二級ボイラー技士 過去問
令和6年10月公表
問5 (ボイラーの構造に関する知識 問5)

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問題

二級ボイラー技士試験 令和6年10月公表 問5(ボイラーの構造に関する知識 問5) (訂正依頼・報告はこちら)

ボイラーに用いられるステーについて、適切でないものは次のうちどれか。
  • 管ステーは、鋼管を管板に溶接又はねじ込みによって取り付ける。
  • 管ステーを火炎に触れる部分にねじ込みによって取り付ける場合には、管ステーの端部を縁曲げする。
  • ガセットステーは、熱応力を緩和するため、鏡板にブリージングスペースを設けて取り付ける。
  • ガセット板を胴に直接溶接で取り付ける場合には、T継手の片側すみ肉溶接とする。
  • 棒ステーは、棒状のステーで、胴の両鏡板の間に設けたものを長手ステー、鏡板と胴板の間に設けたものを斜めステーという。

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この過去問の解説 (2件)

01

ステーについての問題です。

 

ステーとは強度を向上させるための補強材の事です。

ステーに不備があると,ボイラーの破損に繋がり非常に危険です。

設備ごとに定められたステーの性能を満たすようにしておく必要があります。

選択肢1. 管ステーは、鋼管を管板に溶接又はねじ込みによって取り付ける。

正しい記述です。

 

管ステーは,鋼管を管板に溶接又はねじ込みによって取り付けます。

溶接およびねじ込んで容易に外れないようにしています。

選択肢2. 管ステーを火炎に触れる部分にねじ込みによって取り付ける場合には、管ステーの端部を縁曲げする。

正しい記述です。

 

管ステーを火炎に触れる部分にねじ込みによって取り付ける場合には,

管ステーの端部を縁曲げします。

 

縁(ふち)曲げする事で火炎に対する強度を上げています。

選択肢3. ガセットステーは、熱応力を緩和するため、鏡板にブリージングスペースを設けて取り付ける。

正しい記述です。

 

ガセットステーは,熱応力を緩和するため,

鏡板にブリージングスペースを設けて取り付けます。

 

熱膨張に対する裕度としての隙間(ブリージングスペース)が必要となります。

選択肢4. ガセット板を胴に直接溶接で取り付ける場合には、T継手の片側すみ肉溶接とする。

誤った記述です。

 

ガセット板を胴に直接溶接で取り付ける場合には、T継手の完全溶込み溶接としなければなりません。

・完全溶込み溶接:金属が接触している面全て溶接

・片側すみ肉溶接:片側だけ溶接

完全溶け込み溶接の方がより強固となります。

選択肢5. 棒ステーは、棒状のステーで、胴の両鏡板の間に設けたものを長手ステー、鏡板と胴板の間に設けたものを斜めステーという。

正しい記述です。

 

棒ステーは,棒状のステーで,

胴の両鏡板の間に設けたものを長手ステー,

鏡板と胴板の間に設けたものを斜めステーといいます。

・胴の両鏡板の間:長手方向

・鏡板と胴板の間:斜め方向

と把握しておきましょう

まとめ

【Point】

ボイラーは燃料の燃焼により,かなりの熱量を受ける設備です。

定められた通り,ステーを設置し強度を上げる必要があります。

溶接やねじ込み等をよく理解しておきましょう。

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02

ボイラーの鏡板や胴板の強度を保つために取り付けられるステーには、棒ステー、管ステー、ガセットステーなど複数の種類があります。それぞれ取り付け方や形状・溶接方法に規定や慣行があり、不適切な施工は強度不足や損傷の原因になります。

選択肢1. 管ステーは、鋼管を管板に溶接又はねじ込みによって取り付ける。

管ステーは、火管ボイラーなどで圧力を支えるために用いられ、鋼管を管板に溶接またはねじ込み(ねじ込み+シール溶接)などの方法で固定します。

正しい記述です。

選択肢2. 管ステーを火炎に触れる部分にねじ込みによって取り付ける場合には、管ステーの端部を縁曲げする。

火炎面(炉内側)で使用する管ステーでは、ねじ込み部分の気密保持と焼損防止のため、端部をフレア(縁曲げ)してシールすることが一般的です。

正しい記述です。

 

選択肢3. ガセットステーは、熱応力を緩和するため、鏡板にブリージングスペースを設けて取り付ける。

ガセットステーは、鏡板と胴との補強を行う板状のステーです。鏡板の熱膨張・収縮などで生じる応力をやわらげるため、取り付け部に余裕(スリットやブリージングスペース)を設ける場合があります。

 

正しい記述です。

選択肢4. ガセット板を胴に直接溶接で取り付ける場合には、T継手の片側すみ肉溶接とする。

高圧を受けるボイラー構造において、ガセット板を胴に取り付ける場合、単に片側だけのすみ肉溶接(しかもT継手)では強度・安全性が不十分になるおそれが高いです。

 

両側からのすみ肉溶接や、全断面にわたる十分な溶着が求められることが多く、片側のみのすみ肉溶接とする設計は不適切といえます。

選択肢5. 棒ステーは、棒状のステーで、胴の両鏡板の間に設けたものを長手ステー、鏡板と胴板の間に設けたものを斜めステーという。

棒状のステー(棒ステー)の取り付け形態には、鏡板同士を結ぶ「長手ステー」や、胴板と鏡板を斜めに結ぶ「斜めステー」があります。

正しい記述です。

まとめ

適切でない選択肢は「ガセット板を胴に直接溶接で取り付ける場合には、T継手の片側すみ肉溶接とする。」です。

 

ボイラーのように高温・高圧を受ける重要部位で片側すみ肉溶接のみは強度不足のおそれがあり、一般的には両側からのすみ肉溶接や、溶着長さや形状を十分に確保する必要があります。

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