JIS B 8274:2008 圧力容器の管板

                                                                                   B 8274 : 2008

pdf 目 次

ページ

•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[1]
•  3 用語及び定義・・・・[1]
•  4 記号の意味・・・・[1]
•  5 管板が具備しなければならない条件・・・・[2]
•  5.1 一般・・・・[2]
•  5.2 管板の設計温度・・・・[2]
•  5.3 管板の構造・・・・[2]
•  5.4 伝熱管と管板との接合方法・・・・[2]
•  5.5 伝熱管及び管板の保持力試験・・・・[3]
•  6 管板の厚さ・・・・[6]
•  6.1 拡管される管板の最小厚さ・・・・[6]
•  6.2 管板の計算厚さ・・・・[6]
•  6.3 管板のフランジ部の計算厚さ・・・・[12]
•  6.4 遊動頭グランド形に用いる管板の有効設計圧力・・・・[13]
•  6.5 固定管板式熱交換器の有効設計圧力・・・・[14]
•  6.6 U字管式熱交換器でボルト締めされる管板の設計圧力・・・・[16]
•  6.7 遊動頭引抜形熱交換器の遊動側管板の設計圧力及び外周の固定円の直径・・・・[17]
•  7 固定管板式熱交換器の胴及び伝熱管に生じる長手方向応力,荷重及び許容値・・・・[17]
•  7.1 一般・・・・[17]
•  7.2 胴に生じる長手方向応力・・・・[17]
•  7.3 伝熱管に生じる長手方向応力・・・・[17]
•  7.4 伝熱管取付部の荷重・・・・[18]
•  7.5 胴及び伝熱管に生じる長手方向応力の許容値・・・・[18]
•  7.6 伝熱管及び管板の継手の許容荷重・・・・[19]
•  附属書A(規定)差圧設計による管板・・・・[21]
•  附属書B(規定)熱交換器用管板の代替設計法・・・・[24]

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――――― [JIS B 8274 pdf 1] ―――――

B 8274 : 2008

まえがき

  この規格は,工業標準化法第14条によって準用する第12条第1項の規定に基づき,高圧ガス保安協会
(KHK)及び財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を改正すべきとの申出が
あり,日本工業標準調査会の審議を経て,厚生労働大臣及び経済産業大臣が改正した日本工業規格(日本産業規格)である。
  これによって,JIS B 8274:2003は改正され,この規格に置き換えられた。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に
抵触する可能性があることに注意を喚起する。厚生労働大臣,経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,
このような特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に係る確認に
ついて,責任はもたない。
  この規格の一部の図・表で,†マークの付いているものは,アメリカ機械学会(The American Society of
Mechanical Engineers)によるアメリカ機械学会ボイラ圧力容器規格(ASME Boiler and Pressure Vessel Code
2004)から引用した資料であり,同学会Code & Standards Departmentの文書による承諾を得ている。ASME
から事前に文書による承諾を得ない限り,これらの資料を翻訳又は複製してはならない。
  The figures and tables marked with † in this standard, were adapted from the ASME Boiler and Pressure Vessel
Code  2004 by The American Society of Mechanical Engineers with the written consent of the ASME Codes &
Standards Department. No additional translation or reproduction may be made of these materials without the prior
written consent of ASME.
  また,††マークの付いているもの及び箇条6・箇条7についてはTEMA(Tubular Exchanger Manufactuers
Association, inc.)によるStandard of The Tubular Exchanger Manufacturers Association, 8th Editionから引用した
資料を含んでおり,TEMAの文書による承諾を得ている。TEMAから事前に文書による承諾を得ない限り,
これらの資料を翻訳又は複製してはならない。

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――――― [JIS B 8274 pdf 2] ―――――

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                              B 8274 : 2008

圧力容器の管板

Flat tubesheet for pressure vessels

1 適用範囲

  この規格は,多管円筒形熱交換器の管板の設計方法について規定する。その適用の範囲は,管板に関係
するものについて規定する。ただし,JIS B 8265又はJIS B 8266に規定されている管板については,これ
らの規格を適用する。
  なお,この規格で要求事項が規定されていない場合には,受渡当事者間の協定による。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS B 0190 圧力容器の構造共通用語
    JIS B 8249 多管円筒形熱交換器
    JIS B 8265 圧力容器の構造−一般事項
    JIS B 8266 圧力容器の構造−特定規格
    JIS B 8267 圧力容器の設計
    JIS B 8277 圧力容器の伸縮継手

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS B 0190及びJIS B 8249によるほか,次による。
3.1
固定側管板
  引抜可能な管束をもつ熱交換器の管板で,仕切室側のもの。
3.2
遊動側管板
  引抜可能な管束をもつ熱交換器の管板で,遊動頭側のもの。

4 記号の意味

  記号の意味は,次による。
  なお,許容引張応力,縦弾性係数及び線膨張係数は,JIS B 8265及びJIS B 8267による。
   do  : 伝熱管の外径 (mm)
   F  : 管及び管板の支え方による係数(表3参照)
   G  : 管板の外周の固定円の直径 (mm)(表3参照)

――――― [JIS B 8274 pdf 3] ―――――

2
B 8274 : 2008
   P  : 管板の設計圧力 (MPa)(表3及び表4参照)
   Ps  : 胴側の設計圧力(負圧の場合は負の値とする。)(MPa)
   Pt  : 管側の設計圧力(負圧の場合は負の値とする。)(MPa)
   ts  : 胴の呼び厚さ (mm)
   tt  : 伝熱管の呼び厚さ (mm)
       愀     材料の設計温度における許容引張応力 (N/mm2)
     愀       管板材料の設計温度における許容せん断応力 (N/mm2)
   E  : 縦弾性係数(N/mm2)
   α  : 線膨張係数(1/℃)

