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圧力-温度基準(P-Tレイティング)とはなんですか?

こんにちは。ハジイチです。

そもそも前記事に出てきた圧力-温度基準(P-Tレイティング)とはなんですか?

ということでまとめてみました。

 

圧力-温度基準とは

圧力-温度基準とは、呼び圧力と材質に応じた温度ごとの最高使用圧力のリストをいいます。

かつてJPIとJISで同じ呼び名を使用していましたが、JISでは圧力―温度基準と呼び、JPIはP-Tレイティングと呼んでいます。

P-Tとは

P-TはPressure-Temperature の頭文字をいとったものでJPIASMEは同じですが

JPIJISではP-Tレイティングに数値は異なります。

JPIの場合、バルブとフランジに対して共通に適用できるようになり、従来の圧力―温度基準と区別するために改称しました。

P-Tレイティングの基本について

ここではJPIを例としてP-Tレイティングの基本について説明します。

以前は、フランジの個別規格(JPI-7S-15、JPI-7S-43など)とバルブの個別規格ごとにP-Tレイティングが定めされ、それぞれの規格のP-Tレイティングが同じとなるように調整をしていました。

しかし、規格の改訂時にすべての規格を同時に改訂することはできないので、改訂中の過渡期にはどうしても規格間で不整合が生じます。たとえばバルブに接合する相フランジとバルブ本体では、一方の規格が未改訂の場合、規格で定められた最高使用圧力に食い違いが生じるという不都合が生じます。

このような問題を解消するため、すべてのフランジおよびバルブに個別規格に共通に適用する規格とりて制定されたものがJPI-7S-65(フランジおよびバルブのP-Tレイティング)です。

なぜP-Tレイティングが必要なの?

ところで、なぜP-Tレイティングが必要なのでしょうか。設計者がフランジあるいはバルブに対して任意の材質を選定し、温度と圧力などの条件と耐食性を考慮して個別設計をしても良いという考え方があります。この方法では限定された使用条件のもとで、規格品よりも経済性のある設計が可能となります。しかし、石油精製プラントや化学プラントなどの装置産業では、使用条件が広い範囲にわたります。使用温度を例にとれば、LNG装置のように最低使用温度が-165℃のものから直接脱硫装置のように400℃を超えるものまであります。

これに加えて使用される材質には酸やアルカリに対する耐食性高速流体に対する耐摩耗性などが要求されます。さらに、溶接性や加工性の要求も加わるので、材質の選定が多岐にわたります。

このような要求を満たす材質が選定できても、その材質の温度ごとの性質(降伏点、引張強度またはクリープ強度)を正確に定めることは非常に困難です。

また、装置産業で使用されるフランジやバルブの種類は大変多く、これらについての個別設計は、多くの設計工数が必要となります。

まとめ

このような作業を省力化し、常に安全性を確保するために、装置産業での使用条件に適合するような材質をあらかじめ選定し、それぞれの材質に対して温度ごとの最高使用圧力を設定して設計者の便に供することがP-Tレイティングを設けている理由です。

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