ASME Section VIII Division 2 のノズル/圧力容器解析で最も困難な問題は、圧力計算です。 周方向と長手方向の手計算による応力は、信頼できるものではありません。また、しばしば接合部の軸圧力荷重が正確に計算されていないか、あるいは省略されています。 同様に、総合的な計算での応力データを組み立て処理するのに時間がかかる点も問題になるでしょう。 このような理由から、代替としてノズル解析簡易法が開発されました。
まず、圧力による Pm の評価は 1.0 Smh 以下でなければなりません。 圧力項を消去するために、荷重の圧力項と許容値の圧力項を打ち消します。
ノズル補強有効範囲では圧力の要求事項を満足しているとします。 この最初の評価では Pm は最大とします。
2番目の評価として、Pm + Pl + Pb は 1.5 Smh以下でなければなりません。 圧力による応力 Pm を両辺から差し引きます。 Pm は Smh に等しいとします。 これにより、 圧力を除いた持続荷重による応力として、: Pl + Pb ≦ 0.5 Smh となります。
3番目の評価 Pm + Pl + Q は残念ながら議論の的になる事項です。 3つの基本的な考え方があります:
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Pm+Pl+Q は運転荷重条件であり、圧力と重量を 含め ます。
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Pm+Pl+Q は荷重範囲であり、すなわち熱膨張荷重条件であり、持続荷重、あるいは一次荷重を 含むことはありません。 重量、圧力などの一次持続荷重は除く必要があるとします。
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Pm+Pl+Q は荷重範囲であり、自重の一次荷重は 除く べきです。しかし、少なくとも熱荷重ケースである、システムが雰囲気温度と圧力が運転温度に移行するスタートアップでの変動する圧力荷重は 含める べきであるとします。
単純化するために、Pm+Pl+Pb+Q < 3Sm の両辺に含む圧力による Pm 成分を含め、 補強要求事項は満足しているものとします。 Pm = Sm として、圧力項を熱膨張許容値 (Pm + Pl + Q < 3Sm) から差し引いて、簡易化許容制限を設定します。
運転を含む熱膨張荷重の CAESAR II 拘束 (Restraint) レポート は計算された応力要求事項を満足するものとします:
Pl + Pb + Q (運転、あるいは内圧を除いた熱膨張) < 2Sm.
まとめ:
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圧力によりノズル補強を保証して、圧力による応力が許容値に対して最大と仮定します。
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圧力を除く一次応力を ½Smh と比較します。
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一次応力と二次応力の合計を 2Sm(avg) と比較します。where Sm(avg) は、熱間時と冷間時の許容応力強さ Smh と Smc の平均値です。