典型的なパイプラインシステムに必須の応力解析負荷条件

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応力解析の主な目的は、以下を確保することです：A. 構造の完全性（流体を支えるための設計圧力に耐え、ライフサイクル中のさまざまな荷重による破損を防ぎ、かつシステムの限界応力が規格で定められた許容値を下回ること）。）B. 操作の完全性（装置の接続部にかかる負荷を管口の許容値以内に抑え、接続部での漏れを防ぎ、配管のたわみや変位を許容値以内に制限する。）C. 最適設計（配管系の過度な柔軟性や支持構造への過大な負荷を避け、配管と構造の最適な設計を追求する。）WW = 管系の充水重量、HP = 水圧試験圧力、W = 管内の流体および断熱層を含む管の重量、P1 = 設計内圧、T1 = 実働温度、T2 = 設計高温、T3 = 設計低温、WIN1、WIN2、WIN3、WIN4：特定の方向に作用する風荷重、U1、U2、U3、U4：特定の方向に作用する均等分布（地震）荷重。 解析を行う際には、少なくとも以下の荷重条件について検証を行う必要がある：a. 水圧試験条件：配管は通常、実際の運用前に漏れがないことを確認するために水圧試験が行われ、試験媒体としては水が用いられる。 したがって、この場合、配管は媒体である水の重さと水圧試験の圧力に耐えなければならない。これに基づき、CAESAR IIにおいて採用する最初の運転条件は以下の通りである：1. WW+HP HYDb. 運転条件：運転が開始されると、作動流体は一定の温度および圧力のもとで配管内を流れる。これに基づき、システムの運転条件は以下の通りである：2. W+T1+P1 OPE　運転時の温度条件　3. W+T2+P1 OPE　設計上の高温条件　4. W+T3+P1 OPE　設計上の低温条件　c. 継続的な負荷条件：工場全体の運転過程において、重量と圧力という継続的な負荷が存在する。 したがって、継続的な負荷条件は以下の通りです：5. W+P1 SUSd. 偶発的な条件：パイプラインは偶発的な風や地震による荷重を受ける可能性があります。 したがって、これらの動作条件下で応力を検証するためには、以下の荷重条件を設定する必要がある：6. W+T1+P1+WIN1 OPE：+X方向の風荷重を考慮 7. W+T1+P1+WIN2 OPE：-X方向の風荷重を考慮 8. W+T1+P1+WIN3 OPE：+Z方向の風荷重を考慮 9. W+T1+P1+WIN4 OPE：-Z方向の風荷重を考慮 10. W+T1+P1+U1 OPE：+X方向の地震荷重を考慮 11. W+T1+P1-U1 OPE：-X方向の地震荷重を考慮 12. W+T1+P1+U2 OPE：+Z方向の地震荷重を考慮 13. W+T1+P1-U2 OPE：-Z方向の地震荷重を考慮 上記の荷重に対して応力解析を行う際、荷重条件6から荷重条件13までは、ノード部の荷重値を確認するためだけに使用される。偶発応力を得るためには、持続荷重と純粋な偶発的荷重条件を合わせ、その値を規格で許容される値と比較する必要があります。 このため、以下の荷重条件が設定された：14. L6-L2 OCC +X方向の純風荷重 15. L7-L2 OCC -X方向の純風荷重 16. L8-L2 OCC +Z方向の純風荷重 17. L9-L2 OCC -Z方向の純風荷重 18. L10-L2 OCC +X方向の純地震荷重 19. L11-L2 OCC -X方向の純地震荷重 20. L12-L2 OCC +Z方向の純地震荷重 21. L13-L2 OCC -Z方向の純地震荷重 22. L14+L5 OCC 純風 + 持続 23. L15+L5 OCC 純風 + 持続 24. L16+L5 OCC 純風 + 持続 25. L17+L5 OCC 純風 + 持続 26. L18+L5 OCC 純地震 + 持続 27. L19+L5 OCC 純地震 + 持続 28. L20+L5 OCC 純地震 + 持続 29. L21+L5 OCC 純地震 + 持続 22から29までの荷重条件は、規格B31.3に基づく許容値（規格ではSh値の1.33倍）を用いて偶発応力を照査するために使用される。上記の荷重条件22から29についてはスカラー組み合わせを、その他の条件についてはベクトル組み合わせeを用いる。膨張条件：規格の要求に基づき、以下の荷重条件が膨張応力の検証に使用される：30. L2-L5 EXP 31. L3-L5 EXP 32. L4-L5 EXP 33. L3-L4 EXP 全体の応力範囲において、上記の荷重条件（条件30から33まで）が膨張応力の検証に用いられる。上記の荷重条件は、あらゆる応力システムを解析するために必要な最も基本的な条件である。上記の荷重条件のうち、番号1、5、および22～33に該当する荷重条件は、応力照査に用いられる。 番号1から13に示されている負荷条件は、拘束反力、変位、および管口負荷の照査に用いられる。PSV接続システムや回転機器接続システムでは、追加の負荷条件が必要になる場合があります。地震や風荷重の解析を行う必要があるわけではありません。 したがって、配管システムがプロジェクトで定められた地震および風荷重の解析範囲に含まれない場合は、これらの荷重条件を削除することができます。 しかし、風荷重および地震解析を実施するためには、CAESAR IIのデータシートに適切な関連データを入力する必要がある。応力系が与えられた変位（D）と力（F）の使用を含む場合、上記の荷重条件にD1、D2、またはF1、F2（該当する場合）を加えなければならない。計算結果は、以下を満たすことが望ましい（ただしこれに限らない）：1. 試験圧力および定常応力は、規格で許容される値の60％未満であること。2. 膨張応力および偶発応力は、規格で許容される値の80％未満であること。3. 工程用配管の場合、定常状態におけるたわみは10mm未満であること；蒸気配管、二相流配管、またはトーチラインにおいては、たわみは3mm未満でなければならない。装置用配管の場合、最大変位は75mm未満であり、パイプガーデン内の配管については200mm未満でなければならない