次は、「3-1 ポンプによる基礎の荷重、表3-1-1 ポンプの基礎荷重」にある配管荷重及び配管モーメントについて説明します。

ポンプのケーシングには吸込口及び吐出し口があります。立形ポンプの一部を除き、両方の口はフランジが一般的ですが、小さい口ではねじ込みの場合もあります。 どちらの場合でも、ポンプの据付けのときには、吸込配管及び吐出し配管が設けられますが、これらの配管がポンプに取り付けられるときにお互いの中心がずれていたり、長手方向にすき間があったりします。 そのときに、無理矢理ポンプに取り付けてしまうと、ポンプケーシングには配管からの荷重及びモーメントが作用します。

仮に、まったく狂いがなく配管ができ上がって、ポンプケーシングには荷重及びモーメントが作用しないとします。それでも、ポンプが運転に入ると、液の反力や振動などによって、ポンプケーシングには必ず荷重及びモーメントが作用します。 また、高温や低温の液を扱う場合には、ポンプ及び配管材料が同じであっても、部分的に温度差があるので伸び量や縮み量が変わるので、結局はポンプケーシングには必ず荷重及びモーメントが作用します。また、ポンプと配管の材料が異なるときは、荷重及びモーメントは増大します。

それでは、ポンプのケーシングに荷重及びモーメントが作用したときに、ポンプはどうなるでしょうか。ポンプで注意が必要なことは次の4点です。

1. ポンプ全体が変形して液漏れが発生する。
2. ポンプ全体が変形して、内部の狭いすき間の個所が当たる。
3. ケーシングなどが破損する。
4. カップリングと結合する主軸端がずれる。

ところが、実際に作用する配管荷重と配管モーメントは、配管してみないと分かりません。そのため、基礎にどれだけ負荷されるかも事前には分かりません。また、配管荷重は基礎に対して上方向も下方向もあり得ます。

その対策として購入者は、許容配管荷重及び許容配管モーメントをポンプメーカに指定することができます。表3-2-1に示すのは、API 610で規定している許容配管荷重及び許容配管モーメントです。 これらの値以内であれば、上記4点にかかわる問題が起こってはならないのです。同表では吸込及び吐出しのノズルサイズによって、配管荷重及び配管モーメントの許容値が示されています。また、配管荷重はノズルの方向によって値が決まっています。

表3-2-1 配管荷重と配管モーメント

		配管荷重（N)
		ノズルサイズ（mm）
		50	80	100	150	200	250	300	350	400
トップノズル	FX	710	1070	1420	2490	378	5340	6670	7120	8450
	Fy	580	890	1160	2050	3110	4450	5340	5780	6670
	Fz	890	1130	1780	3110	4890	6670	8000	8900	10230
サイドノズル	Fx	710	1070	1420	2490	3780	5340	6670	7120	8450
	Fy	890	1130	1780	3110	4890	6670	8000	8900	10230
	Fz	580	890	1160	2050	3110	4450	5340	5780	6670
エンドノズル	Fx	890	1130	1780	3110	4890	6670	8000	8900	10230
	Fy	710	1070	1420	2490	3780	5340	6670	7120	8450
	Fz	580	890	1160	2050	3110	4450	5340	5780	6670
配管モーメント（Nm）
全てのノズル	Mx	460	950	1130	2300	3530	5020	6100	6370	7320
	My	230	470	680	1180	1760	2440	2980	3120	3660
	Mz	350	720	1000	1760	2580	3800	4610	4750	5420

ノズルの方向については、図3-2-1に示す立軸インラインポンプ、図3-2-2に示す立形キャン付きポンプ及び図3-2-3に示す横軸水平割り多段ポンプは「サイド－サイド」、図3-2-4に示す横軸単段ポンプは「エンド－トップ」、図3-2-5に示す横軸二重胴多段ポンプは「トップ－トップ」です。 参考として、これらのポンプで、吸込口径100 mm、吐出し口径80 mmの場合の許容配管荷重及び許容配管モーメントを表3-2-2に示します。

図3-2-1 立軸インラインポンプ「サイド－サイド」

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図3-2-2 立軸キャン付きポンプ「サイド－サイド」

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図3-2-3 横軸水平割り多段ポンプ「サイド－サイド」

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図3-2-4 横軸単段ポンプ「エンド－トップ」

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図3-2-5 横軸二重胴多段ポンプ－「トップ－トップ」

表3-2-2 配管荷重と配管モーメント例

		吸込	吐出し	吸込	吐出し	吸込	吐出し
		100	80	100	80	100	80
		「サイド」	「サイド」	「エンド」	「エンド」	「トップ」	「トップ」
配管荷重（N）	Fx	±1420	±1070	±1780	±1070	±1420	±1070
	Fy	±1780	±1330	±1420	±890	±1160	±890
	Fz	±1160	±890	±1160	±1330	±1780	±1330
配管	Mx	±1330	±950	±1330	±950	±1330	±950
モーメント	My	±680	±470	±680	±470	±680	±470
（N・m）	Mz	±1000	±720	±1000	±720	±1000	±720

表3-2-1に示す配管荷重と配管モーメントの値は、API ポンプの場合には、十分許容できる値ですが、汎用ポンプなどでは、これらの値は到底許容できません。 汎用ポンプなどで、大きな配管荷重と配管モーメントが負荷されることが想定される場合には、ポンプ吸込口及び吐出し口と配管の間に、それぞれフレキシブルチューブを入れる方法が効果的です。

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