外圧に対する計算はどうやってやる?
圧力容器は内側からの圧力に耐えるだけでなく、外側からの圧力がかかる場合もあります。そのような圧力を外圧といいます。また、内部の圧力が負圧(大気圧よりも低い)の場合は、大気圧が外側からのかかる形となり考慮が必要になります。外圧の計算は内圧の計算とは異なる計算の仕方があり、内圧の計算よりも少し厄介です。今回は外圧に対する計算の仕方を紹介いたします。 ▼円筒胴の内圧に対する計算の仕方については以下を参照ください。 円筒胴の計算はどうやってやる? ▼鏡板の内圧に対する計算の仕方については以下を参照ください。 鏡板の計算はどうやってやる? トコトンやさしい圧力容器の本 (B&Tブックス) [ 大原良友 ] 価格:1,650円(税込、送料無料) (2023/6/18時点) 圧力容器の構造と設計新版 JIS B 8265及びJIS B 8267 (JIS使い方シリーズ) [ 小林英男 ] 価格:5,060円(税込、送料無料) (2023/6/18時点) 外圧がかかるとどうなるか 内圧によって容器が破損する場合は、亀裂が生じ内部流体のエネルギーが一気に解き放たれて破裂が生じます。これはまだイメージがしやすいかと思いますが、一方の外圧に対する破損はどのようなものになるでしょうか。 外圧がかかった圧力容器はその外圧によって圧縮されます。その力に耐えられなくなった時、容器は 座屈変形 を起こして大きく凹んでしまいます。 このような座屈変形を起こさせないように、外圧に対する十分な強度をもたせた設計を行うことが重要です。 どのように検討をすればよいのか、円筒胴の場合と鏡板の場合に分けて、順番に見ていきましょう。 円筒胴の外圧に対する計算 円筒胴の外圧に対する計算は JIS B 8265の附属書E に記されています。その手順は以下の通りです。 ①外圧の計算にあたっては、まず 計算厚さtを仮定してやる必要があります 。計算厚さtを仮定後、 L/Do と Do/t を計算します。 ②図E.9を参照して、L/DOを縦軸にとります。L/DOが50を超える場合は、50を、L/DOが0.05を下回る場合は0.05をとります。 ③次に②で得られた点から水平に線を引き、①で得られたDo/tの曲線との交点を得ます。対応す