- 締切済み
角容器の耐圧について
- 角容器はステンレスSUS304材料で製作され、正方形の形状であり、500mmの一辺長さと2.5tの板厚を持っています。
- この角容器は加圧と減圧を一定時間繰り返す操作が行われ、耐久性と強度の面で問題がないか質問しています。
- また、角部はR15の曲げ加工が行われています。
- 機械設計
- 回答数9
- ありがとう数0
- みんなの回答 （9）
- 専門家の回答
みんなの回答
やはり、3D-CADのTOOLに頼って、解析にて確認した方がベターでしょうね。 そのも難しければ、3D-CAD＆解析できる業者に依頼する。 それから体験する計算手法を、段階をおってマスターしていく。 最近の若い子は、計算手法のマスター ≒ 3D-CAD＆解析のマスター ととらえています。 計算手法の詳細部分までの理解ができなければ、同じことは解り、最近の傾向とも認識。 ですが、基礎の部分でも、3D-CAD＆解析なので、最終チューニングできるまで時間が掛かり、 基本的計算（関数電卓なしでの機械工学計算）は、3D-CAD＆解析に頼るのは時間の無駄。 ですが、今回の場合は、積極的に活用です。
＞ ●ドラム缶？円筒と角形では全く計算が異なる。知らないとは言え恐ろしい の忠告に似た指摘を、そのままにして、おもしろい批評をするもんだね。 それに加え、追記で“玄人はだし”的記載だが、 結局 iwanaiはこの分野では素人なので、“素人はだし”を実践した格好になっている。
JISB8265「圧力容器の構造－一般事項」によると申し上げたが ↓ JISB8280「非円形胴の圧力容器」で存在していることを確認した。 最も「圧力容器」の規格に準ずると記してあるので基本は JISB8265 です。 流石に私も第一種圧力の規定を受ける角形容器の設計の 経験はありませんので、もしも本規定に影響を受けるなら 最寄りのボイラー協会並びに圧力容器製造メーカー指定工場 に相談された方が良い。本規定に影響されなくても計算方法等 は此れ以上に詳しく、また厳しいものも無く参考になるでしょう No.41965「負圧の炭素鋼容器の設計、製作」・・・過去ログ・・・発見↓ http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=290814&event=QE0004 大型ダクトを私は角形圧力容器の計算方法で設計した。もう30年位も前の話だ 負圧の場合は座屈を考慮しなければならないから素人設計では、まづ失敗する ケースが大きくなれば成る程、荷重も大きくなるから 30 kPaでも馬鹿に出来ん
↓そう言うなら、過去、例示しきれないほど数多のグチャグチャ計算めいた書き殴りの全てを取消す必要がある。 回答（1） ohkawa さん。 このような混乱を持ち込む徘徊者について、どう考えておられるのかをお伺いしたい。 本質問に無関係なことを書きすぎると躊躇されるなら、私がアップした 『文章における書き手の「指紋」』 に書き込んで下されば幸いです。
１Ｎの涙 さんへ、 批判するつもりは、ありませんが、記載内容に関して、質問者さんが理解できるとは、 思えなく、間違った方向に行きそうで、怖い気がします。 勉強しろで、済む内容なのですが、ビギナーズラックに期待ができない確率が高く心配です。 「3D-CAD による解析」を専門的業者に依頼が、妥当と思いませんか？
●直方体（正方形の角容器）には、12の稜（角部）ががあります。→ 8？ ●ドラム缶？円筒と角形では全く計算が異なる。知らないとは言え恐ろしい ●手計算できなければ、PC による解析に安易に逃げているとも言えるだろう 四辺固定等分布荷重を受ける周辺固定矩形平板モデルと簡易的に考えます。 これは簡易的なので、現実には此れよりも角部に加わる応力は少ないだろうと いうのが真相だが。疲労計算をするまでもなく、一般的な圧力容器の計算等は 許容応力を最小引張応力の1/4しているから既に疲労も考慮されていると思う。 私も計算してみたが角部は 3768 (N/mm2)の最大応力が加わるという計算結果↓ 従ってSUS304の許容応力129 (N/mm2) 以上で、大きく外れ全然ダメです・・・ これほど違うならば、特に角部の補強は大きなネックになるだろうと思われる (四辺固定等分布荷重で30 kPa σ=β*( P * b^2 ) / t^2 ；β=0.314；1/1） (σ=0.314*(0.3*500^2)/2.5^2=3768 (N/mm2)・・・単位には気を付けること) 以上はザックリとした手計算によるものだが角形容器は特殊な計算になるから 厳密計算するなら「3D-CAD による解析」に頼るのが最もてっとり早いだろう 知らなければ簡単そうに思えるだろうが、角形になっただけで途端に難しくなる 尚、補強計算も可能ですがクロス梁(不静定はり)の計算となりコレも難しい。 