熱膨張計算ツール
プラント・プロセス設計向けエンジニアリング計算ツール · 最終更新: 2026年3月
材質別の線膨張係数（α）を用いて ΔL = α × L × ΔT により熱膨張量を計算します。熱応力・フレキシブル継手・エキスパンションループの設計に活用します。
配管の熱膨張計算
プラント配管は運転温度と設置温度の温度差により熱膨張・熱収縮が生じます。この変位を適切に吸収しないと、配管・機器・支持構造に過大な応力が発生します。
計算式
ΔL = α × L₀ × ΔT
- ΔL: 熱膨張量 [mm]
- α: 線膨張係数 [1/°C]
- L₀: 配管初期長さ [m]
- ΔT: 温度差 [°C]
主要材料の線膨張係数（参考値）
- 炭素鋼 (A106-B): 12.0 × 10⁻⁶ /°C
- ステンレス鋼 SUS304: 17.2 × 10⁻⁶ /°C
- ステンレス鋼 SUS316: 16.0 × 10⁻⁶ /°C
- アルミニウム合金: 23.1 × 10⁻⁶ /°C
熱膨張吸収の方法
- エキスパンションループ（配管の自然な屈曲を利用）
- ベローズ型伸縮継手（直線配管に設置）
- スライディングサポート（固定点と自由点を適切に配置）
関連計算: 配管肉厚計算 / 容器胴体肉厚計算
よくある質問
なぜ配管設計で熱膨張が重要ですか？
配管の拘束されない熱膨張は機器ノズル、サポート、分岐接続に変位を生じます。拘束された膨張は高い熱応力を発生させ、疲労破壊や機器損傷の原因となります。
配管の熱膨張をどう処理しますか？
膨張ループ、膨張継手、フレキシブルルーティングで変位を吸収します。詳細設計には配管応力解析ソフト（Caesar II、Autopipe）を使用します。このツールは予備ルーティングのための膨張量を提供します。
編集体制
- 最終レビュー: 2026年3月
- レビュー: EngiCompute エディトリアルチーム
- 用途: 予備エンジニアリング検討支援
この計算結果は概算値であり、予備設計・検討用です。詳細設計、法規適合確認、最終的な調達仕様の代替にはなりません。