壓力容器設計:最低設計金屬溫度 (MDMT)

MDMT根據 ASME 鍋爐和壓力容器規範進行 壓力容器 工程計算、設計和製造的設計條件之一每個符合 ASME 規範的壓力容器都有自己的 MDMT,這個溫度印在容器銘牌上。精確的定義有時可能有點複雜,但簡單來說,MDMT 是用戶根據流體類型和容器將要處理的溫度範圍任意選擇的溫度。所謂的任意 MDMT 必須低於或等於 CET(這是一種環境或“過程”屬性,見下文),並且必須高於或等於 MDMT(這是一種材料屬性)。

臨界暴露溫度  (CET)  是容器將要經受的最低預期溫度,考慮到最低操作溫度、操作擾動、自動製冷、大氣溫度和任何其他冷卻源。在某些情況下,它可能是發生顯著應力的最低溫度,而不是可能的最低溫度。

MDMT 是根據容器製造材料的冶金和容器部件的厚度允許的最低溫度,即根據每個溫度和厚度的低溫脆化範圍和夏比衝擊試驗要求,對於每一個設備的組成部分。 

 

 參考文獻 wiki: Minimum design metal temperature

 

材料學

一般壓力容器使用金屬材料製作。而金屬材料在低溫會呈現冷脆性;在低溫環境下衝擊值會下降。為了維護壓力容器的使用安全,在銘板上必需顯示此壓力容器最低使用溫度以避免設備的材料因脆裂造成人員或財產的損失。

依照 ASME CODE 在研究材料方面會指出各種材料的特性及使用範圍。使用其建造法規設計的壓力容器,其材料使用必需嚴格遵守其規定,誤用或是以非法規確認的材料來使用時,將由「不合格報告」Nonconformity Report (NCR) ,指出及要求修正。

評估設備使用材料的 MDMT 規定時,需要考量是否去使用衝擊試驗去估算材質可以承受的衝擊能量,並以估算設備的材質是否選擇妥當。這將造成此壓力容器製造成本的改變;例如為達到可承受的衝擊性能,設備的製造過程中必需依照材料特性進行正確的焊後熱處理,以及全部焊道的非破壞檢測。

建造法規

ASME Sec. VIII UCS-66 說明碳鋼與低合金鋼低溫作業材料要求,其中圖 UCS-66/ UCS-66M : 衝擊試驗豁免曲線,將材料分成 A、B、C 和 D 四種等級,每個等級的豁免厚度及溫度都在其說明中。其中圖 UCS-66 使用美國慣用單位,圖 UCS-66M 使用 SI 單位。(請見單位系統說明)。然後使用圖 UCS-66.1/UCS-66.1M  評估在沒有衝擊測試的情況下降低最低設計金屬溫度;在沒有作衝擊測試下降低最低設計金屬溫度的條件。圖 UCS-66.2 用於確定最低最低設計金屬溫度 (MDMT) 的 UCS-66 流程圖豁免衝擊測試。

壓力容器設計

分辨各材料的等級,然後評估豁免衝擊試驗的條件。

UCS-66 無衝擊試驗確定最低設計金屬溫度 (MDMT) 規則圖
參考 : 低合金鋼及碳鋼低溫作業/ 判定 MDMT

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