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鏡板の計算はどうやってやる？

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今回は鏡板の計算のやり方について紹介したいと思います。鏡板は円筒胴と同じく圧力容器の主要な構成部材の一つですので、計算の仕方は必ず押さえておきたいところです。円筒胴の計算の仕方の紹介の際と同じく、JISに基づいた計算の仕方を紹介いたします。ASMEも考え方は同様です。 ▼円筒胴の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？ 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) 鏡板の計算の式 鏡板の必要板厚を求める計算式はJIS B 8265 附属書Eに記されております。鏡板の形状により計算式は異なり、以下の通りとなります。 半楕円鏡板 \displaystyle t=\frac{PDK}{2\sigma_{a}\eta-0.2P} P : 設計圧力（MPa）,    D : 半だ円鏡板のだ円の内長径（mm）,   σ a : 設計温度における材料の許容引張応力（MPa）,    η : 溶接接手効率 K の値は以下の式によります。 \displaystyle K=\frac{1}{6}[2+(\frac{D}{2h})^{2}] 皿型鏡板 \displaystyle t=\frac{PDM}{2\sigma_{a}\eta-0.2P} P  : 設計圧力（MPa）,     D  : 皿型鏡板のフランジ部内径（mm）,   σ a  : 設計温度における材料の許容引張応力（MPa）,    η   : 溶接接手効率 M の値は以下の式によります。 \displaystyle M=\frac{1}{4}(3+\sqrt{\frac{R}{r_{0}}}) 半球型鏡板 $\displaystyle t...
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溶接継手効率とは？

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今回は溶接継手効率について説明したいと思います。細かな内容ですが、胴や鏡板の必要板厚を求めるのに必須な情報になります。適切な溶接継手効率の選び方について、理解していただけると思いますので、是非お読みください。 溶接の形状による分類 溶接継手効率の説明に入る前に、圧力容器の溶接にはどのようなものがあるのかを、簡単に説明します。圧力容器の溶接には様々な形状がありますが、最も重要な溶接といえる溶接は、 長手溶接 と 周溶接 でしょう。 Fig.1 溶接継手の位置による分類 長手溶接 とは、以下のFig.1のように円筒胴の断面に対して垂直な方向に行った溶接のことです。一方の 周溶接 は円筒胴の断面方向に対して行った溶接のことです。長手溶接線のことをL線、周溶接線のことをC線などと呼ぶことがあります。また、鏡板が複数の板からなる場合の継ぎ目の溶接線は、長手溶接線の扱いになります。 圧力容器の溶接はその溶接の場所によって分類がなされています。Fig.1はJIS B 8265の図3の抜粋です。A〜Eの5つの分類に分けられていることがわかります。溶接継手効率が関係するのは耐圧部の溶接のみであり、分類A〜Dが対象となります。 ではそれぞれどのような箇所に用いられるのかを見ていきましょう。それぞれの分類は、ざっくりと以下の通りです。 分類A すべての長手溶接継手 球形胴、鏡板、平鏡板、ふた板の溶接継手 全半球型鏡板と円筒胴の、円すい胴、管台等の溶接継手 分類B すべての周溶接継手（ただし全半球鏡板と円筒胴、円すい胴、管台等の溶接は除く） 分類C フランジと管台、円筒胴および円すい胴等の溶接継手 分類D 管台と円筒胴、円すい胴、鏡板等の溶接継手 分類E 強め輪、支持（スカート、サドル、レグ、ラグ等）および耐圧部材に直接溶接する非耐圧部材の溶接部 溶接継手効率とは？ そもそも溶接継手効率とは何でしょうか。先に述べた通り、溶接と一口に言っても色々な形状があります。また、溶接に欠陥がないかを調べる 放射線透過試験 を実施するか...
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円筒胴の計算はどうやってやる？

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今回は円筒胴の強度計算の仕方を説明します。円筒胴は圧力容器を構成する主要部品ですので、計算の仕方は押さえておきましょう。今回はJIS B 8265に基づいて計算方法を紹介しますが、JISは基本的にはASMEの計算方法に基づいており、ASMEでも考え方は同様です。 内圧に対する円筒胴の計算 本体胴の計算方法は JIS B 8265の附属書E に記載されています。円筒胴の必要な板厚を求める式は以下の通りです。 \displaystyle t=\frac{PD_{i}}{2\sigma_{a}\eta-1.2P} \displaystyle t=\frac{PD_{o}}{2\sigma_{a}\eta+0.8P} P : 設計内圧（MPa） Di : 胴の内径（mm） D o   : 胴の外径（mm） σ a : 設計温度における材料の許容引張応力(MPa) η : 溶接接手効率 蒸気の式はP≦0.385 σ a ηの場合に限ります。P＞0.385 σ a ηの場合は別途適用する式があります。また、内径基準と外径基準のどちらの式を使うのかは、計算する胴部がどちら基準で作られているかによります。一般に板曲げで製作する胴は内径基準にすることが多いのに対して、パイプ材は外径基準で製作されています。（パイプ材は規格で外径寸法が規定されています） 設計内圧の考え方 設計内圧は取り得る最大の圧力を考慮する必要があります。例えば以下のようなケースを考えてみましょう。 Fig.1 検討ケース （検討ケース） ・本体設計圧力：1.0MPa ・本体内径：2000mm ・材質：SUS304 ・ジャケット部設計圧力：-0.1MPa 本体部には比重0.9の液体が満たされており、温度220℃とする。 ①負圧の考慮 まず円筒胴にかかる最大の圧力を考えます。円筒胴の内圧は1.0MPaです。加えてジャケットには-0.1MPaの負圧が作用しています。圧力が作用する向きはそれぞれFig.1...
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