パイプ曲げ部の理論重量計算機

この計算機は、断面が一定の円形パイプ曲げ部の理論質量を推定します。中空管の断面が円弧状の中心線に沿って続く単純モデルで、認証済み継手重量がまだ得られない段階の材料概算、揚重の予備検討、独立した妥当性確認に利用できます。

寸法はすべてミリメートルで入力します。外径は管全体の直径、肉厚は半径方向の厚さです。中心線半径は曲げ中心から管断面の中心までを測り、内面または外面までの距離ではありません。密度は材料供給者が示す値を入力するか、公称値を選択してください。

計算方法と式

外径を D、肉厚を t とすると、金属断面積は外側円の面積から内側円の面積を引いた値です。整理すると次の式になります。

A = π × (D − t) × t

A の単位はmm²です。中心線半径を R、曲げ角度を度単位の θ とすると、中心線の円弧長は次のとおりです。

L = π × R × θ ÷ 180

理論質量は次の式で求めます。

質量 = A × L × 密度 ÷ 1,000,000,000

除数は立方ミリメートルを立方メートルへ換算し、kg/m³の密度からkgの結果を得るためのものです。物理的に成立する管を表す必要があるため、直径、肉厚、半径、角度、密度は正で、2 × t は D より小さくなければなりません。

計算例

90°の炭素鋼曲げ部について、次の値を使います。

外径 D = 100 mm
肉厚 t = 5 mm
中心線半径 R = 150 mm
公称密度 ρ = 7,850 kg/m³

金属断面積は π × (100 − 5) × 5 = 1,492.257 mm² です。中心線円弧長は π × 150 × 90 ÷ 180 = 235.619 mm です。したがって、

質量 = 1,492.257 × 235.619 × 7,850 ÷ 1,000,000,000 = 2.760 kg

これは入力した円弧で表される曲管部分の質量です。完成した製造継手全体の出荷重量と自動的に一致するものではありません。

結果の使い方

結果は幾何形状に基づく概算値として扱います。同一の曲げ部が複数ある場合は個数を掛けて予備合計を求められます。調達上の余裕を加える場合は、密度に隠して上乗せせず、別の根拠ある係数として記録してください。

密度プリセットは公称参考値で、材料証明書ではありません。合金組成、熱処理、温度、製品仕様によって密度は変わります。発注、支持設計、輸送、揚重に使う場合は、メーカー記載の単体質量、または証明された材料密度と実際の継手寸法を使用してください。

精度と限界

モデルは、均一な肉厚、円形断面、一定の中心線半径、完全な円弧を仮定します。直線タンジェント部、溶接金属、端部加工、フランジ、レデューサー、補強、ライニング、塗装、使用中に失われた腐食代、成形による局所的な増肉・減肉は含みません。製造公差や扁平も実測質量との差になります。

ASME B16.9は工場製の鍛造突合せ溶接式継手について、寸法、公差、定格、試験、表示を規定します。この計算機は規格の寸法表やメーカー資料の代替ではありません。図面上の長半径、短半径、内側半径、中心線半径という用語を確認し、入力する半径の基準を取り違えないでください。

この推定値だけで耐荷重を証明したり、吊具を選定したり、圧力境界を承認したりしないでください。該当規格、確認済み製品データ、有資格者による工学レビューが必要です。

情報源

編集記録

本文は SoupCalc 編集チームが執筆して式を確認し、表示式から例を独立に再計算して現在の実装と照合しました。メーカーまたは規格団体による推奨・承認は受けていません。最終確認日は2026年8月11日です。承認対象の全言語版が審査を通過するまで、このページは検索インデックスと広告の対象になりません。