配管応力解析

Pipe Stress Analysis

Pipe Stress Analysis

Pipe Stress Analysis

効果的な配管応力解析には、次の点を確実にするのが重要です。

  • 法令を順守すること。
  • 配管が正しく支持され、自重による沈下とか歪みがないこと。
  • 熱荷重及びその他の荷重に対しても、配管システム中の歪みが正しく制御されていること。
  • 冷間及び熱間時に配管内の応力が、許容値内であること。

当社は、要求に応じた特別な条件で、十分かつ広範囲の配管応力解析を提供しています。多種の国際基準(例えば、ASME B31.1, B31.3)による高品質の解析を行います。解析には、次のものを含みます。

  • 熱解析―フリー及び拘束された状態での熱による伸張の解析
  • 静荷重解析―解析は、大気温度でのもので、機器との接続点での応力及び反力が許容内に入るために、システムの特定の位置で荷重を支えます。
  • 地震解析―静的及び動的解析
  • 風荷重解析―静的応力解析
  • 短期的解析―タービントリップ、配管内衝撃、安全弁吹き出し等のような多種の短期的な荷重条件に対するもの。

解析は、配管の全体配置図、アイソメ図、配管部品とバルブ等の仕様書に基づき、組み立てられたモデルに従って、CAESALⅡのような解析ソフトを使用します。

境界条件に気を付けて一旦システムを正確にモデル化した後、広範な応力解析を実施し、関連ある要求に確実に合致するため修正を加えます。修正には、次のような手段があります。

Pipe Stress Analysis

Pipe Stress Analysis

Pipe Stress Analysis

  • 拘束―配管の自由な熱移動を妨げ、阻止し、制限する手段。拘束には、方向と回転と両方の組み合わせがあります。
  • 固定―理論上、移動も曲げモーメントも許さない固定する力を備えた拘束です。
  • エキスパンションループー熱膨張を吸収するためのパイプループで、拘束と冷間引張との組み合わせで使用されます。
  • 冷間引張、コールドスプリングー熱膨張する反対向きに予め冷間時に荷重を掛けて使用し、熱膨張の影響を小さくします。冷間引張は、通常、配管の膨張量の50%とします。これは、応力には影響がなく、機器や容器のノズル荷重の減少に使用されます。
  • スプリングハンガーーこれは、縦方向の熱移動を受ける配管システムのサポートに使用されます。バリアブルスプリングハンガーは、通常、縦方向の移動量が75㎜以下、荷重変動率が25%以下の所に使用されます。コンスタントスプリングハンガーは、縦方向の移動量が75㎜を超える場合使用されます。
  • 固定型縦方向サポートーこれらは、縦方向の移動が影響しない所とか意図的に縦方向の移動を妨げたい所に使用されます。尚、水平方向の拘束が必要とされない場合は、水平方向の自由な移動を妨害しないことが重要です。