B31.4 および B31.4 Chapter XI - CAESAR II - ヘルプ

CAESAR II ユーザーズガイド

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日本語
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CAESAR II
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ヘルプ
CAESAR II Version
13

B31.4 で使用する圧力による剛性硬化計算 (Calculate pressure stiffening using B31.4)

デフォルトで、圧力による剛性の硬化の影響を考慮します。ユーザーは、圧力による剛性の硬化の影響を無効にする場合は、環境設定ファイルで Use Pressure Stiffening on Bends (ベンドでの圧力による剛性補正) オプションを設定してください。

B31.4 で使用するフランジ継手の修正 (Flanged end modifications using B31.4)

ベンドが幅の広いマイターでなければ、フランジ継手による端部の影響による修正を行うことができます。

B31.4 周継手のデフォルト値 (B31.4 girth butt welds default value)

周方向溶接のデフォルトの SIF は 1.0 です。これは Markl のSIF 基本理論によります。

B31.4 で使用する応力集中係数 (SIF) の計算 (Calculate stress intensification factors (SIFs) for intersections using B31.4)

継手の面内と面外の応力集中係数は、別々に計算され異なる値になります。

B31.4 許容応力の計算 (Calculate the B31.4 stress allowables)

B31.4 は、許容応力 (Allowable Stress) 補助フィールドでの EFF を使います。B31.4 は EFF を円周方向許容値 (Hoop allowable) に使用します。詳細は、CAESAR II クイック リファレンス ガイド米国規格応力 を参照してください。

B31.4 で使用する有効断面係数の計算 (Calculate effective section modulus using B31.4)

B31.4 では、継手の有効断面係数の規定がありません。

B31.4 レジューサ デフォルト値 (B31.4 reducer default values)

応力集中係数 SIF のデフォルト値は 1.0 です。 たわみ係数のデフォルト値は 1.0 です。

規格応力計算 - B31.4 のみ (Calculate Code Stress - B31.4 only)

B31.4 規格ではパイプラインに関する許容値 (Allowable Values for Pipeline System Stresses) 表を用意しています。規格で示されている表には、応力の算定方法として拘束配管、非拘束配管と内陸用ライザーおよびプラットフォームがあります。CAESAR II (version 9.0 以降) ではこの表を使って応力計算を行い許容値と比較しています。例外事項は次のとおりです。

オフショアの液パイプラインでは、Chapter IX に記述されているように独自の応力計算と許容値を持っています。詳細は、B31.4 Chapter IX を参照してください。

この規格の Chapter XI はスラリーのパイプラインに適用され、許容応力が幾分異なりますがほぼ本文と同じ応力計算式を採用しています。詳細は、B31.4 Chapter XI を参照してください。

B31.4 と B31.4 Chapter XI に関連する配管モデルに関しては、次に示す 許容応力指標 (Allowable Stress Indicator) フィールドでオプションを選択することができます:

拘束されている配管 (Restrained Pipeline)

ソフトウェアは該当する要素を完全拘束として応力の計算を行います。

拘束されていない配管 (Unrestrained Pipeline)

ソフトウェアは該当する要素を非拘束として応力の計算を行います。

CAESAR II が決定 (CAESAR II Determines)

配管系の軸荷重に基いてソフトウェアが応力計算式を選択します。ソフトウェアは、配管の軸荷重が制限荷重の2.5%以内であれば完全拘束配管の応力計算を適用し、そうでなければ非拘束配管の応力計算を適用します。環境設定エディタ (Configuration Editor) または 特殊実行パラメータ (Special Execution Parameters) で圧力によるブルドン効果を考慮するように選択されている場合に、内圧による伸びの線形重ね合わせに対して、完全に配管の軸荷重が拘束される荷重を限界荷重とします。拘束/非拘束の状態は要素ごとに異なることがあります。

ソフトウェアは次の荷重を使用します:

  • 局部軸荷重

  • 熱荷重: E*a*AREA1

ここで AREA1 = p(Ro2-Ri2)

  • ブルドン効果による荷重: (1-2*s)*P*AREA2

ここで AREA2 = pRi2

応力式は次に準拠しています:

