 약 65.6%, 가와사키 멤브레인 대비 40%의 수준을 유지하는 것으로 보다 기존의 두가지 멤브레인 모델에 비하여 대단히 우수한 성능을 보여주고 있다. 또한 멤브레인에서 가장 취약한 부위로 지적하고 있는 십자 마디부와 주름(Corrugation)부위를 세가지의 모델에 대하여 서로 비교한 결과 본 발명의 링마디식 멤브레인 모델이 21∼32Kg으로 가장 안정적인 것으로 해석되었다.According to these calculations, the Technics membrane has a locally high stress concentration but a relatively uniform stress distribution, while the Kawasaki membrane has a relatively low stress concentration but is slightly unevenly distributed, showing instability of rotational deformation behavior. Membrane of the present invention exhibits excellent performance compared to the two conventional membrane models by symmetrically uniformly distributing the stress and maintaining a concentration of about 65.6% compared to technics membrane and 40% compared to Kawasaki membrane even in stress concentration. . In addition, the cross section and corrugation area, which are pointed to the most vulnerable part of the membrane, were compared with each other for the three models, and the ring node type membrane model of the present invention was interpreted as being most stable with 21 to 32 kg.

제13(a)도는 테크니가즈 멤브레인 상면에 걸리는 인장 또는 압축응력 분포도를 보여주는 것으로 판재의 평판부와 주름이 교차하는 주름에서는 마디부에서 84Kg 정도의 최대압축 응력이 작용하나, 제13도(b)도의 중간면 주름에서는 상하면에서 발생하는 인장응력과 압축응력이 서로 상쇄되어 응력이 나타나지 않는다. 테크니가즈 멤브레인 판에 작용하는 액하중은 주름판에 균일하게 압력하중으로 작용하며, 이때의 주름 정상부는 주름측면에 가해지는 압력하중의 영향이 상대적으로 크게 작용하는 것으로 나타났다. 따라서 주름의 형상은 정상부가 볼록하게 변하는 소변형(Small displacement)을 일으키게 되므로 주름판에 압축변형이 발생되고, 온도하중은 탱크내의 멤브레인을 수축시키게 되는데 단위멤브레인 판은 앵커볼트(Anchor bolt)와 같이 용접된 상태이므로 온도 변화에 의하여 슬립현상이 일어나 인장변형으로 거동하게 된다.FIG. 13 (a) shows the distribution of tensile or compressive stresses applied to the top surface of the technics membrane. In the corrugation where the flat plate and the corrugation of the plate cross, the maximum compressive stress of about 84Kg is applied at the node, but FIG. 13 (b) In the middle folds of the figure, the tensile stress and the compressive stress occurring at the upper and lower sides cancel each other and thus no stress appears. The liquid load acting on the technics membrane plate acts as a pressure load uniformly on the corrugated plate, and the wrinkle top portion has a relatively large effect of the pressure load applied to the corrugated side. Therefore, the shape of the corrugation causes a small displacement of the top of the corrugated plate, so compression deformation occurs in the corrugated plate, and the temperature load causes the membrane in the tank to contract. The membrane plate of the unit membrane is similar to the anchor bolt. Since it is in a welded state, a slip phenomenon occurs due to temperature change, which causes the strain to be bent.

제14(a)도의 가와사키 멤브레인 상면에서는 78Kg정도의 최대 인장응력이 주름이 끝나는 부근에서 작용하고 있고, 제14(b)도의 중간면에서는 35Kg 정도의 인장과 압축응력이 주름이 끝나는 부근에서 불균일하게 발생되는 현상을 보여주고 있다. 가와사키 멤브레인의 경우는 테크니가즈 멤브레인와는 상이한 거동 변동을 나타내고 있는데, 특히 균일한 압력하중에서 주름부분의 거동은 주름의 정상부 높이가 낮아지는 형태로 변형이 일어나며, 그 결과 평판과 주름이 서로 접하는 코너반경에 큰 응력이 집중되는 것으로 나타났다. 이것은 테크니가즈 멤브레인에 비하여 주름부분에서의 변형율은 커지나 응력값은 감소하는 결과를 보여주고 있다.In the upper surface of Kawasaki membrane of FIG. 14 (a), the maximum tensile stress of about 78Kg acts near the end of the wrinkles, and in the middle of FIG. 14 (b), the tensile and compressive stress of about 35Kg is unevenly near the end of the wrinkles. It shows what happens. In the case of Kawasaki membranes, the behavior fluctuations are different from those of technics membranes. In particular, under uniform pressure loads, the behavior of the corrugation part is deformed in the form of lowering the height of the top of the corrugation. Large stresses were found to concentrate. This shows that the strain at the crease increases but the stress value decreases compared to the technics membrane.

제15도(a)도의 본 발명의 링마디식 멤브레인에서는 32Kg정도의 인장응력이 평판부와 교차하는 주름 부근에서 발생하고, 링마디의 정상부에서는 26Kg정도의 압축응력이 작용하고 있다. 제15(b)도의 중간면에서는 압력분포가 완전히 대칭적으로 균일하게 발생되며, 링마디 정상부와 주름이 만나는 부위에서는 약 21Kg의 압축응력이 발생한다.In the ring knot type membrane of the present invention shown in Fig. 15 (a), a tensile stress of about 32 Kg occurs near the pleats crossing the flat plate portion, and a compressive stress of about 26 Kg is acting on the top of the ring node. In the middle plane of FIG. 15 (b), the pressure distribution is generated completely symmetrically and uniformly, and a compressive stress of about 21 Kg occurs at the site where the top of the ring node meets the wrinkles.

수치적 해석 결과에 의하면 본 발명의 링마디식 멤브레인의 특징은 상기의 두가지 모델에 비하여 응력은 완전히 대칭적으로 분포하며, 링마디와 주름간의 응력차가 별로 없다는 점이다. 본 발명의 멤브레인에서 링마디 부분의 거동은 균일한 압력하중이 작용하고 있을 때 아래부분으로 변형이 일어난다. 즉 마디에서 변형율은 커지지만 응력 집중도는 크게 감소하고 있는데, 이것은 멤브레인판에서 발생되는 피로파괴의 원인을 크게 완화시킬 수 있다. 본 발명의 멤브레인의 경우 마디부분에서 응력이 작게 발생하고 있다는 것을 멤브레인 구조물의 안정성 측면에서 대단히 중요한 장점이 될 수 있다. 또한 온도의 변화에 따른 수축변형은 테크니가즈 멤브레인과 같은 방식의 변형거동이 일어나며, 이러한 압력 및 온도변화에 따른 거동을 조합하여 전체적인 거동해석을 하면 된다.According to the numerical analysis, the ring-barrier membrane of the present invention is characterized in that the stress is completely symmetrically distributed and the stress difference between the ring-barrier and the wrinkles is small compared with the above two models. In the membrane of the present invention, the behavior of the ring joint portion deforms downward when a uniform pressure load is applied. In other words, the strain is increased at the node, but the stress concentration is greatly reduced, which can greatly alleviate the cause of fatigue failure in the membrane plate. In the case of the membrane of the present invention that the stress is generated in the node can be a very important advantage in terms of stability of the membrane structure. In addition, the shrinkage deformation according to the temperature change occurs in the same way as the Technics membrane, and the overall behavior analysis may be performed by combining the pressure and temperature changes.

이렇게 유한요소 프로그램을 이용한 수치적 해석결과에 의하면 응력 집중도나 응력 분포도면에서 본 발명의 멤브레인이 가장 우수하게 나타났고, 테크니가즈 멤브레인이나 가와사키 멤브레인은 응력이 크게 걸리는 것으로 해석되었지만 강도상으로는 문제점이 없었다.As a result of the numerical analysis using the finite element program, the membrane of the present invention was most excellent in terms of stress concentration and stress distribution. Technics membrane or Kawasaki membrane were interpreted as having high stress, but there was no problem in strength.

