産業機械・プラント設備の開発・設計、3Dレーザースキャナ計測、障がい者事業所向けトータルシステムの開発・販売｜ＭIRAIZ株式会社［千葉県君津市］

配管の熱伸びとその対策について

蒸気配管の様なものを設計する際、温度によって、熱膨張が発生します。

そこで、設計する際の注意ポイントを掻い摘んで、ご紹介します。

1. 配管設計における熱影響

配管を設計する際には、下記の事に留意しながら、設計する必要があります。

に加えて、熱による伸縮を考慮する必要があります。
熱伸びに対して無理な拘束を行うと、配管に過剰な応力（許容値を超えた）が発生するため注意が必要です。

2. 許容応力超の例

許容応力超過の例

両端部をアンカー（固定）にした場合、熱伸びによって配管応力が許容値を超えることがあります。図では赤色部分が応力超過を示しています。

3. サポート条件の見直し

過大な応力が確認された場合、まずはサポート条件や位置の変更を検討します。

拘束条件変更の例

アンカー（固定）からレスティング（自由支持）に変更することで、応力超過を解消できます。

4. ルート変更による可とう性確保

サポート変更だけでは十分な可とう性が得られない場合、配管ルートの変更を検討します。
固定点からコーナーまでの配管長さを伸ばすことで、可とう性を増すことが可能です。

5. 追加ルートによる柔軟性向上

L型ベントで熱膨張を吸収するのが難しい場合は、配管ルートを追加する方法があります。

配管追加（拘束点近く）

拘束点を結ぶ線の近くに配管を追加した例。応力超過は解消。

配管追加（拘束点から離れた位置）

拘束点を結ぶ線から離れた位置に配管を追加した例。さらに高い柔軟性を確保できます。

6. 設計上の留意点

ここで紹介した対策は一例に過ぎません。設計終盤での変更はコストやスケジュールに影響を及ぼす可能性があるため、状況に応じて適切な方法を選択することが重要です。

今回ご紹介した内容は、配管設計における熱伸び対策の基本的な考え方です。
MIRAIZ株式会社では、様々な設計のご依頼に対応できる体制を整えております。お気軽にご相談ください。

設計事業グループ/三上

TECHNICAL ENGINEERING GROUP（設計事業グループ）