  • 限界荷重 (Limiting Force) = 熱荷重 + ブルドン効果による荷重

  • Delta = 限界荷重 (Limiting Force) + 局部軸荷重

  • When |Delta| / |Limiting Force| £ 0.025 のとき、完全拘束応力計算式を使用します。

  • その他の場合、非拘束応力計算式を使用します。

    このオプションは 埋設管モデラー (Underground Pipe Modeler) または拘束を用いて地盤と配管の相互作用をモデル化する際に適しています。

陸上ライザー/プラットフォーム (Inland/Riser Platform)

ソフトウェアは該当する要素を非拘束として応力の計算を行います。このオプションは B31.4 XI では使用できません。

許容応力指標(Allowable Stress Indicator) は応力計算と許容応力を定義します。詳細は、クイック リファレンス ガイド米国規格応力 を参照してください。B31.4 規格では拘束と非拘束の場合の例題を用意しています。

  • 許容応力指標が 陸上ライザー/プラットフォーム (Inland/Riser Platform) の場合、ソフトウェアは要素を非拘束として扱います。

  • 埋設配管モデラー (Underground Pipe Modeler) で要素が埋設されている場合、ソフトウェアは 許容応力指標 (Allowable Stress Indicator) CAESAR II が決定 (CAESAR II Determines) に設定します。

1次荷重ケース (SUS, OCC, OPE, HYD) では、ソフトウェアは円周方向応力、長手方向応力と等価な合成応力を計算し、それぞれの許容応力と比較します。CAESAR II は計算された応力と許容応力をレポートします。規格で応力や許容応力の設定がない場合、あるいは許容値がゼロであれば、ソフトウェアは規格応力計算の対象から除かれます。許容応力がゼロであれば、ソフトウェアは規格応力を最も大きい応力とします。

ソフトウェアは非拘束要素に対してセロである等価合成応力をレポートします。同時に 許容応力指標 (Allowable Stress Indicator) の選択にかかわらず、HYD 応力タイプを非拘束とします。

配管規格に準拠して、ソフトウェアは拘束配管や非拘束配管のいずれに対しても曲げ応力の正負の値を考慮して長手方向応力を計算します。CAESAR II は規格応力計算で最も大きな長手方向応力を採用しています。

等価応力やひずみの計算では、ソフトウェアは持続荷重、短期荷重、建設荷重と過渡的な荷重の想定される最も厳しい組み合わせを考慮します。

ソフトウェアは円周方向応力を規格に準拠して計算し、外径肉厚比 D/t に基づいています。

環境設定 Base Hoop Stress On (ID/OD/Mean/Lamé) (基本的な円周方向応力 (ID/OD/Mean/Lamé) ) はここでは適用されません。

スラリー パイプライン (B31.4, Chapter XI) については、B31.4 2016 の C403.2 セクションの拘束と非拘束配管の円周方向許容応力を参照してください。他の応力については、許容応力は規格の設計セクションにある表に準拠しています。

規格では許容応力について次の例外があります:

  • B31.4 では、CAESAR II は B31.4 2016 の 437.4.1 セクションにしたがって、HYD 応力タイプの円周方向許容応力を 0.9Sy とします。

  • B31.4 XI では、CAESAR II は B31.4 2016 の C403.3.1 セクションに従って OCC 応力タイプの長手方向許容応力を 0.88Sy とし、B31.4 2016 の C437.4.1 セクションに従って、HYD 応力タイプの円周方向許容応力を 0.9Sy とします。

詳細は、CAESAR II クイック リファレンス ガイド米国規格応力 を参照してください。

拘束配管については B31.4 201 6の 402.5.1 セクションに従い、非拘束配管については 402.5.2 セクションに従って、ソフトウェアは EXP の応力計算を行います。ソフトウェアは B31.4 2016 の 403.3.2 に従って非拘束配管の熱膨張応力を計算します (周期的な繰り返し荷重による許容応力基準を用います)。この状態では、非拘束配管について許容応力計算で使われるSL (持続荷重による応力) は最大持続応力と付加的な長手方向許容応力の最小値として 0.75Sy が使われます。ここで、Sy は最小降伏応力です。

環境設定 New Job Liberal Expansion Stress Allowable (新しいジョブでのリベラルな熱膨張許容応力) はここでは適用されません。