이상으로 초저온 저장탱크에서 널리 사용되는 대표적인 세가지의 멤브레인 모델에 대하여 유한요소 해석법을 이용하여 응력변형 거동해석을 하였다.The three strains of membrane models widely used in cryogenic storage tanks have been analyzed using the finite element analysis.

테크니가즈 멤브레인, 가와사키 멤브레인, 본 발명의 링마디식 멤브레인에 대한 거동해석을 수행한 결과 세가지의 멤브레인 모두 평판부와 주름이 서로 접하는 코너부분과 주름마디에 큰 응력이 집중되는 현상을 보였다. 멤브레인 모델의 판재중간에 걸리는 응력 집중도는 테크니가즈 멤브레인이 61Kg, 가와사키 멤브레인이 35Kg, 링마디식 멤브레인이 21Kg으로 각각 나타났고, 초저온 액체가 접촉하는 상면에서는 테크니가즈 멤브레인이 105Kg, 가와사키 멤브레인 78Kg, 링마디식 멤브레인이 32Kg으로 해석되었다.The behavior analysis of the Technics membrane, the Kawasaki membrane, and the ring-node membrane of the present invention showed that all three membranes exhibited a phenomenon in which a large stress was concentrated in the corner portion and the wrinkle node where the plate and the wrinkle contact each other. The stress concentration in the middle of the membrane model was 61Kg for the Technics membrane, 35Kg for the Kawasaki membrane, and 21Kg for the ring joint type membrane. The node membrane was interpreted as 32 kg.

본 발명의 링마디식 멤브레인은 응력 집중도나 응력 분포도에서 다른 멤브레인 모델에 비하여 대칭적이고, 균일하게 분포하면서도 가장 안정적인 것으로 해석되었다. 이 결과 선박용 저장탱크용 멤브레인에서 액압력 변동하중에 의하여 특히 문제가 되고 있는 피로수명을 크게 연장시킬 수 있다는 점에서 대단히 중요하다.The ring-membrane membrane of the present invention was interpreted as the most stable and symmetrical and uniformly distributed in comparison with other membrane models in stress concentration or stress distribution. As a result, in the membrane for ship storage tank, it is very important in that the fatigue life, which is particularly problematic by the fluid pressure fluctuation load, can be greatly extended.

다음으로 멤브레인의 용접에 대해서 알아 보기로 한다.Next, the welding of the membrane will be described.

초저온 액체를 저장하기 위하여 사용되는 멤브레인은 저장탱크의 내부 벽면(Tank wall)과 바닥(Bottom)에 설치되므로 다음과 같이 구분하여 용접 부위를 나눌 수 있다.The membrane used to store the cryogenic liquid is installed on the tank wall and the bottom of the storage tank so that the welding area can be divided as follows.

