タンクの板厚について教えてください。

Question

初心者ですが、よろしくお願いいたします。

容量10L程度の加圧タンクを作ろうとしております。
円筒に丸みをおびた底と蓋をする形です。
10キロ程度の圧力に耐えうる物を作りたいのですが、
板厚はどれぐらいにするべきなのでしょうか？

材質は鉄です。
鉄にも色々あるかとは思いますが。。

素人ですみません。
どなたかご意見お聞かせください。

よろしくお願いいたします。

Accepted Answer

各回答者さんが、色々と回答されています内容を、できればこの機会に“設計の教本”を
入手し、確認してみるのも良いかと思います。
“設計の教本”の例えば『構造物と圧力容器』や『円筒及び管』の章で内圧を受ける薄肉円筒
や円筒の強さ等の項目を確認し、判り易く書いている内容を貴殿が確認するとよいでしょう。
それと、溶接強度項目の内容が必要と考えます。
（小生が使用している複数の教本は、難解であり且つ古いので紹介は控えます）

また、その内容を理解する基本的な内容も、その教本にも出ていますが、判り易いURLも
記述しておきますから、役に立てて下さい。

さて、内圧を受ける薄肉円筒の計算確認は、規格の鋼管資料を基にして、
? 軸線を含む断面に生じる応力（＝が断面）
　 σ＝pdℓ／2tℓ＝pd/2t　　断面に生じる応力；σ[kgf/mm2]、内圧；p[kgf/mm2]
　 円筒の内径；d[mm]、円筒の長さ；ℓ[mm]、肉厚；t[mm]　特に内圧の単位を誤らない様に
? 軸線に直角な断面に生ずる応力（◎が断面）
　 σ'＝（p×πd^2／4）／πdt＝pd／4t　　断面に生じる応力；σ'[kgf/mm2]
　 内圧；p[kgf/mm2]、円筒の内径；d[mm]、円筒の長さ；ℓ[mm]、肉厚；t[mm]
? 両側の蓋に生ずる応力（○が蓋形状で、板厚がある）
　 蓋自体の強度＝板厚計算　と　円筒との溶接の計算（溶接指示内容）が……

と確認していく事になります。

Answer

10キロ→10kgf/cm2のことだと思いますが、約10気圧といえばかなりの圧力です。
設計を誤って破裂すれば、容器が飛び散って大惨事ですよ。
圧力容器を作っている工場で、強度計算もできるところもあります。
そういったところに強度計算込みで依頼されてはどうですか。

10気圧(約1MPa)といえばかなりの圧力と記載しましたが、そのため、常温で
1MPaを超える場合、高圧ガスとして取り扱われます(圧縮ガスの場合)。
高圧ガスの場合、保存容器は高圧ガス保安協会(KHK)の認定工場で製作し、
KHKの検査に合格しなくてはいけません。
そういった意味では、KHKの認定工場に依頼されるのが確実かと思います。
高圧ガスにあたるかどうかの判定もしてもらえますし、高圧の容器ばかり
製造していますから、形状も圧力にふさわしい形状で設計してもらえますし、
溶接等の腕も確かです。

Answer

所謂、ふた板部分を「円筒に丸みをおびた底と蓋をする形です」と言っている
と思います。一般には、鏡板と言って円形状のものから半楕円形状のもあるが
次に記す市販のキャップを購入し溶接するのが最も安価で間違い無い方法かと

さて胴体は、SGP200A（φ216.3xt5.8）で鏡部分はFSGP200AのC（キャップ）を
一般には使うと思います。何れもJISに規定・市販されているものです
注文する時は、FSGP200A溶接、黒キャプとでも言えば判ると思います

SGPはJIS3452で、FSGPは、JISB2311で規定されていますが、試験圧力が2.5MPa
（約25kgf/cm2）となっていますので常温であれば全く問題ないと思いますが
溶接に関しては幾ら規定が無いと言っても、プロに任せた方が良いと思います

JISB8265からもSGPの許容引張応力は、常温から350℃までは同じようですから
これについても、恐らく問題ないと思います。ちなみに付表2.1.1にあります

Answer

配管用炭素鋼鋼管（ＳＧＰ）の寸法　ＪＩＳ　Ｇ３４５２に
管の呼び径；２００、外形２１６．３ｍｍ　厚さ５．８ｍｍと記載あります。
これでＯＫでは。
それとも材料力学から計算しますか。
σ＝（ｐｘｒ）／ｔ
σ；応力、ｐ；内圧、ｒ；内径、ｔ；板厚
応力は安全率を見込んだ応力
です。
参考になればよいですが。宜しく。

Answer

いやぁ
どこを突っ込んでいいのやら

http://www.mekatoro.net/mechatro_parts/vol3/pdf/p09-074.html

ここに書いてあるけどね
AAS-200　板厚4mm　って
計算もしてない　が　スペック的にもこんな程度だと思う

ただ
注文して

>>そのような形のタンクを作れる会社があるのですが、
>>板厚をどれぐらいにしたらいいのか聞かれて困っています。

こんな回答が返ってくるメーカに注文したら
大変なことになりそうな気がして仕方がないのだが

10lぐらいの
板厚は底面の形状で10kgf/cm2で何とでもなると思う
問題は溶接強度のほう

回答1のような方法や　フランジ　＆　蓋　＆　Oリング　のほうが安全

Answer

ヒントになればと思い投稿します。

確か２０Ｌ以下は圧力検査が不要と覚えています（古いかも？）従って、
ご希望のタンクは、検査不要として考えますと、、、。

内径150ｍｍ（１５０Ａ）程度の配管で、長さ600ｍｍで両端を
　異径ソケットで組立る、片側を入り側、反対側を取り出し側とすると、
　タンクになりませんか？？
　ネジコミ式継ぎ手を使用すれば、誰でも組み込めるのではと思います。
　ＳＵＳ管も有りますし、、、。

そうでしたか略寸法が決まっているのですね。

では添付ＵＲＬにて御確認戴けると思います。

http://www-it.jwes.or.jp/qa/details.jsp?pg_no=0010030030

タンクの板厚について教えてください