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プラントを構成する様々な配管・機器は、応力や振動などの多くの現象が影響しています。それらを設計上考慮するために、古来多くの実験や計測を元にした計算が行われ、その結果を元に法則化、規格化が進んできました。本増刊号では、各種プラントの配管や機器で起こる必要な計算やそれらを基盤とした解析や、評価技術に注目し紹介します。

B5判　本文124ページ
2019.2.15

<解説・法規・規格>
◆圧力設備の設計における構造強度評価と実際の構造強度/(元)日揮㈱/佐藤拓哉
圧力設備の安全性向上のためには、圧力設備の構造強度そのものの理解が必要である。ここでは、設計における構造強度と実際の構造強度との関係を明らかにし、実際の構造強度を評価することの重要性と有効性を解説した。

◆規格に基づく配管強度計算例/西野配管装置技術研究所/西野悠司
プラントの配管に対し、安全な品質が確保されるよう、業界ごとの強制的な法規が規定されている。その代表的なものが、「高圧ガス保安法」、「電気事業法」、「ガス事業法」、「労働安全衛生法」、における各技術基準である。本稿では各種法規・規格に基づく配管強度計算例について解説する。

◆EN 13445-3の疲労評価/千代田化工建設㈱/小島浩二
EN 13445-3の疲労解析方法に関する技術を解説し、その特徴について紹介する。

◆高圧ガス設備等耐震設計基準による配管系の耐震設計/E&Sコンサルタント安藤/安藤文雄
「国土強靭化」施策の一つとして地震リスクマネジメント上重要な既存設備の耐震補強が求められている。既設設備を含めて高圧ガス設備等配管系におけるレベル1・レベル2地震動耐震性能要求と耐震設計手法の詳細について解説する。

<配管設計・強度評価>
◆配管の熱膨張応力解析の必要性/東芝エネルギーシステムズ㈱/湯原耕造
プラント配管系においては、熱膨張におけるフレキシビリティ及びそれと相反する地震等の振動に対する管路剛性確保という要求を満足させねばならず、ここに配管系独特の設計の困難さがある。本稿では、プラント配管系の熱膨張応力解析の必要性について記載する。

◆パイプラック配管の強度評価/日揮㈱/小笹山弘之
パイプラック上の配管は距離が長く、熱膨張を吸収するエキスパンションループとアンカー位置の計画が重要である。本稿では、エキスパンションループ設置に関する留意点とループの配管反力を簡易的に算出する方法を紹介する。

◆低温流体用管フランジの熱及び力学特性/神戸大学/福岡俊道
低温流体用管フランジの熱・力学特性の解明を目的として、液体窒素を用いた冷却実験を実施し、その過程を有限要素法により評価する。つぎに、提案した解析手法を LNG用配管に適用し、得られた基本的な熱・力学特性を紹介する。

◆配管曲げモーメントを受けるPTFEガスケット付き管フランジ締結体の力学挙動評価/㈱バルカー/佐藤広嗣・元野雄太/広島大学/澤　俊行/三菱ケミカル㈱/森本吏一/沼津工業高等専門学校/小林隆志
本研究では、配管曲げと内圧を受ける No.GF300ガスケット付き管フランジ締結体の力学的挙動をFEM応力解析と実験によって明らかにすることを目的として、その考察結果について紹介する。

◆配管支持荷重の近似計算方法について/日本発条㈱/安部智洋
配管支持荷重の計算について力学的な意味を解説し、手計算で行える近似値計算法を紹介する。

◆ベローズ型伸縮管継手の強度計算と疲労寿命予測/日本ニューロン㈱/西　勇也
ベローズ型伸縮管継手の強度計算式であるEJMA式およびKellogg式について解説する。また、FEM解析による疲労寿命予測方法やベローズの疲労試験についても紹介し、それぞれの予測結果や試験結果の比較を行う。

<流体・振動解析>
◆圧縮機プラント配管とサージ現象/(元)明星大学/山口信行
圧縮機プラントにおけるサージの際に配管内で発生する流動振動について、軸流圧縮機の場合を例にとって、流量・圧力の変動やサージループの形態、サージ周波数などの詳細を、管路形態との関連において数値実験結果から紹介する。

◆管路の圧力損失の計算/東芝エネルギーシステムズ㈱/井關崇司
本稿では、配管内の流れの形態とエネルギー損失の基本式を説明し、プラント配管設備に適用されている圧力損失式を紹介する。また、各種計算式を使用する場合の注意点を示す。

◆往復動圧縮機における脈動解析とその評価/神鋼テクノ㈱/中島洋実
現状の往復動圧縮機における脈動解析の概要と配管設計への対策例を紹介する。

<配管応力解析ツール>
◆配管応力解析システムAutoPIPE/伊藤忠テクノソリューションズ㈱/本橋賀津彦
AutoPIPEにおけるノズル部の評価に関連した機能として「回転機器ノズルの荷重チェック」「容器フレキシビリティの考慮」「容器接合部の局部応力評価AutoPIPE Nozzle」について紹介する。

◆配管系応力解析プログラムCAESAR II/日本インターグラフ㈱/安藤文雄
CAESER Ⅱは配管系応力解析プログラムの世界標準として位置付けられている。CAESAR Ⅱの豊富でユーザーフレンドリーなモデル化機能、静的・動的解析機能、および耐震告示に準拠した耐震設計機能などについて解説する。

◆配管応力解析プログラムCAEPIPE/㈱エヌ・エス・ティ/羅 旭
CAEPIPEは配管応力を解析する商用プログラムであり、アメリカSST社が1983年より開発し販売している。本稿ではCAEPIPEの解析機能・特徴などについて紹介する。