技術情報カテゴリー: 機械・建設

高圧ガス保安法配管設計技術

概要

阪神大震災や東日本大震災を経て、また南海トラフ地震に備え、一段と要求が強まっている高圧ガス保安法対象配管の健全性の評価を行います。各種レベルにおける耐震性能評価及び、既存設備の補強検討まで対応致します。また、よりお客様の業務負荷を低減するため、2023年度中の取得を目標としております。

[耐震性能評価]

高圧ガス保安法 高圧ガス設備等耐震設計指針(KHK2012)

  1)レベルⅠ地震動

    ①許容スパン法(設備重要度:ⅡorⅢのみ)

    ②修正震度法(AutoPIPE)

  2)レベルⅡ地震動

    ①修正震度法(AutoPIPE)

新規設備の耐震性能評価だけでなく、既存設備の耐震性能評価も対応可能です。既存設備図面が無い場合も現地調査から対応致します。

また、レベルⅠ・Ⅱともに、修正震度法による架構の解析(STAAD.Pro)も対応が可能です。

高圧ガス配管解析の様子
耐震補強設計計算書
[高圧ガス大臣認定(管類)取得に向けて]

当社では、高圧ガス設備の配管の変更工事における製品の試験実施を認められる大臣認定(管類)取得に向け

活動中です。お客様の高圧ガス設備の業務負荷低減に貢献するため、2023年度中の取得を目標としております。

大臣認定により、以下をお客様にご提供することができます。

  • 完成検査の検査対応が不要(設備運転開始までの期間短縮)
  • 軽微変更(事後での届出で可)となる対象が拡大
  • 大臣認定試験者による製造・検査で信頼性【高】
  • 工事全体でのコストダウン

3Dベースの装置設計手法

概要

3次元CADを使用し、問題点の解決、修正作業の効率化を行い、設計期間の短縮および設計品質の向上を行います。

お客様のニーズに沿った具体的な装置イメージを提供いたします。

[3D-CADモデル]

部品単位でモデル作成を行い、

全体的な仕上がりを確認します。

以下の各種検討を行うことで

干渉の無い仕様を満足した

装置設計を行います。

[機構解析]

装置の動きをシミュレーションし動きを確認するとともに、干渉等発生していないことを確認します。

[強度解析]

各種解析により、材質・形状の検討を実施します。

[3Dモデルを活用した打合せ]

3Dモデルを活用し、打ち合わせをスムーズに実施します。

TV会議システムを用いることで場所を問わずに参加可能です。

[組立要領]

組立に必要な部材などをリスト化、構成部品ごとに組立手順の資料作成できます。

手順毎に作成することで、資料確認しながら組立作業を進めることができます。

重機配置検討

概要

重機の選定・配置をレーザースキャナで取得した3D空間で行うことができます。
重機搬入/組立・固定(アウトリガー張出)・使用時の動作に際して発生する干渉をシミュレーションし、重機配置が問題ないことを確認できます。
また、配置検討結果は、客先や工事関係者との調整にも活用することができます。

[3D点群空間内への重機配置]
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[3D点群空間内での検証結果と実際の配置]
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架構構造物応力解析技術(STAAD.Pro)

概要

プラント機器や配管等を支える架構構造物の健全性の評価を行います。設備運転時に発生する構造物への外力を入力とし、架構構造物に発生する応力、支持反力、変位などを出力します。また高圧ガス保安法で要求される耐震性能評価なども対応しております。

[静的荷重による解析]

ベントレー・システムズ社製のSTAAD.Proでは、架構構造物が支持する機器や配管などの荷重や地震、風などの外力により発生する変位、力に対する構造物の強度を検証します。解析により構造物の支持反力など、構造物の基礎の設計に必要な荷重も出力することが可能です。また鋼構造設計規準の他、多くの海外設計規準(米国AISC、欧州Euro Code、BS等)にも対応しております。鋼材についても日本のJIS規格鋼材以外にも、設計規準同様、多くの海外規準も対応可能で、関連した設計ツールにより、複雑な断面なども定義が可能です。

解析の様子

[高圧ガス保安法]

高圧ガス保安法にて要求される耐震性能評価について、レベルⅠ修正震度法、レベルⅡ修正震度法による静解析が対応可能です。(積載する配管系も含む)既設構造物の図面を紛失しているなど、既存設備の状態が不明な場合は、現地調査から対応致します。

軸組解析ソフトAutoPIPEと連携した解析]

ベントレー・システムズ社製のSTAAD.Proは、同社製の配管応力解析ソフトAutoPIPEと連携させることで、配管モデルと架構モデルを連携させることができます。配管支持荷重をインポートできることで、複雑な支持構造物の解析も効率化され、またAutoPIPEにも構造モデルをエクスポートして連成析す解析することで、より現実に近い条件下での解析が可能です。

架構構造物と配管の連成解析

※ 「STAAD.Pro」「AutoPIPE」はベントレー・システムズ社の商標、登録商標です。

配管の熱応力解析技術(AutoPIPE)

概要

プラントの動脈ともいえる配管系の健全性の評価を行います。配管の運転時に発生する熱や内圧、自重、地震といった外力による配管応力解析を、ベントレー・システムズ社製のAutoPIPEにて実施します。外力による配管の変位やサポートや支持構造物にかかる反力など、配管の付帯設備設計のための荷重も出力します。
また高圧ガス保安法にて要求される耐震性能評価なども対応しております。

[熱応力解析]

配管の熱膨張(高温・低温)により発生する変位・力に対する配管の強度を検証します。また配管を支持する サポートにかかる荷重、接続する機器への荷重などから、配管に付帯する設備の健全性も検証することができます。また地震や風、積雪といった荷重を任意で組み合わせて検証することもできます。

配管熱応力解析
[高圧ガス保安法]

高圧ガス保安法にて要求される耐震性能評価について、レベルⅠ修正震度法、レベルⅡ修正震度法による静解析が対応可能です。既設構造物の図面を紛失しているなど、既存設備の状態が不明な場合は、現地調査から対応致します。レベルⅠ・Ⅱともに架構構造物の解析(STAAD.Pro)による修正震度法解析も対応が可能です。

軸組解析ソフトSTAAD.Proと連携した解析]

ベントレー・システムズ社製のAutoPIPEは、同社製の軸組解析ソフトSTAAD.Proと連携させることで、配管モデルと架構モデルを連携させることができます。配管と支持構造物の連成解析により、より現実に近い条件下での解析が可能です。

架構構造物との連成解析

※ 「STAAD.Pro」「AutoPIPE」はベントレー・システムズ社の商標、登録商標です。

施工用治具検討

概要

製鉄所での経験を活かした大型治工具の設計も対応可能です。
3D-スキャナデータを活用することで現地設置時に取付不可や、強度再評価の現地手戻り発生を激減させることができます。
また、組立手順も検討することができ作業者がより安全となる組立手順の提供も行えます。

[3D点群空間内での施工用治具検討]
  • 設置可能な空間を把握でき、各現場に適した治工具を提案できます。
  • 安全対策や組立手順を事前にデジタル空間内で確認できます。