これからは補強と板厚が互いに関与してくるので更に計算は煩雑になり易い。 まぁ手計算でやるにしても、何度か繰り返し計算になるから意外に大変です。 最後に、圧力供給部のノズル口部の穴の補強計算も当然ながら必要です。 ※角形容器ではステー(内部)が非常に有効です。内部に仕切板を入れるもよし そうそう負圧になるならば場合によりFullVacuumeで計算するケースもある！ また溶接部強度を心配している方も居るが本計算が出来るならば此方は簡単。 http://www.astex.gr.jp/index.html ↑角形チャンバーの画像があるが、こんな感じだろうと想像できるだろう 補強を約 167（=500/3) pitch に入れても、SUS-t5 位は必要になりそうです これから如何に角形容器が強度的に不利であるか幾らかでも理解できるだろう 過去ログ↓にもあるがJIS B8265 圧力容器にも基本的な計算方法があります。 補強を用いた角形容器の計算方法は、確か「旧・ボイラー構造規格の解説」と いう文献に在った記憶があるが現在のJISには其処まで詳しいものは無い筈だ。 （ボイラー構造規格自体も近年ではJIS圧力容器に統合されてしまっている） 其れだけ難しく、しかも特殊なケースであることを示しているとも言えます。 ですから、極力円筒胴とした容器の方が実は相当に安く計算も楽なんですわ。 先のステーによる計算というのも、又難しく、これも圧力容器構造規格に在る http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=97475&event=QE0004
貴殿で確認できる手段を以下に記します。 ? 3D-CADで、製品を描き、設定圧をかけ、+15kpaと-15kpaの両方を応力分析する （分析できる3D-CADを持っていなければ、できる設計会社に依頼する） ? 常温にて+15kpa～-15kpaの加圧,減圧を一定時間繰り返すなので、寿命まで何回繰り返す かで、両振り許容応力を導き出し、?の結果がそれ以内かを確認します。 ? 後、角部はR15程度で曲げ加工と成りますの条件なので、?で応力集中を加味した 応力がでるので（要確認 3D-CAD機能）、問題ないと考えます ? 溶接個所がないと、正方形の角容器が製作できないので、溶接の条件を設定します 溶接方法やその仕上げ方法で、溶接部の応力集中が異なります できれば、応力集中しない“溶接方法やその仕上げ”で図面製作指示し、 溶接部の劣化係数（応力集中のようなもの）を勘案し、応力の確認を ?のデータからする（溶接部の劣化係数をインクルードした3D-CADはないから） 以上で確認します。 ですが、?と?と、実際の形状の違和感があります。 それは、例えば、上下の蓋を絞り等で製作し、各角部を曲げR15程度で製作し、 側面を４枚の板を、R15の端付近で溶接する量産タイプ設計をするのかが疑問です。 その場合は、?と?或いは、?＋αの内容で検討が必要です。 計算例がないとのことですが、直近でもこのアドバイスの他にも、 No.43027 駆動綸用モーターの選定 あるし、回答（２）のiwanai 最近劣性で、品位を下げる記載ばかり。 その自爆行為は、大いに歓迎。
一昨日以来の爆弾低気圧の中心気圧は一日で50hPa以上低下。。。。 +15kpa～-15kpaだってそれから類推できるはず。 もうひとつの類推材料はドラム缶。 http://www.jsda.gr.jp/HTML/3-kiso.html 200リッタードラムの単位重量：板厚1.2mmで約24kg ドラム缶に液体詰めるとそれ以上の圧が掛かり変動するが何か問題は? (ステンレスドラム缶は通販で購入可能) 本件は容積が半分、板厚が倍で同程度の重量。 此のサイトでは容器設計は結論に至った験しなし。 No.41965 負圧の炭素鋼容器の設計、製作 ほぼ１年前 No.40678 炭素鋼で製作した容器の耐圧計算 ２０件もグダグダ議論して結論出てない、殆ど被害者といえる方ですナ。 ………… この森では独自のトンデモ理論を展開する非常に無責任で力学独学の危険人物が 居ますね「後の先」っと言えば何か聞えは良いが問題は最後は放置することだ ………… 書き殴りの量で誑かす徘徊者が荒らしまくってるから。 直近の例。過半を徘徊の回答が埋めるが質問とは無関係 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=298886&event=QE0004 そろそろ施設休日となり蠢き始めるはず。。。。。 他質問サイトでも計算した例は乏しい。 それだけ複雑、かつ法令とJISで縛られた手順を経なければならないからです。 ＞+15kpa～-15kpa、、、ドラム缶に液体詰めるとそれ以上の圧が掛かり変動するが何か問題は? の拙文訂正。満タンに水を張っても+10kpa程度。 ドラム缶は規格があり http://kikakurui.com/z1/Z1601-2006-01.html JIS Z 1601 鋼製タイトヘッドドラム 気密試験の規格は30KPaながら、実力は大凡その一桁上で、さらに天地板の溶接(巻締め)を工夫したものは1.8MPaに耐えるものもある。 http://www.jfecon.jp/product/drums/pdf/eco_drums.pdf 量産品のドラム缶には理想的な溶接工法と補強策が施され板厚は最小限なので軽量でコスト安。それに明確な耐圧規格で試験を実施。 立方体にこだわる必要がないと思います。 <溶接部の劣化係数をインクルード> はぁ???? 計算ぐちゃぐちゃが無いだけマシだが、、、しかし放置すればこれでもかと書き殴るが通例。 此処での計算ウンヌンを信用してお仕事が出来るや否や？ 丁度２年前の例。徘徊者が既出例より更に酷く書き殴ったが http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=281654&event=QE0004 回答（47） いろいろ計算している人がいるみたいですが、情報が少ない中での計算ですので、 鵜呑みにしない方がよくないですか？ もしトラブルになっても回答者は責任を取ってはくれませんよ。 私のお勧めは、現物を採寸し、ほぼ同程度の寸法の物を溶接構造で作ればよいのではないですか 私は回答（4）で市販(JIS規格品)で強度表示があるグレーチングを使う手を提案。 角形も準標準的な市販品があります。 プレスで強化の為の凸絞りを設けた□500の板が用意され溶接。t30の板ではなく“薄板”。許容圧も明確なはず。他に組立式もあるがサイズは不明。 圧力容器は設計容易な円筒が殆どで、ドラム缶もその一種とみなせるが、角筒はまれなため先例も乏しい。 円筒はスペースの欠点あるがストーブの石油タンクなど消費者向けでないなら、最初からそう設計すれば使えるはず。圧力の設計で悩む程なら尚更。 No.42997 液体窒素による膨張又は永久歪み http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=298886&event=QE0004 回答（15）黒猫 さん (鉄鋼材料・熱処理の専門家) (徘徊者は)、小生には質問の回答を求め、小生は丁寧に回答したにもかかわらず、 小生の質問には全く回答しませんでした。つまり回答するだけの、「技術資料」や「設計資料」 レベルの知識が持っていないとしか考えられません。そのかわりに、「技術資料」「設計資料」 レベルの知識の裏付けのない、持論の「設計基準」を振り回しました。 18回答中11が徘徊者。出だしから言いがかりで質問者が正したのに延々と空論虚論を書き殴り。それで騙せ遂せると思ってるから徘徊者なのか。。。正常者ならそんな無駄なことはやりゃーせん。
＞角部はR15程度で曲げ加工 直方体（正方形の角容器）には、12の稜（角部）ががあります。 気密を保つ密閉容器であれば、溶接構造とする必要があると思いますが、 直方体のどの部分に溶接部を設けるのでしょうか？ 溶接部が構造的な弱点になる可能性が高いので、直方体の密閉容器として 最も応力の低いところに溶接部位を配置することが、信頼性を確保しつつ 板厚を減らすことのできる有効な手段と思います。 もう一点気にかかることは、+15kpa～-15kpaの圧力サイクルは、容器の 期待寿命のうちに、何サイクル程度かかるのでしょうか？ 疲労に対してどの程度の配慮が必要かによって、所要の板厚が変化しそうに 思います。
