米国規格応力 - CAESAR II - インストール & アップグレード

長手方向の圧力による応力 - Slp

Slp = PDo / 4tn

規格近似

Slp = PDi2 / (Do2 - Di2)

規格詳細式 (CAESAR II のデフォルト式)

運転状態での応力 - 特に指定がない限り

S = Slp + Fax/Am + Sb

N/A

B31.1 (2018 Edition)

Sl = Slp + 0.75iMa / Z

< Sh

SUS

Se = iMc / Z

< f[1.25(Sc + Sh) - Sl]

EXP

Slp + 0.75iMa / Z + 0.75iMb / Z

< kSh

OCC

B31.1 (2020 Edition) (要 B31J)

Sl = [(|Slp + IaFax / Am| + Sb)2 + 4St2]1/2

ここで:
Sb = [(IiMi)2 + (IoMo)2]1/2 / Z
St = ItMt / 2Z
Zは公称断面係数

≤ Sh

≤ kSh

SUS

OCC

Se = [(|iaFax / Am| + Sb)2 + 4St2 ]1/2

ここで:
Sb = [(iiMi)2 + (ioMo)2]1/2 / Z
St = itMt / 2Z
Zは公称断面係数

≤ f [1.25(Sc + Sh) - Sl]

EXP

B31.3

SL = [(Ia (|Slp + Fax / Ap|) +Sb)2 + 4St2]1/2

ここで:
Sb = [(liMi)2 + (loMo)2]1/2 / Z
Z は腐れ代を考慮した断面係数

異径オーレット継手には
Z の代わりに Ze を使用、ただし
ベンドの面内/面外 SIF (ii と io) または
index (li と lo) を指定しない場合。
ベンドの面内/面外SIF または Index を指定する場合、Z を使用。

St = ltMt / 2Z

< Sh

< 1.33Sh

SUS

OCC

Se = [(|iaFax/Ap| +Sb)2 + 4St2]1/2

ここで:

Sb = [(iiMi)2 + (ioMo)2]1/2 / Z

Z は
腐れ代なしの呼び寸法から算出された断面係数

異径オーレット継手には
Z の代わりに Ze を使用、ただし
ベンドの面内/面外 SIF (ii と io) または
index (li と lo) を指定しない場合。
ベンドの面内/面外SIF または Index を指定する場合、Z を使用。

St = itMt / 2Z

< f [1.25(Sc + Sh) - SL]

EXP

B31.3 Chapter IX

SL = [(Ia (|Slp + Fax / Ap|) +Sb)2 + 4St2]1/2

ここで:
Sb = [(liMi)2 + (loMo)2]1/2 / Z
Z は腐れ代を考慮した断面係数

異径オーレット継手には
Z の代わりに Ze を使用、ただし
ベンドの面内/面外 SIF (ii と io) または
index (li と lo) を指定しない場合。
ベンドの面内/面外SIF または Index を指定する場合、Z を使用。

St = ltMt / 2Z

< Sh

< 1.2Sh

SUS

OCC

Se = [(ia (|Slp + Fax / Ap|) +Sb)2 + 4St2]1/2

Sb = [(iiMi)2 + (ioMo)2]1/2 / Z

ここで:
Z は
腐れ代なしの呼び寸法から算出された断面係数

異径オーレット継手には
Z の代わりに Ze を使用、ただし
ベンドの面内/面外 SIF (ii と io) または
index (li と lo) を指定しない場合。
ベンドの面内/面外SIF または Index を指定する場合、Z を使用。

St = itMt / 2Z

< 1.25Sc + 0.25 Sh

EXP

B31.4

完全拘束管 (B31.4/R)

円周方向応力:
Shoop = Pi D/2t (for D/t ³ 20)

または

Shoop = Pi (D-t)/2t (for D/t < 20)

< 0.72 ESy
(ここで E は溶接継手係数)

SUS, OPE, OCC

熱膨張: Se = Ea(T1 − T2)

< 0.9 Sy

EXP

長手方向応力:
SL = Se + nSH + Sb+ Fa/A
ここで
Sb = [(Mi2 + Mo2)1/2]/Z

< 0.9 Sy

SUS, OPE, OCC

等価方向応力組み合わせ:
Seq = [(SL − SH)2 + 4St2]1/2

または

Seq = (SH2 − SHSL + SL2+ 3St2)1/2
ここで
St = Mt/2Z

< 0.9 Sy

SUS, OCC, OPE

地上設管、非拘束管 (B31.4/U)

円周方向応力:
Shoop = Pi D/2t (for D/t ³ 20)

または

Shoop = Pi (D-t)/2t (for D/t < 20)

< 0.72 ESy
(ここで E は溶接継手係数)

Hydro (HYD) として定義されている場合は <0.90Sy

SUS, OCC, HYD

熱膨張:
Se = (Sb2 + 4St2)1/2
ここで
Sb = {[(iiMi)2 + (ioMo)2]1/2}/Z
St = Mt/2Z

≤ f[1.25(Sc + Sh) - SL]

Sc と Sh は 2/3Sy.

