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コラム

配管の熱伸縮処理

  • 2016.07.10
  • カテゴリ: 施工|Construction

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どの様な材質の配管においても、設計・施工の際は熱膨張による伸縮量の影響を考慮しなければなりません。

 

熱膨張は全方位に起こり得ますが、配管の場合は、特に軸方向(長手方向)の伸縮量が問題となります。

 

BKジョイント 蒸気(還)配管 >

 

伸縮量の大きさを示す熱膨張係数は、以下の通り、材質により異なります。

 

1

樹脂系の塩化ビニルが圧倒的に大きいことは容易にイメージできるかと思います。

 

また、同じ金属でも、ステンレス鋼と銅はほぼ同じ係数ですが、炭素鋼よりも50%ほど伸縮量が大きくなります。

 

以下に、一般配管用ステンレス鋼鋼管(SUパイプ)による配管の熱膨張対策をご紹介いたします。

 

直線配管10m当たりの温度差から生じる伸縮量を以下の表に示します。

 

2

 

例えば、20mの配管で温度差が60℃あると、伸縮量は20.8mmにもなります。

 

対策として、一般的には、ベロース形伸縮継手を単式で約20mに1個、複式で約40mに1個の割合で設置します。

 

ベローズ型伸縮継手

 

また、60Su以下の配管で伸縮量が然程大きくない場合は、タコベンド的に配管自体を「コの字」型に迂回させることで、その可とう性を利用して伸縮量を吸収する工法も行われています。

 

ベローズ形伸縮継手(単式) >

 

ベローズ形伸縮継手を取り付けるか、配管の可とう性を利用した工法で収めるかは、現場の状況に応じて使い分けが必要です。

 

逆に熱膨張による伸縮を考慮しないまま適切な対応をしないと、配管の各所に強い力が加わり、配管の座屈、接合部の変形、支持点や接合機器などの破損の原因となってしまいます。

 

尚、ベローズ形伸縮継手の支持は躯体にしっかりと固定して、熱伸縮を有効に吸収できるようにします。

 

対して、配管支持は、熱伸縮による稼働応力を逃がす意味で、ローラー付き支持金物や保温材を利用したスリーブ式とし、配管を直に固定しない様にします。

 

また、主管から分岐する枝管も同様に稼働応力を逃げる理由で、スイベルジョイント方式などで施工するのが一般的です。

 

 

1 2

スリーブ式支持の例         スイベルジョイント方式

 

近年では流体温度が90℃を超え、常温と差が大きな高温水配管も増えて来ておりますので、熱伸縮対策には、より一層の注意が必要です。

 

その他、ご不明点やご相談がございましたら、お近くの営業関連窓口までいつでもご連絡ください。

 

矢印右 蒸気配管

 

元田

-engineer profile-
元田 光昭(Mitsuaki Motoda) 統括部 開発サービス課

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