5 管板が具備しなければならない条件

5.1 一般

  管板の設計を行う場合には,5.25.5の規定を満足しなければならない。
  なお,この規格の管板の設計方法のほかに,JIS B 8265の附属書7(圧力容器の管板)及びJIS B 8266
の附属書8(圧力容器の応力解析及び疲労解析)がある。

5.2 管板の設計温度

  管板の設計温度は,胴側又は管側の設計温度のうち,管板の厚さが厚くなるほうの温度とする。ただし,
JIS B 8266の6.1.3(設計温度)のe) に規定する方法によって金属温度を求めた場合には,それを設計温
度としてもよい。

5.3 管板の構造

  管板の構造は,次による。
a) 管板の構造は,表3及び表4による。
b) フランジ部を除いた管板の厚さは,一様でなければならない。
c) 管板の管穴は,一様にあけられており,管穴をもつ領域はほぼ円形でなければならない(多パスユニ
    ットに見られる仕切溝がある場合は,この限りではない。)。
d) 伝熱管のピッチ
  1) 伝熱管のピッチ(管穴の中心間距離)は,伝熱管外径の1.25倍以上とする。
  2) 拡管する場合は,伝熱管のピッチは1) の規定を満足し,かつ,[do+0.165 (do+2tt)   ] 以上とする。
        ただし,次の事項を満足しなければならない。
  2.1) 5.5による保持力試験を行わない場合には,(do+2tt) を下回ってはならない。
  2.2) 機械仕上げした管板全体(仕切溝部を除く。)にわたって,管穴間のリガメントの96 %が,0.85 (pt
        −do) 以上でなければならない。
                      ここに,    pt :  伝熱管のピッチ (mm)
                                  do :  伝熱管の外径 (mm)
                                  tt :  伝熱管の呼び厚さ (mm)
e) 伝熱管寸法は,すべて同一とする。
f)  管板につり下げ用ボルト穴,ドレン抜穴又はガス抜穴を設ける場合は,管板の強さを過度に低減しな
    いように注意しなければならない。

5.4 伝熱管と管板との接合方法

  伝熱管と管板との接合方法は,表1による。

――――― [JIS B 8274 pdf 4] ―――――

                                                                                              3
                                                                                   B 8274 : 2008
    注記 溶接接合の許容形状例を,図1に示す。

5.5 伝熱管及び管板の保持力試験

5.5.1  一般
  熱交換器においては,伝熱管取付部の許容荷重を算出するために伝熱管と管板との接合部の保持力試験
を行わなければならない。ただし,過去に同一条件で設計した機器が,5.5.2の規定に従った保持力試験を
行っている場合,又は表1の保持力試験を行わない場合の接合強度係数を用いるときは,保持力試験を省
略してもよい。
5.5.2  試験方法
  伝熱管及び管板接合部の保持力試験は,次の事項を満足しなければならない。
a) 試験装置は,対象となる継手の実寸法の試験片を,破壊するまで負荷した荷重を測定できる構造とす
    る。
b) 試験装置の欠陥又は装置固有の原因によって試験片が損傷した場合には,同一溶解から採取した新し
    い試験片と取り替えてもよい。
c) 保持力試験では,伝熱管と管板との接合部又は伝熱管に機械的破損が生じるまで荷重を負荷する。こ
    の場合には,荷重の方向は伝熱管の軸方向で,伝熱管に引張応力が発生する向きとする。
d) 管板に相当する試験片の形状は,円形,正方形又は長方形のいずれかとする。管穴の配列及び管穴の
    ピッチは,設計条件と同一にする。荷重を負荷する伝熱管は,試験片の中心に位置するようにし,こ
    の管が少なくとも一列の隣接する伝熱管によって囲まれるようにする。また,最外列の伝熱管の外側
    には,少なくとも管板の1リガメントの幅だけ張出部を設ける。
e) 試験片内の伝熱管は,同一溶解から採取したもので,伝熱管と管板との接合は,実際に熱交換器を製
    造するときと同じ方法とする。ただし,試験片の管板は,実際の管板厚さより薄くしてもよいが,厚
    くしてはならない。また,拡管の場合は,試験片内の拡管面積は実際の拡管面積より小さくしてもよ
    いが,大きくしてはならない。
      試験片の伝熱管の長さは試験を行える長さがあればよいが,荷重を負荷する伝熱管に隣接する伝熱
    管の長さは,試験片の管板厚さ以上とする。
f)  試験片に負荷する荷重の速度は,荷重を正確に測定できる速度とする。
g) 試験片に欠陥が存在し,その欠陥が試験結果に影響を及ぼす場合は,h) の規定によって,再試験を行
    う。
h) 表1に示す接合形式に対する試験片の数は,3個以上とする。再試験を行う場合には,最初に試験片
    を採取した伝熱管から9個以上の試験片を用意し,前の試験結果は廃棄する。
i)  表1にない接合形式又は表1に示す接合強度係数fr1を用いないで5.5.3によるfr3の値とする場合の保
    持力試験は,次による。
  1) 試験片の数は,1本の伝熱管から採取したもので9個以上とする。すべての試験結果を用いれば,
      同一伝熱管による試験片で追加試験を行ってもよい。
        期待した値を得るために,接合法の設計又は製作手順を変更するときは,変更した接合法に対し
      て試験を完全にやり直さなければならない。
  2) 各試験片で得られた保持力の平均値及び標準偏差          算し,平均値から2         じた値を破壊が生
      じる最小軸荷重として接合強度係数fr3を決定する。ただし,保持力の最小値が,平均値の50 %以
      上であるときに限り有効とする。
5.5.3  保持力試験による接合強度係数fr3の決定

――――― [JIS B 8274 pdf 5] ―――――

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