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計算を入力してください

公式

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結果

最小肉厚
0.25
インチ
肉厚(mm) 6.35 mm
計算式 バーローの式: t = P D / (2 S)

配管肉厚計算ツールとは

このツールは、指定した内圧に安全に耐えるために配管が必要とする最小肉厚を概算します。計算には「バーローの式(Barlow's Formula)」を使用しており、これは内圧・外径・材料の許容応力を関連付けるもので、配管・パイプライン・圧力容器の設計分野で広く用いられている関係式です。

使い方

内圧 \(P\)(psi)、配管の外径 \(D\)(インチ)、配管材料の許容応力(または降伏応力)\(S\)(psi)を入力してください。計算ツールは最小肉厚をインチとミリメートルの両方で返します。実際の設計では、この最小値に対して腐食代(コロージョンアロワンス)、製造公差(ミルトレランス)、適切な安全率・設計係数を加味する必要があります。

計算式の解説

バーローの式は $$t = \frac{P \cdot D}{2 \cdot S}$$ です。この式は、薄肉円筒に作用するフープ応力(円周方向応力)の単純な釣り合いから導かれます。すなわち、配管の断面を外側に押し広げようとする圧力に対し、管壁の引張力がこれを受け止めるという考え方です。外径を用いるため、バーローの式はやや安全側(保守的)の結果となり、これが手早い検算で好まれる理由です。式を変形すると、既知の肉厚に対する最大許容圧力は $$P = \frac{2 \cdot S \cdot t}{D}$$ で求められます。

縦断面の半割パイプで円周応力が内圧を釣り合わせる様子を示す図
投影面積に作用する内圧は、管壁の円周応力Sによって釣り合う。
外径Dと肉厚t、内圧を示す矢印が描かれた配管の断面図
バーロウの式の変数:外向きに働く内圧P、外径D、肉厚t。

計算例

\(P = 1000\) psi、\(D = 10\) in、\(S = 20000\) psi とします。すると $$t = \frac{1000 \times 10}{2 \times 20000} = \frac{10000}{40000} = 0.25 \text{ in}$$ となり、これは \(0.25 \times 25.4 = 6.35\) mm に相当します。つまり、各種の余裕代を加える前の必要最小肉厚は \(1/4\) インチということになります。

よくある質問

この計算に安全率は含まれていますか? いいえ。入力する許容応力 \(S\) には、規格(コード)に基づく設計係数があらかじめ織り込まれている必要があります。本ツールの結果はあくまで理論上の最小値です。

内径と外径のどちらを使いますか? バーローの式では外径を使用します。そのため結果はやや安全側になります。

S にはどの値を使えばよいですか? 降伏応力や引張強さの生の値ではなく、適用する規格(たとえば材料の降伏点や引張強さの一定割合など。日本ではJIS、海外ではASMEやASTMなど規格により基準が異なる点にご注意ください)に基づく許容応力を使用してください。

最終更新: