【エルボ・タコベンド・ベローズ】配管伸縮継手の種類と使い分け

配管配管

NEONEEETです。 

ボルトナットは適当でいいでしょ

99%以上はその通りですけどね。

この記事は、化学工場の機電系設計者・プラントエンジニアを対象にしています。

この記事を読むと、配管伸縮継手の種類を知ることができます。

配管伸縮継手の種類

今回の記事では、配管伸縮継手の種類を紹介します。

特にバッチ系化学工場で使うものに限定します。

配管の伸縮継手という意味で使用するケースは、相当少ないです。

やはりバッチ系化学工場は一般の配管設計という意味では簡単に見えてしまいそうですね。

一般的に言われる配管設計の分野のどれをとっても、「バッチ系化学工場では気にしない」という内容ばかりですからね・・・。

エルボ

伸縮継手の基本はエルボです。

何気なく使っているエルボは、配管の伸縮を吸収する役目を持っています。

配管が伸びるとき、普通は長手方向に伸びることを言います。

円周方向にも多少は伸びますが誤差範囲。

配管のように細長い形状だと、長ければ長いほど伸びの量は大きくなります。

配管にエルボが無く、両端が固定されている場合は、熱応力によって配管が破壊される場合があります。

この問題を回避するために、エルボを使います。

エルボを使うと、配管が伸びてもR曲げの部分が変形することで、伸びの影響を末端まで伝えないことが可能です。

これを伸縮を吸収する、という言い方をします。

化学工場では多数のエルボを使うため、自動的にある程度の伸縮吸収ができているといえます。

タコベンド

タコベンドは以下のような形をしています。

見たまんまタコのような形をしているから、タコベンド。

タコベンドは直線の配管を3回曲げることで構成しています。

エルボを4個使って構成する凸型に組んだ形状も、タコベンドと呼ぶ場合があります。

タコベンドを見かけたらスチーム配管(水蒸気配管)だと認識すれば、ほぼOKです。

スチーム配管は150℃を越える配管で、工場外の共通スタンドにある長距離の配管だと、伸びの影響は大きくなります。

施工したときは常温の20~30℃程度で、使う時は150℃となると、温度差Δtは100℃を越えます。

これに熱膨張係数と配管距離を掛けると、熱応力が計算できますよね。

体感的には100mに1つはタコベンドを付けています。

ベローズ

ベローズは蛇腹とも言います。

以下のような形をしています。

言葉どおり蛇の腹のような形ですね。

これもエルボやタコベンドを組み合わせた形をしています。

エルボやタコベンドが金属配管そのものを利用しているのに対して、

ベローズは金属以外に樹脂を材質としている場合もあります。

この場合は、伸縮を目的とはしていません。注意が必要です。

ベローズで配管の伸縮を対象にする場合は、金属ベローズを使いますよ、

熱応力は材質が違って熱膨張係数が違う方が発生する確率が高く、

材質を変えないことが熱応力対策の基本ですからね。

最後に

配管伸縮継手の種類を紹介しました。

バッチ系化学工場ではエルボ・タコベンド・ベローズを使います。

9割以上がスチーム、特に長距離の配管に限定されます。

エルボ自体が配管の伸びを吸収する機能があることは、機械エンジニアとしては知っておきたいところですね。

この記事が皆さんのお役に立てれば嬉しいです。

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