正答4
解説
正解は4です。
この問題は誤っているものを選ぶので、○ が答え(誤った記述)です。
ボイラーの胴・鏡板・炉筒は、内圧や外圧、熱膨張によって生じる応力に耐えるよう形状が工夫されています。
【選択肢別解説】
1:× 記述は正しいです。
薄肉の円筒胴では、周方向の応力が長手方向の応力の2倍になります。
短径を長手方向に置くと、周方向の応力を受け持つ断面の欠損が小さくなります。
2:× 記述は正しいです。
平鏡板は内圧を受けると曲げ応力が生じるので、強度上不利な形状です。
大径のものや圧力の高いものは、ステーで支えて補強します。
3:× 記述は正しいです。
鏡板の強さは、全半球形、半だ円体形、皿形、平形の順に小さくなります。
同材質、同径、同厚であれば、半だ円体形は全半球形より強度が小さくなります。
4:○ 誤りです。
炉筒は加熱されて長手方向に膨張しようとしますが、両端を鏡板で拘束されています。
そのため、炉筒板内部には引張応力ではなく圧縮応力が生じます。
5:× 記述は正しいです。
炉筒は外側からボイラー水の圧力(外圧)を受けるので、押しつぶされる圧かいが起こるおそれがあります。
これを防ぐため、波形炉筒を用いたり、平形炉筒の外周に補強リングを溶接したりします。
【ポイント】
炉筒には外圧と熱膨張の拘束による圧縮応力がかかる、と押さえておきましょう。
波形炉筒は強度を高めるとともに、熱による伸縮を吸収する働きもあります。