ボイラー各部の構造及び強さについて、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4問
ボイラー各部の構造及び強さについて、適切でないものは次のうちどれか。
- (1)胴板には、内部の圧力によって引張応力が生じる。
- (2)薄肉円筒で胴板の厚さが同じ場合、周方向の引張応力は軸方向の引張応力の2倍である。
- (3)だ円形のマンホールを胴に設ける場合には、短径部を胴の軸方向に配置する。
- (4)波形炉筒は、平形炉筒に比べ、熱による炉筒の伸縮を吸収でき、外圧に対する強度も高い。
- (5)炉筒は、鏡板で拘束されているため、燃焼ガスによって加熱されると炉筒板内部に引張応力が生じる。
正答 (5)
正答は (5)。これが適切でありません。
炉筒が燃焼ガスで加熱されると、炉筒板の内部に生じるのは引張応力ではなく圧縮応力です。
炉筒は温まって伸びようとします。ところが両端を鏡板に拘束されているので、伸びられません。伸びたいのに押し戻される。これが圧縮応力です。
だから、炉筒には伸縮を受け止める工夫が要ります。波形炉筒にする、鏡板にブリージングスペースを設ける、といった対策は、すべてこの圧縮の力を逃がすためのものです。
【各部の構造及び強さ】
胴板 内部の圧力によって引張応力が生じる
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応力の向き 薄肉円筒で胴板の厚さが同じ場合、周方向の引張応力は
軸方向の引張応力の2倍
マンホール だ円形のものを胴に設ける場合は、短径部を胴の軸方向に配置する
波形炉筒 平形炉筒に比べ、熱による炉筒の伸縮を吸収でき、
外圧に対する強度も高い
【短径部を軸方向に向けるわけ】
大きい周方向の応力を受け持つのは、軸方向に切った断面
周方向の応力は軸方向の2倍です。その大きい力を受け持つ断面から削られる材料を少なくするため、穴の軸方向の差し渡しを短くします。
【炉筒が外圧を受けるわけ】
炉筒の中は燃焼室、外は水
圧力がかかっているのは外側です。だから、つぶれる向きに力が働きます。波形にすると、この外圧にも強くなります。
出典:二級ボイラー技士 2023年下半期実施分(2024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
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