① 멤브레인 판의 겹치는 부위① Overlapped area of membrane plate

② 멤브레인 판과 앵글코너② Membrane Plate and Angle Corner

③ 멤브레인 판과 앵글피스③ membrane plate and angle piece

④ 멤브레인 판과 앵커점④ membrane plate and anchor point

또한 멤브레인 용접을 하기 위하여 세척된 멤브레인 판은 모서리부와 모서리부를 용접하여 멤브레인 판이 1조의 멤브레인 패널로 부분 조립된 것을 검사하여 저장탱크 건설현장으로 보내져 설치공사를 수행하게 된다.In addition, the membrane plate washed for membrane welding is welded to the edge portion and the edge portion to inspect that the membrane plate is partially assembled into a set of membrane panel is 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 the anchor point using an automatic welding machine, and overlapping and welding the membrane plate and the 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 절삭가공은 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 heat treatment should be performed, but cutting 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 단지 23∼29% 이하의 응력수준을 나타낼 정도로 우수한 것으로서, 특히 압력 및 온도하중이 작용하였을 때 주름곡률은 다소 커지나 주름의 높이는 감소하므로 대단히 실용적이고 안정적인 것이다.The present invention has the simplest structure and is excellent in that the stress is uniformly distributed in comparison with other conventional membranes, and exhibits a stress level of only 23 to 29% or less. In particular, when the pressure and temperature loads are applied, the wrinkle curvature is somewhat It is very practical and stable because the size of the swells and wrinkles decreases.

Claims (7)

판재(A)의 바깥쪽 모서리부(1)에서 앵커 볼트 고정용 구멍(9)쪽으로 직선으로 향하며 십자형을 이루는 4개의 주름(10)과, 상기 4개의 주름의 단부(11)와 연결되는 환형 외면(5) 및 상기 환형외면과 대칭인 환형내면(4)으로 구성되며, 상기 4개의 주름(10)과 동일한 곡률반경 동일한 높이 및 동일한 단면 형상을 가지는 링마디(2)로 구성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크용 멤브레인 구조.Four corrugations 10 forming a cross-shaped line from the outer edge portion 1 of the plate A toward the anchor bolt fixing hole 9, and an annular outer surface connected to the end portions 11 of the four corrugations. (5) and an annular inner surface (4) symmetrical with the annular outer surface, characterized in that it comprises a ring node (2) having the same curvature radius and the same cross-sectional shape with the four corrugations (10) Membrane structure for LNG storage tank. 제1항에 있어서, 상기 4개의 주름 및 링마디의 단면은 대략 반원 형태인 것을 특징으로 하는 멤브레인 구조.2. The membrane structure according to claim 1, wherein the cross-sections of the four pleats and ring nodes are approximately semicircular. 제1항에 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, wherein the cross section of the four corrugations and the ring nodes is in the shape of an ellipse in which the transverse diameter is narrower than the longitudinal diameter. 제1항에 있어서, 상기 4개의 주름 및 링마디의 단면은 다각형인 것을 특징으로 하는 멤브레인 구조.The membrane structure according to claim 1, wherein the cross section of the four corrugations and the ring nodes is polygonal. 제1항에 있어서, 단위판재의 판재 두께는 패널판재의 판재 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 멤브레인 구조.The membrane structure according to claim 1, wherein the sheet thickness of the unit sheet is thicker than the sheet thickness of the panel sheet. 단위판재(A)의 바깥쪽 모서리부(1)에서 앵커 볼트 고정용 구멍(9)쪽으로 직선으로 향하며 십자형을 이루는 4개의 주름(10) 및, 환형 내면(4) 및 환형 외면(5)으로 구성된 링마디(2)를 프레스 가공하는 단계, 패널판재에 상기 단위판재를 삽입하기 위한 구멍을 펀칭하는 단계, 상기 패널판재의 구멍의 중심점을 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 모서리부를 패널판재에 용접하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크용 멤브레인 구조의 제조방법.Four corrugations (10) forming a cross-shaped straight line from the outer edge portion (1) of the unit plate (A) toward the anchor bolt fixing hole (9), and the annular inner surface (4) and the annular outer surface (5) Press-processing the ring node 2, punching holes for inserting the unit plate into the panel plate, four corrugations of the unit plate in the transverse and longitudinal directions relative to the center point of the hole of the panel plate; Bending the same wrinkles as the step, and inserting the unit plate into the punched hole of the panel plate material to align the ends of each of the pleat and then weld the edges of the unit plate to the panel plate material Method for manufacturing membrane structure for natural gas storage tank. 제6항에 있어서, 상기 용접단계는 겹치기 용접 방식인 것을 특징으로 하는 멤브레인 제조 방법.7. The method of claim 6, wherein the welding step is an overlap welding method.
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