ボイラー各部の構造及び強さに関する記述のうち、適切でないものは次のうちどれか。…

ボイラーの構造に関する知識　第5問

ボイラー各部の構造及び強さに関する記述のうち、適切でないものは次のうちどれか。

(1)胴板を薄肉円筒として取り扱う場合、長手方向の断面に生じる周方向の応力は、周方向の断面に生じる長手方向の応力の1/2倍となる。
(2)鏡板は、胴又はドラムの両端を覆っている部分をいい、煙管ボイラーのように管を取り付ける鏡板は、特に管板という。
(3)皿形鏡板は、同材質、同径、同厚の場合、全半球形鏡板より強度が低い。
(4)炉筒は、燃焼ガスによって加熱され長手方向に膨張しようとするが、鏡板によって拘束されているため、炉筒板内部に圧縮応力が生じる。
(5)炉筒には、波形炉筒と平形炉筒の外周に補強リングを取り付けたものがあるが、最近では、ほとんど波形炉筒が用いられている。

正答 (1)

正答は (1)。これが適切でありません。大きさの関係が逆です。長手方向の断面に生じる周方向の応力は、周方向の断面に生じる長手方向の応力の２倍になります。胴を輪切りにしたときに効くのが長手方向の応力、縦に割いたときに効くのが周方向の応力です。周方向のほうが２倍大きいので、胴は縦に裂けようとします。【なぜ２倍になるか】輪切りの断面は円、縦割りの断面は長方形同じ圧力を受けても、力を受け持つ材料の量が違います。計算すると、周方向の応力＝ＰＤ／(2ｔ)、長手方向の応力＝ＰＤ／(4ｔ)。ちょうど２倍です。

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だ円形のマンホールで短径部を胴の長手方向に向けるのも、この２倍を知っていれば理由が分かります。大きい周方向の応力を受け持つのは、長手方向に切った断面です。穴の長手方向の差し渡しを短くすれば、その断面から削られる材料が少なくて済みます。【ボイラー各部の構造と強さ】鏡板　　胴やドラムの両端を覆う部分。管を取り付けるものは特に管板という皿形鏡板　同材質・同径・同厚では、全半球形鏡板より強度が低い炉筒　　燃焼ガスで加熱され長手方向に膨張しようとするが、鏡板に拘束される　　　　ため、炉筒板内部に圧縮応力が生じる炉筒の形　波形炉筒と、平形炉筒の外周に補強リングを取り付けたものがあるが、　　　　　最近ではほとんど波形炉筒が用いられる【鏡板の強さの順】全半球形＞半だ円体形＞皿形＞平形

出典：一級ボイラー技士 2024年下半期実施分（2025年4月掲載／公益財団法人安全衛生技術試験協会公表試験問題）出典元ページ

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最終更新日 2026年10月14日

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