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パイプの熱膨張と柔軟性の計算機
ガイド付き片持ち梁近似を用いて、配管システムの熱膨張、必要な膨張ループ寸法、熱応力を計算します — これは簡易スクリーニング手法です。EN 13480 / ASME B31.3 に準拠した完全な柔軟性解析には配管応力解析ソフトウェアが必要です。
結果
熱膨張
パイプの全熱膨張は次のようになります。
- α — 熱膨張係数（µm/m/°C）
- L — パイプの長さ（m）
- ΔT — 温度変化（°C）
拡張ループのサイズ
許容応力を超えずに膨張を吸収するために必要な膨張ループ脚の長さ:
- E — 弾性係数 (MPa)
- D — パイプ外径（mm）
- Δ — 吸収される熱膨張（mm）
- Sa — 許容応力範囲（MPa）
これは案内片持ちはり近似です（曲げ応力 σ = 3·E·D·Δ/L² を Sa）、1本のループ脚が膨張全体を吸収すると仮定します。スクリーニングとしては保守的ですが、完全な規格準拠の柔軟性解析ではありません。
ガイド付きカンチレバー法
配管の両端が剛的に固定されている場合（完全拘束）の熱応力：
CTE参照表
| 材料 | α（µm/m/°C） | E (GPa) |
|---|---|---|
| 炭素鋼 | 12.0 | 200 |
| SS 304 | 17.3 | 193 |
| SS 316 | 16.0 | 193 |
| 銅 | 16.5 | 117 |
| インコネル625 | 12.8 | 207 |
| チタン Gr.2 | 8.6 | 105 |
条件： L = 30 m, CS (α = 12.0, E = 200 GPa = 200,000 MPa), ΔT = 180°C, OD = 168.3 mm, Sa = 138 MPa
Δ = 12.0 × 30 × 180 ÷ 1000 = 64.8ミリメートル
Lループ = √(3 × 200,000 × 168.3 × 64.8 / 138) = √(4.74 × 10⁷) ≈ 6,886 mm ≈ 6.9 m
⚠️ 注意： これは簡略化されたガイド付き片持ち梁計算です。実際の配管柔軟性解析では、分岐接続、複数の方向変更、支持位置を考慮する必要があり、重要なシステム向けの配管応力解析ソフトウェアを使用して実行する必要があります。
プロフェッショナル現場向け振動解析・バランス調整機器。50カ国以上で使用されています。
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenkoは、振動解析エンジニアであり、Vibromeraの創業者兼CEOです。 15年以上にわたり、彼は試験台上ではなく現場で回転機械のバランシングを行ってきました——マルチャー、産業用ファン、クラッシャー、遠心分離機、シャフト、スピンドルなど。この経験から生まれたのがBalanset計測器であり、専門家が機械のもとへ持ち運び、現場で単独で使用できる道具として設計されています。実験室用の機器ではありません。 Vibromeraは2017年に設立され、2023年以降はポルトガル・ポルトを拠点としています。Balansetシリーズの開発、組み立て、サポートはすべてここで行われています。フラッグシップ機器はBalanset-1Aであり、単一平面および二平面バランシングと振動診断のための可搬式アナライザーです。 Nikolaiは、カスタマーサポート、困難なバランシング案件への対応、そしてソフトウェアの開発に自ら携わっています。世界中の顧客と、どの言語でも対応しています。
