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アルミニウム製圧力容器の最小肉厚算出方法とは？
2023/10/16 16:45
- アルミニウム製圧力容器（円筒）の最小肉厚を算出するための式について調査しています。
- 最小肉厚を算出するための式は、P×Do ÷（200×σa×η＋0.8×P）＋ α であり、具体的な計算例も示されています。
- 厚生労働省の式であるかどうかや、アルミニウムには別の式があるかどうかについても調査が必要です。
アルミニウム製圧力容器（円筒）の最小肉厚算出方法
2009/12/21 10:36
お世話になります。
A2017素材を使用して円筒形圧力容器の製作検討をしており、
最小肉厚を算出したいのですが、下記式で宜しいでしょうか？
t = P×Do ÷（200×σa×η＋0.8×P）＋ α
t : 最小板厚（mm）
P : 最高使用圧力（kg/cm2）
Do : 腐食代を省いた円筒胴の外径（mm）
σa : 材料の許容引張応力（kg/mm2）
η : 長手継手又は連続した穴がある場合に於ける
当該部分の最小効率
α : 腐食代（mm）
上記式は恐らく厚生労働省の式だと思うのですが、
調べきれていません。
又、式を教えてもらった同僚からは上記式は
SS材の式であって、アルミは別の式があると言っています。
恐れ入りますが、
上記式で可か否か、
否の場合、他の式についてご教示下さい。
その式を確認出来るサイト等がありましたら
併せてご教示頂けますと助かります。
ちなみに上記式に今回の条件を当てはめて計算すると、
P×Do ÷（200×σa×η＋0.8×P）＋ α = 2.82（mm
P : 9.8（kg/cm2）
Do : 100（mm）
σa : 10.1（kg/mm2）
∴A017引張強さ＝395 N/mm2＝40.28 kg/mm2
40.28÷4（安全率）＝10.1
η : 0.7×0.85＝0.59
α : 2（mm）
になりました。
こちらも何か間違いなどありましたら
ご指摘頂けると幸いです。
宜しくお願い申し上げます。
回答 （5件中 1～5件目)
すこし時間が出来たので色々と調べてみました。連続投稿になるがすまん
まづ前回に補足しておきますが、参考になろうかと思います
http://www-it.jwes.or.jp/qa/details.jsp?pg_no=0010030030
ここで、とても気になったのですがアルミ材質がA2017とありますが溶接性が
良くないので心配になります。更にJISB8267の許容応力表にも存在していない
Al-Cu2000系だけが記載されていないんです。ボイラー協会に確認要するが、
もしかしたら圧力容器の構造材としては適さないということかも知れません
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円周方向の引張応力 σ2=pr/t という計算式が元になっていると思われます
前回答者らがいうように圧力容器などの関連法規にに抵触するならば、当然
それに従い設計しなければならない。容量、使用圧力、内容物などに寄るかと
圧力容器の構造計算は圧力容器構造規格またはJIS B 8265圧力容器の構造で計算するのが普通です。
これらの計算はなかな複雑ですが当社の開発した計算プログラムを御利用頂ければ簡単に実行出来ます。
勿論アルミについても計算出来ます。
面倒なグラフの読み取りも自動化されていて便利です。
プログラムは下記HomePageから無償でDownloadして試用して頂くことが出来ますのでぜひ一度試用してみて下さい。
多数の計算例も含まれているのでお役に立つと思います。
http://homepage1.nifty.com/minerva/
元の式は「ボイラー及び圧力容器の構造規格」に載っていたものと思います。
アルミには詳しくないのですが､どんな材質でも使用する式は同じで､許容応力値が違うだけと思います。
大元はＪＩＳの「圧力容器構造規格」で規定されていて､これを流用したものでしょう。
本当はＪＩＳを調べたほうがいいけど､書籍を購入するなら､「圧力容器の構造規格の解説」のほうが知りたいことだけまとまっているので､見やすいかも。
６年ぐらい前に標記単位がＳＩ化されたので､圧力や応力の単位が変っています。２年ぐらい前に解説書がボイラーと圧力容器に別れたので､図書館とかのちょっと古い本は「ボイラ及び圧力容器の構造規格の解説」というタイトルです。圧力容器の製作を検討されているなら､この解説書を見られたほうが良いと思います。
厚生労働省の式なるものの知見はありませんが、上記式は、内圧を受ける薄肉円筒の円周応力に効率，腐食代を考慮したものと考えられます。内圧は一定なのか変動するのか、変動するのであれば疲労強度の評価を行う必要があると思います。また、容器の内径部に交差穴があったりすると、その箇所での応力集中を考慮する必要があります。上記式を適用できるかどうかは分かりませんが、一般的には式と同時に適用条件が記載されているはずです。それを確認されてはいかがでしょうか。
