薄肉容器の応力解析
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吸収塔を設計する際、タンク壁の環状応力（設計圧力/(2*壁厚/塔直径)）と軸方向応力（設計圧力/(4*壁厚/塔直径)）を算出できる。6000mm、壁厚12mm、設計圧力0.05MPaの場合、環状応力は12.5MPa、軸方向応力は6.25MPaとなり、これは設計圧力の100倍に相当する。環状応力と軸方向応力はどのような性質を示すのか、そしてこれらを計算することには何の意味があるのか？設計圧力とは、反応容器が耐えられる最大圧力の能力のことです
どうやら、圧力容器内のいくつかの圧力についての理解がまだ十分でないようです。最高許容作業圧力とは、反応容器が耐えられる最大圧力の能力のことです。設計圧力、計算圧力、作動圧力は、それを保証するための参照パラメータです。
ありがとうございます。はい、各種応力は容器のどのような性質を反映しているのでしょうか？
まず、いくつかの圧力の関係を理解しましょう。最初に仕事上の圧力があり、次に設計上の圧力があり、その後計算上の圧力があり、最終的に最大許容作業圧力が得られます。これらの圧力が容器の性質を反映しているとは言えず、これらの圧力は容器の誕生過程に対応しているとしか言えない。仕事のプレッシャー、容器の使用状況の明確化；設計圧力は、通常の使用状況を満たすために、材料、構造、機能などの面で要件を満たす製品を設計しなければならない；計算圧力：材料、構造、使用温度などのパラメータに基づき、作業圧力を満たす容器の壁厚を計算する；最高許容作業圧力とは、実際の容器の壁厚が、計算によって得られる壁厚を丸めた値、つまり規格化された鋼材の厚さに基づき、腐食の影響を考慮して有効厚さから逆算される、容器が耐えられる作業圧力のことであり、安全装置の有無にも関連しています。
設計圧力とは、設定された容器の上部が耐えうる最高圧力のことです。この圧力は内部媒体に由来する。そして、環状応力と軸方向応力とは、容器に作用する荷重（媒体の内部圧力を含むがこれに限らない）が容器の単位面積あたりに及ぼす値である。これら2つの応力は設計圧力と比較するためのものではなく、材料の許容応力に溶接継手係数を乗じた値と比較するためのものです。前者が後者より小さい場合、容器は安全であると言え、そうでない場合は壁厚を増やすか、より高強度の材料を使用する必要があります。
環状応力と軸方向応力は設計圧力とは異なる概念です。設計圧力とは筒体内部に作用する圧力のことで、応力とは材料に関するものです。環状応力と軸方向応力の検証対象は設計圧力ではなく、材料の許容応力です。設計圧力が原因であり、環状応力はその結果です。設計圧力があるからこそ、材料には環状応力と軸方向応力が生じるのです。したがって、この環状応力と軸方向応力は材料の許容応力と比較されるべきです
安定性も計算する必要があり、風荷重や地震の影響によって水平力や曲げモーメントが生じるため、自重のみを考慮してはいけない