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パイプの肉厚 - 重要性、計算、測定

目次

なぜパイプの肉厚が重要なのか?

パイプの肉厚は、パイプラインの非常に重要なパラメータです。パイプラインを使用する際、適切なパイプ肉厚を選択しなければ、システム全体の安全性、効率、コストに直接影響します。これは主に以下のような側面に反映されます:

  •  耐圧性能
    肉厚が厚ければ厚いほど、内圧や外圧に耐えることができ、パイプラインの変形や破裂、漏れの可能性が低くなる。使用中に肉厚が十分でないパイプラインを選択した場合、応力集中が発生し、損傷のリスクが高まる。
  • 耐食性と耐摩耗性
    腐食性の媒体や粒状の研磨媒体が輸送されると、これらの媒体は破断するまで肉厚を徐々に薄くしていく。腐食代も肉厚設計の重要なパラメータであり、通常は媒体の腐食速度(0.1mm/年など)と設計寿命(15年など)に基づいて決定される(腐食代=腐食速度×設計寿命)。
  • 中程度の輸送効率
    パイプラインの肉厚が厚すぎると、過度の摩擦による流動抵抗が発生する。肉厚を薄くすれば、摩擦とエネルギー損失を減らすことができる。したがって、適切なパイプラインを選択するには、圧力、流量、腐食速度に基づいて、最適な肉厚を正確にバランスさせる必要がある。
  • 経済性と適応性
    肉厚が厚くなればなるほど、それに対応する材料が多くなり、重量や輸送・設置の難易度も大幅に増し、価格も割高になる。したがって、パイプラインは太ければ太いほど良いというものではない。具体的なシナリオと予算に基づいて選択すべきである。

t = (p×d)/(2(sew + py))+ C

注:計算には必ず腐食代を含め、計算後の値を検証してください(材料保証がS値を満たしているか、静水圧試験圧力=設計圧力の1.5倍など)。

    • t:最小肉厚(mmまたはインチ)
    • P:設計圧力(MPaまたはpsi)
    • D:パイプ外径ODだ、 mmまたはインチ)
    • S:材料の許容応力(MPaまたはpsi)。
    • E:溶接係数(シームレス管:E=1.0、溶接管:E=0.6~0.85)
    • W:温度ディレーティング係数(通常W=1.0)
    • Y:材料係数(スチール:Y≒0.4)
    • C:腐食代(培地の性質に応じて追加、通常は1~3mm)

最低必要厚さの計算

必要最小限の厚さを得るためには、圧力設計の厚さに許容誤差(機械的、腐食、侵食)を加える必要がある:


tmin=t+c1+c2+c3

手当の説明

    • c1: 機械的許容値(ねじの深さなど、通常は1.0mm);
    • c2:腐食代(酸性媒体の場合は2.0~3.0mmなど、媒体の腐食性に応じて決定);
    • c3:浸食許容量(粒子を含む媒体の場合は0.5~1.0mmなど)。
パイプ肉厚

パイプ肉厚の測定方法

  • 1.従来の測定
    ノギスやマイクロメーターを使用してパイプの肉厚を測定する(ポリエチレンパイプやPVCパイプなどの薄肉パイプに適している)
    メリット 簡単、操作不要、低コスト
    デメリット 表面しか測定できず、内部の欠陥は検出できない。
  • 2.超音波による非破壊厚さ測定
    について 超音波 波がパイプの肉厚を透過し、反射波を受信し、「肉厚=音速×伝播時間/2」によって肉厚を計算する。
    メリット 非破壊、高速、高精度(誤差±0.1mm以内)
    アプリケーション 金属パイプライン(ガスパイプライン、石油パイプラインなど)の腐食検出に広く使用されています。

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