EXP

長手方向応力:
SL = PiD/4t + Sb + Fa/A
ここで
Sb = {[(iiMi)2 + (ioMo)2]1/2}/Z

< .75Sy

短期荷重 (OCC) として定義されている場合は < .80Sy

SUS, OCC, HYD

等価方向応力組み合わせ

未使用

陸上ライザー/プラットフォーム (B31.4/W)

円周方向応力:
Shoop = Pi D/2t (for D/t ³ 20)

または

Shoop = Pi (D-t)/2t (for D/t < 20)

< 0.6 ESy
(ここで E は溶接継手係数)

Hydro (HYD) として定義されている場合は <0.90Sy

SUS, OCC, HYD

熱膨張:
Se = (Sb2 + 4St2)1/2
ここで
Sb = {[(iiMi)2 + (ioMo)2]1/2}/Z
St = Mt/2Z

< 0.8 Sy

EXP

長手方向応力:
SL = PiD/4t + Sb + Fa/A
ここで
Sb = {[(iiMi)2 + (ioMo)2]1/2}/Z

< 0.8 Sy

短期荷重 (OCC) として定義されている場合は < 0.90Sy

SUS, OCC, HYD

等価方向応力組み合わせ

未使用

円周方向応力と長手方向応力の両方をチェックするような 1つ以上の応力評価が使用されている場合、CAESAR II は算出した応力と許容応力の最大比となる応力の組み合わせをレポートします。

B31.4 Chapter IX (Offshore)

円周方向応力:

Shoop = (Pi – Pe )D/2t (for D/t ³ 30)

< F1Sy

OPE, SUS, OCC

または

Shoop = (Pi – Pe )(D-t)/2t (for D/t < 30)

< 0.9Sy

HYD

長手方向応力:

SL = Slp + Sb +Fa/A

< 0.8Sy

OPE, SUS, OCC

ここで
Slp = (PiRi2 - PeRo2)/(Ro2 - Ri2)
Sb = [(iiMi)2 + (ioMo)2]1/2/Z

< 0.9Sy

HYD

等価方向応力組み合わせ:

Seq = [(SL – SH)2 + 4St2]1/2

または

Seq = (SH2 - SHSL + SL2 + 3St2)1/2
ここで
St = Mt/2Z

< 0.9Sy

OPE, SUS, OCC, HYD

円周方向応力と長手方向応力の両方をチェックするような 1つ以上の応力評価が使用されている場合、CAESAR II は算出した応力と許容応力の最大比となる応力の組み合わせをレポートします。

B31.4 Chapter XI (Slurry Pipes)

完全拘束管 (B31.4 Ch XI/R)

円周方向応力:
Shoop = Pi D/2t (for D/t ³ 20)

または

Shoop = Pi (D-t)/2t (for D/t < 20)

< 0.80 ESy
(ここで E は溶接継手係数)

SUS, OCC, OPE

熱膨張:
Se = Ea(T1 − T2)

< 0.9 Sy

EXP

長手方向応力:
SL = Se + nSH + Sb+ Fa/A
ここで
Sb = [(Mi2 + Mo2)1/2]/Z

< 0.9 Sy

短期荷重 (OCC) として定義されている場合は < 0.88 Sy

SUS, OPE, OCC

等価方向応力組み合わせ:
Seq = [(SL − SH)2 + 4St2]1/2

または

Seq = (SH2 − SHSL + SL2+ 3St2)1/2
ここで
St = Mt/2Z

< 0.9 Sy

SUS, OCC, OPE

地上設管、非拘束管 (B31.4 Ch XI/U)

円周方向応力:
Shoop = Pi D/2t (for D/t ³ 20)

または

Shoop = Pi (D-t)/2t (for D/t < 20)

< 0.80 ESy
(ここで E は溶接継手係数)

Hydro (HYD) として定義されている場合は <0.90Sy

SUS, OCC, HYD

熱膨張:
Se = (Sb2 + 4St2)1/2
ここで
Sb = {[(iiMi)2 + (ioMo)2]1/2}/Z
St = Mt/2Z

≤ f[1.25(Sc + Sh) - SL]

Sc と Sh は 2/3Sy

EXP

長手方向応力:
SL = PiD/4t + Sb + Fa/A
ここで
Sb = {[(iiMi)2 + (ioMo)2]1/2}/Z

< .75Sy

短期荷重 (OCC) として定義されている場合は < .88Sy

SUS, OCC, HYD

等価方向応力組み合わせ

未使用

円周方向応力と長手方向応力の両方をチェックするような 1つ以上の応力評価が使用されている場合、CAESAR II は算出した応力と許容応力の最大比となる応力の組み合わせをレポートします。

