Technical basis for application of collapse moments for locally thinned pipes subjected to torsion and bending proposed for ASME Section XI

ASME Section XIに提案する、捻りと曲げを受け、局部減肉を有する管の崩壊モーメントの適用の技術根拠

長谷川 邦夫; Li, Y. ; Bezensek, B.*; Hoang, P. H.*; Rathbun, H. J.*

Hasegawa, Kunio; Li, Y.; Bezensek, B.*; Hoang, P. H.*; Rathbun, H. J.*

発電プラントの配管は、運転中に曲げと捻りのモーメントを受ける。この曲げと捻りの組合わさったモーメントにおいて、局部減肉を有する管の評価法の指針がない。米国機械学会のセクションXIのワーキンググループで、現在、捻りと曲げの組み合せモーメント下で、局部減肉を有する耐圧配管のための完全塑性崩壊の評価手法を開発中である。弾完全有限要素法を用い、捻りを伴う塑性崩壊曲げモーメントが、種々の局部減肉形状を有する直径114.3mmから609.6mmの管で得られた。この論文の目的は、合成ベクトルで表される捻りと曲げの等価モーメントを紹介し、かつ、等価モーメントが純曲げモーメントに等しくなるような減肉の長さ、角度および深さの適用範囲を確立することにある。

Piping components in power plants may experience combined bending and torsion moments during operation. There is a lack of guidance for pipe evaluation for pipes with local wall thinning under the combined bending and torsion moments. ASME Code Section XI Working Group is currently developing fully plastic bending pipe evaluation procedures for pressurized piping components containing local wall thinning subjected to combined torsion and bending moments. Using elastic fully plastic finite element analyses, plastic collapse bending moments under torsion were obtained for 114.3 mm to 609.6 mm diameter pipes with various local wall thinning flaw sizes. The objective of this paper is to introduce an equivalent moment, which combines torsion and bending moments by a vector summation, and to establish the applicable range of wall thinning lengths, angles and depths, where the equivalent moments are equal to pure bending moments.