日工の技術雑誌

プラント配管解析技術
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HZ1502

プラント配管解析技術

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配管技術 2015年2月増刊号 【創刊55周年記念】

配管解析については、昨今ソフトウエアの進歩により、材料力学、解析の素養がなくても入力さえできれば結論が得られるようになっており、便利な反面、間違えに気づかないまま計算を完了してしまう怖さもある。
本号では材料力学の基礎から、知っておくべき規格等について解説し若手が陥りやすい解法上の誤りの例などを挙げながら、エンジニアのスキルアップを目指す。

2015.2.15
B5判 本文144頁

◆目 次◆

■配管の解析・荷重
○配管系の応力解析/㈱東芝/湯原 耕造
配管応力解析を行う上での導入部となる規格・基準の歴史的背景及び基礎となる強度理論、配管系の特徴に関して解説を行う。又、応力解析を行う上での基本である1次応力・2次応力、熱応力ラチェットに関しても解説を行う。
○配管系応力解析で考慮する荷重条件/㈱東芝/湯原 耕造
配管系応力解析にて考慮すべき荷重条件と荷重条件のうち熱膨張時及び地震時の各荷重条件の設定に関して説明する。更に荷重条件と配管支持装置の関係についても説明する。

■配管の応力評価
○ASME B31.1 / B31.3コードの配管応力評価/伊藤忠テクノソリューションズ㈱/本橋 賀津彦
配管の解析や設計においては設備の種類に応じて各種の設計コードが規定されているが、その代表であるASME B31.1およびASME B31.3コードにおける応力解析および評価について説明する。
○高圧ガス設備等耐震設計基準による配管系の耐震設計/日本インターグラフ㈱/安藤 文雄
東北地方太平洋沖地震を契機に「国土強靭化」施策の一つとして既存設備の耐震補強が求められている。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。

■機器ノズル・フランジ評価
○配管外力に対する機器ノズル評価/千代田化工建設㈱/馬渕 俊郎
本稿では、プラント配管設計での最適化要因の一つである機器ノズル評価について、API規格を例にその概要を解説するとともに、筆者の経験から評価において起こしやすい間違いについて事例を紹介する。
○フランジ継手の強度評価/日揮㈱/長山 義雅
設計規格に基づくフランジ継手の強度評価方法について説明する。説明にあたっては、単に規格の内容を紹介するだけでなく、数式が持つ力学的な意味について説明している。

■特殊配管
○埋設管(パイプライン)の強度計算/JFEエンジニアリング㈱/田中 俊哉
埋設管と地上配管とでは、作用する荷重の種類や管変形の仕方が異なることから、強度計算の手法も変わってくる。本稿では、石油・ガス輸送用の埋設管の強度計算について、代表的な技術基準・指針の内容や基本的な考え方等を概説した。
○FRP、GRP配管の解析/㈱OKAMURA/加藤 淳三
国内ではあまりなじみのないFRP・GRP配管の、基本的な構造から解析までを簡単に紹介し、本稿では特に設計時の注意点や参照する規格の説明を行い、設計者の不安を払拭できる様、要点を解説した。
○ライニング配管とジャケット配管の応力解析法/日揮㈱/本田 卓郎
本稿では、ライニング配管やジャケット配管などの二重管について、剛性や熱膨張挙動の特徴を解説し、それらの特徴を精度良く配管応力解析に考慮する手法及び留意点を紹介する。

■配管振動解析
○配管振動の発生原因とその未然防止対策/東洋エンジニアリング㈱/矢部 一明
プラント配管系に発生する振動の種類とその原因には
様々なものがあり、配管を設計するにあたっては、常にこれらについて注意を払わなければならない。本稿においては配管内流体に起因する主な配管振動の原因とその未然防止対策と振動解析時の注意点について述べる。

■配管サポート
○配管サポート(スプリング)/日本発条㈱/小林 隆志
バリアブルハンガとコンスタントハンガの主な使用目的と荷重特性、コンスタントハンガのしくみ、MSS-SP-58における主なスプリングハンガの構造上の要求内容を説明する。
○耐震を目的とした配管サポート/三和テッキ㈱/関口 文武
配管系の耐震サポートを目的とした管系支持装置(ロッドレストレイント、油圧防振器、メカニカル防振器)に関して、強度計算を含めて紹介する。
○伸縮管継手強度計算におけるEJMAとASME B31.3の違い/日本ニューロン㈱/松村 昌敏
金属製ベローズ型伸縮管継手の強度計算方法である、EJMAとASME B31.3 Appendix Xとの違いについて、計算例を交えて解説する。

■事例
○接続機器別解析モデル事例/日揮㈱/小笹山 弘之
配管熱応力解析について、接続する機器別に事例を紹介し留意点などを述べる。また、極低温配管系については縮むという観点から、高温配管と異なる点について説明する。

■各社解析関連ソフトウエアの紹介
○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の計算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について解説する。
○配管系耐震性能評価プログラムFLAP-Ⅱ/千代田化工建設㈱/林 豊
本稿では、高圧ガス設備等耐震設計指針(2012)に対応した配管系耐震性能評価プログラムFLAP-Ⅱの簡易耐震性能評価機能について紹介する。FLAP-Ⅱを用いることで簡易耐震性能評価を効率的に実施できる。
○配管応力解析プログラムCAEPIPE/㈱エヌ・エス・ティ/田中 徹
CAEPIPEは、世界中に広く認知され普及している配管応力解析プログラムで、配管モデルの作成から解析実行、レポート作成まで、トータルで行えるプリ・ポスト一体型のソフトウェアである。
○地震動が作用する配管構造の応答および応力解析/アドバンスソフト㈱/大家 史
本稿では、地震動が作用する配管構造の応答および応力解析を通じて、構造解析ソフトウェアAdvance/FrontSTRの概要および機能について紹介する。

■参考図書一覧
○配管 解析技術の本/西野配管装置技術研究所/西野 悠司

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