B31.5

Sl = Slp + Fax/Am +Sb

< Sh

SUS

(Sb2 + 4St2)1/2

< f[1.25(Sc + Sh) – Sl]

EXP

Fax/Am + Sb + Slp

< kSh

OCC

Sb = {[(iiMi)2 + (ioMo)2]1/2} / Z

B31.8 (2018 および 2020 Editions)

拘束管

長手方向応力:

SL = Slp + Sb + Sa

< 0.9TSy

SUS, OPE, OCC

CAESAR II は Sa に熱の影響を考慮します

等価方向応力組み合わせ:

Seq = max[ |Shoop - SL| , |Shoop| , |SL| ]

< 0.9TSy

SUS, OPE

< kTSy

OCC

または

Seq = (SL2 - SLShoop + Shoop2)1/2

< 0.9TSy

SUS, OPE

< kTSy

OCC

等価方向応力組み合わせは直管部にのみ有効です。

非拘束管

長手方向応力:

SL = Slp + Sb + Sa

< 0.75TSy

SUS, OCC

< 0.75Sy

HYD

熱膨張:

Se = ME/Z

< f[1.25(Sc + Sh) - SL]

ここで
Sc = 0.33SU
Sh = 0.33TSU

EXP

ここで:

Shoop = PDo/2t

Slp = 0.3Shoop

Slp = 0.5Shoop

拘束管

非拘束管

Sa = Fax/Am

Mb = [(0.75iiMi)2+(0.75ioMo)2]1/2

MR = [(0.75iiMi)2+(0.75ioMo)2 + Mt2]1/2

Sb = Mb/Z

Sb = MR/Z

直管

継手とコンポーネント

ME = [(iiMi)2+(ioMo)2 + Mt2]1/2

B31.8 Chapter VIII (Offshore) (2018 and 2020 Editions)

円周方向応力:

Sh = (Pi – Pe)D/2t, when D/t ³ 30

Sh = (Pi – Pe)(D – t)/2t, when D/t < 30

< F1SyT

OPE, SUS, OCC

長手方向応力: |SL|

SL = Slp + Fax/Am± Sb

ここで:

Slp = (Pi * Ri2 - Pe * Ro2) / (Ro2 - Ri2)

Sb = {[(iiMi)2 + (ioMo)2]1/2}/Z

< 0.8Sy

OPE, SUS, OCC

等価方向応力組み合わせ (Tresca) (2018 edition):

Seq = 2{[(SL – Sh)/2]2 + St2}1/2

< 0.9Sy

OPE, SUS, OCC

等価方向応力組み合わせ (Tresca) (2020 edition):

Seq = 以下の絶対値の最大値:

2{[(SL - Sh)/2]2 + St2}1/2
(SL + Sh)/2 - {[(SL - Sh)/2]2 + St2}1/2
(SL + Sh)/2 + {[(SL - Sh)/2]2 + St2}1/2

< 0.9Sy

OPE, SUS, OCC

代替応力組み合わせ (Von Mises)
(2018 および 2020 editions):

Seq = (Sh2 – SLSh + SL2 + 3St2)1/2

< 0.9Sy

ここで:

F1 = 円周方向応力設計係数 (Table A842.2.2-1)
T = 温度減少係数 (Table 841.1.8-1)
Sy = 最小規定降伏点

• F1, T と Sy については、技術詳細説明 (Technical Discussion) の B31.8 Chapter VIII (Offshore) の 運転、持続、短期荷重ケース を参照してください。

• プラットフォーム配管とライザーに関する等価組合せ応力について、B31.8 Chapter VIII は腐れ後の最小厚さによる応力成分の計算に基づいています。パイプラインでは、公称厚さを用います。

B31.9

Paragraph 919.4.1.b では、解析は B31.1 で規定される式を使うと規定されています。

ASME SECT III CLASS 2 & 3

Sl =[B1PmaxDo / 2tn] + B2Ma / Z

< 1.5Sh

SUS

Se =iMc/Z

< f(1.25Sc + 0.25Sh) + (Sh - Sl)

EXP

B1Slpmax + B2(Ma + Mb) / Z

< 1.8Sh and < 1.5Sy

OCC

B31.1 (1967) および Navy Section 505

Sl = Slp + (Sb2 + 4St2)1/2

< Sh

SUS

Se = (Sb2 + 4St2)1/2

< f[1.25Sc + 0.25Sh +(Sh – Sl)]

EXP

Slp + (Sb2 + 4St2)1/2

< kSh

OCC

GPTC

Slp + 0.75iMa / Z

< Sy

OPE

Slp + Sb

< 0.75SyFt

SUS

(Sb2 + 4St2)1/2

< 0.72Sy

EXP