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圧力容器の未貫通穴の強度計算方法とは？
- 圧力容器の肉厚の強度計算方法はJIS規格に載っていますが、未貫通穴がある場合の計算方法はどうすればよいのでしょうか。
- 円筒の胴体に熱電対などを取り付けるための穴をあける場合、肉厚の計算方法は外周から内側に向かって行うのが一般的です。
- 取り付け穴の底から胴体内径までを肉厚として計算することができますが、肉厚が大きくなる場合は別の方法を検討する必要があります。
- 機械設計
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質問の主旨と異なっているか？？ですが、 未貫通穴を明ける部分だけ、溶接等で板厚を上げて、加工すれば良いと 単純に思います。 また、タッピングプレート用の座を設け、穴を明け熱電対等のユニットを シールして埋め込み等も設計できるのでは。 <当然、応力集中は考慮が必要ですが…>
このような関連法規がある場合は、ボイラー協会などの機関に直接聞いた方が 本人の勉強にもなろうかと思います。私見ですが、穴が空いていると仮定し、 計算しても考え方は「欠損面積」を補強するだけの補強材料が必要なだけです つまり前回答のようにダブリングもしくはカップリング部が補強対象になる、 ので対して大きくない「穴」なら当然ながらその補強面積も小さいでしょう
胴板の側面に熱電対用のノズルを設けるとのことですが、貫通させないということは、缶体の内温（内容物の温度）を測定するのではなく、缶体そのものの温度を測定するのですか？ その場合、胴板に外側から未完通の穴（へこみ）があるとのことなので、その部分の肉厚が最も薄くなる部分であり、この部分で強度計算上の計算肉厚を上回れば問題ないと思います。但しご質問の通り、設計条件によっては肉厚が大きくなる場合があります。 この方法を回避するとなると、例えば胴板の側面に穴加工なしで熱電対取付けようのノズルを直接溶接しては如何でしょうか。 あと、胴板にパッドを溶接して、そこに穴加工する方法もあると思います。 参考になるかな？
お礼
ご回答ありがとうございます。 以下のような事情で、穴の底面で計算するのでなく、穴の分を補正して 計算できないかと考えています。 温度を測っているのは、内容物に近い部分の缶体の温度になります。 できるだけ内容物（缶体内面）に近い温度を測ろうとすると、穴が深くなっていきます。 感覚的には肉厚の厚い胴体に細い穴なら穴の影響は小さいように思われ、応力集中係数のようなものが無いかと調べていますが、現状見つかっていません。
お礼
ご回答ありがとうございます。 もう少し調べて、ボイラー協会等への問合せもトライしてみようと思います。