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문제 1. KGS GC204 2019 매설 가스배관 내진설계 기준에 의거한 내진설계 시 고압가스 배관과 도시가스배관의 재료 및 이음매의 기준을 설명하시오.
지하에 매설된 가스배관도 지진 발생 시 파손될 우려가 있으므로, 가스 및 사업자 종류 등에 따라 내진등급을 나누어 내진성능 수준을 갖춰야 함
1. 내진설계기준
1) 내진설계 적용대상
- 지하에 매설되는 사업소 밖의 고압가스 배관
- 지하에 매설되는 액화석유가스 배관망공급 제조소 밖의 배관(사용자 공급관과 내관은 제외)
- 지하에 매설되는 사업소 밖의 도시가스 배관(사용자 공급관과 내관은 제외)
- 지하에 매설되는 사업소 밖의 수소 배관(고법의 적용을 받는 수소 배관은 제외)
2) 내진등급 분류
내진등급은 시설물의 공공성, 손상 시 초래될 수 있는 재해의 규모와 범위 등을 고려하여 내진 특등급, I등급, II등급으로 분류하며, 가스 도매 사업자의 경우에는 추가적으로 관리 등급을 부여하여 중점 관리한다.
- 도시가스 배관
- 가스도매 사업자가 소유하는 배관
- 내진 특등급 적용 (관리 등급은 중요시설로 적용) - 일반 도시가스 사업자가 소유하는 배관
- 최고사용압력이 0.5MPa 이상인 배관 : 내진 I등급 적용
- 최고사용압력이 0.5MPa 미만인 배관 : 내진 II등급 적용
- 가스도매 사업자가 소유하는 배관
- 고압가스 배관
- 독성가스를 수송하는 고압가스 배관은 내진 특등급 적용함
- 가연성가스를 수송하는 고압가스 배관은 내진 I등급 적용함
- 독성가스나 가연성가스 이외의 가스를 수송하는 고압가스 배관은 내진 II등급을 적용함
- 액화석유가스 배관
- 일반 도시가스 사업자 기준에 따라 분류함
- 일반 도시가스 사업자 기준에 따라 분류함
- 수소 배관
- 내진 I등급 적용
3) 내진성능 수준
- 배관의 내진성능은 기능 수행 수준과 누출 방지 수준으로 구분한다. (고압가스 배관, 도시가스 배관, 액화석유가스 배관 및 수소 배관)
- 기능 수행 수준
- 설계 지진 하중 작용 시 배관에 발생한 손상이 경미하여 그 배관의 기능이 유지될 수 있는 성능 수준을 의미한다.
- 설계 지진 하중 작용 시 배관에 발생한 손상이 경미하여 그 배관의 기능이 유지될 수 있는 성능 수준을 의미한다.
- 누출 방지 수준
- 설계 지진 하중 작용 시 배관의 손상은 허용하나, 누출로 인한 대규모 폭발 및 화재와 같은 피해를 방지하고, 인명 피해를 최소화하는 성능 수준을 의미한다.
- 설계 지진 하중 작용 시 배관의 손상은 허용하나, 누출로 인한 대규모 폭발 및 화재와 같은 피해를 방지하고, 인명 피해를 최소화하는 성능 수준을 의미한다.
4) 내진성능 목표
- 내진성능 목표는 내진등급별로 설계지반운동에 대한 내진성능 수준으로 정의한다.
| 설 계 지 진 |
재현주기(년) | 내진성능수준 | |
| 기능수행 | 누출방지 | ||
| 50 | 내진 II등급 | ||
| 100 | 내진 I등급 | ||
| 200 | 내진 특등급 | ||
| 500 | 내진 II등급 | ||
| 1000 | 내진 I등급 | ||
| 2400 | 내진 특등급 | ||
< 가스시설 내진성능 목표 >
2. 배관의 재료 및 이음매 기준
1) 배관 및 이음매의 재료
- 가스 압력과 설치 장소, 지중 매설 조건에 따라 충분한 기계적 강도와 변형 성능을 갖는 가스배관 및 이음매의 재료를 선정한다.
- 가스배관 재료는 고법, 액법, 도법 및 수소법에 따라 정해진 규격에 적합하거나 동등 이상의 기계적 성질을 갖는 것으로 한다.
- 가스배관 재료는 가스배관의 기준 변형률을 만족하고, 설계 변형률(혹은 사용 변형률)은 재료의 허용 변형률보다 작으며, 가스배관의 사용압력은 내압시험 최소 압력보다 작은 것으로 한다.
- 가스배관에 사용하는 접합 재료와 이음매는 고법, 액법, 도법 및 수소법에 따라 정해진 규격에 적합하거나 동동 이상의 기계적 성질을 가진 것으로 한다.
2) 배관 및 이음매의 설계
- 이음매의 설계 변위(혹은 사용 변위)는 기준 변위를 만족하고 허용 변위보다 작은 것으로 한다.
- 지반의 하중, 가스 압력 및 온도의 변화는 배관계에 강제 변위나 하중을 주므로 재료의 허용 응력과 허용 변형률에 따라 가스배관과 이음매를 설계한다.
- 지반의 진동 하중, 가스 압력 및 온도의 변동은 배관계에 강제 변위나 강제 하중을 주므로 가스배관과 이음매의 설계에는 재료의 피로 변형, 피로 강도 및 수명을 고려한다.
- 가스배관 이음매의 내진성능은 재료 자체의 항복강도(내력)와 연신율, 좌굴 및 굽힘성능, 피로성능과 함께 가스배관 및 이음매의 기하학적 형상과 치수(관의 외경, 평균 지름, 두께, 곡관의 곡률 반경, 이형관과 이음매의 형상) 및 하중 형식에 따라 결정한다.
3) 배관과 이음매의 부식 방지
- 가스배관과 이음매의 부식 및 기계적 손상에 따른 가스 누출을 방지하기 위해 지중 매설 강관과 이음매의 표면을 피복으로 처리하고, 전기방식조치를 한다.
* KGS Code GC204 - 매설 가스배관 내진설계 기준 참고
KGS Code GC204(2024).pdf
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