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圧力容器設計の基礎知識

圧力容器の構造と名称

圧力容器を構成する部品は多数にわたりますが、大別すると耐圧部品と非耐圧部品に分けることができます。

耐圧部品は内部、あるいは外部から圧力が加わる部位に存在する部品のことを指します。これらの部品が破損してしまうと、内部液体や気体が外部に漏出してしまうため、耐圧部品には高い強度と品質が必要となります。

この耐圧部品を簡単に説明すると右図の部位が圧力容器における主要な耐圧部品となります。

圧力容器に使用可能な材料

圧力容器には必要な強度や内部に格納する気体や液体の性質によって、適切な材料を選定する必要があります。また第一種圧力容器や第二種圧力容器、それぞれの規格に関連して、使用できる材料の取決めが存在するため、設計時に「求めるスペックに最適な材料は何か」「規格上使用できる材料は何か」ということをよく理解しておくことが必要となります。例えばサニタリー系の圧力容器やタンク、耐腐食性が求めれられる圧力容器等の場合は、防錆性や耐薬性等を目的としてSUS系がよく用いられます。

部品名 主要使用材料
SS400,SM400,SB410,SPV315,SUS304,SUS316,SUS316L, など
鏡板 SS400,SM400,SB410,SPV315,SUS304,SUS316,SUS316L, など
フランジ SFVC2A,S25C,SUS304,SUS316,SUS316L, など
STPG370,STPT380,SUS304,SUS316,SUS316L, など
付帯部品 SS400,SUS304,SUS316L,SUS410S, など

圧力容器の設計条件と製作の流れ

圧力容器を圧力容器の製作メーカーに依頼して特注製作するためには、圧力容器の製作上で必ず必要になる設計条件を押さえておかなければなりません。下記に示した項目は、圧力容器の製作時の必須条件の例となります。これらを適切に定めた上で製作依頼を行うことが重要となります。

設計時に指定する必要のある条件
材料(サニタリー系) SUS304,SUS316,SUS316L,など
各部板厚 1.5, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12・・・ など
サイズ 径大きさ、銅長さの指定
設計圧力 一般に MPa,G で指定
表面処理 酸洗、バフ研磨、電解研磨、不動態化処理、
禁油処理、ブラスト、など
検査 寸法検査、外観検査、耐圧検査、PT試験(浸透探傷検査)、
RT検査(放射線透過試験)、UT試験(超音波探傷検査)、
気密検査、水張り検査、作動確認検査、など
適用法規 JIS、ISOなど
設計圧力 内径、脚部長さ
内容物・流体 純水、飲料、果汁、乳製品、酒類、化学薬品、潤滑油、切削油、塗料、など
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