常圧溶接容器の負圧時、底板はどう計算するか
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直径2000mm、高さ2600mmで、平らなアーチ型の屋根を持つ水タンクがあり、作動圧力は-0.09MPaです。この場合、底板の厚さはどのように決定すればよいでしょうか。本来なら水の重力が負圧の強度より大きければ問題ないはずですが、今は液体の重力では内圧に敵わないようですね。
関連規格を参照してください！常圧にも標準がある！
水の重力が負圧より大きくてもダメで、一般的に水の重力は容器の最も低い位置にあり、作業圧力は容器の最も高い位置の圧力でしょう？言い換えれば、あなたの設計上の圧力は、容器の最も高い点における圧力です。また、水もすぐには満たされませんよね。あなたの運転条件は、まず水を満たしてから負圧をかけるということですか？やはり水を入れ始めたら負圧になるのか？あなたの理論によれば、装置の計算圧力は設計圧力から水の重力を引けばいいということになりますよね？現在、規格上では液柱の静水圧のみが記載されており、差し引く必要があるケースはまだ見られていません
負圧の場合、底板はGBT150.3またはNBT47003に従って計算でき、底板に補強リブを設けることも考慮する
基準に従って計算する場合は、最も厳しい作業条件を考慮する必要があり、作業圧力を液柱静水圧で相殺する方法は推奨されません。実際の使用においては問題ないかもしれませんが、基準では安全率が比較的保守的に設定されており、基準上では合格しないものでも、工学的な経験則に基づけば問題ないのです。これは、基準で定められた管フランジや機器用フランジと同じです
これはGB150で計算すべきでしょうね、それなりに高いです。
負圧の場合、常圧容器を使用するのは適切ではなく、装置の構造として平底やアーチ型の構造を採用するのも適切ではない。上下に楕円形のエンドキャップが付いた構造を選択することを推奨します。
当初、私が設計したときもGB150に従って楕円形のヘッドを使用することを考えていましたが、ユーザーからは設計院に問い合わせたところ、この構造で問題ないとのことでした。
液体の重さとケーシングの重さを相殺しなければ、この圧力筒の部分はさらに強化できますが、上部と下部は間違いなく耐えられません。補強材を加えると計算が複雑になります。