壓力容器設計問答

壓力容器設計的重點

壓力容器是用來裝載內容物的設備，通常需密封以避免內容物與外界接觸。然而，密封容器在使用過程中，因溫度變化、內容物物理相變化或化學反應，會產生內外壓力差。

因此，設計壓力容器需要考慮多項細節，例如：

•     內容物的性質
•     使用的壓力與溫度
•     操作狀況
•     設備安裝地點、防風、防震等要求

這些參數可以參考《壓力容器使用者設計需求 (UDR) 指南》。使用 UDR 文件可以快速表達使用者對壓力容器設備的設計要求。

管材是否可以作為壓力容器材料？

壓力容器設備可依當地管理法規及許可設計。例如：

• 台灣 CNS 9788
•  美國 ASME 壓力容器設計建造法規

只要使用符合設計法規的材料，承壓部件的設計是可行的。材料選擇可依成本及使用需求決定。

什麼是最小厚度的要求？

設計法規要求壓力容器承壓部件有一定的最小厚度。例如：

•  ASME Sec. VIII, Div. 1：非燃燒蒸氣鍋爐承壓件最小厚度 ≥ 6 mm
•  內容物為壓縮空氣、水或蒸氣之設備承壓件最小厚度 ≥ 2.5 mm

注意：以上最小厚度不包含腐蝕裕度。殼板 (Shell) 計算厚度若小於最小厚度，應以最小厚度為準。管嘴則有另外規範。

設計法規是否可以混用？

例如宣告 CNS 9788 設計，但使用 A-105 法蘭材質，或日規法蘭安裝於美規設備。

雖然材料可能承壓，但不同法規的安全係數、材料驗證、焊後品質管制及水壓試驗要求均不同。混用法規可能導致認證費用高於設備建造費用，因此實務上需謹慎。

壓力容器設計使用的工具

在《壓寶計劃的環境介紹》中，設計工具包括：

•     Emacs：自行開發程式環境
•     Maxima：工程計算與公式驗證
•     SBCL (Common Lisp)：網站程式開發，REPL 模式快速製作工具
•     LaTeX：報告製作，數學公式與計算結果呈現
•     PVElite：專用軟體，用於設計與驗證壓力容器是否符合 ASME 法規

如何降低壓力容器/桶槽的使用風險

依據《壓寶計劃: 如何降低壓力容器/桶槽可能遇到的使用風險？》，建議：

•     按公司品質手冊施作
•     加強人員專業訓練，減少外包成本
•     適時尋求專業人員意見，解決疑難問題

管牙連接安全

管牙為標準規格，但供應商因素可能影響使用。《ASME CODE 對於管牙連接之螺紋數要求》規定有效螺紋數，確保使用安全。

危險性設備工程檢查法源依據

根據《職業安全衛生法》第16條：

雇主對經中央主管機關指定之危險性設備，非經檢查合格，不得使用。使用超過規定期間者，須再檢查合格。

安全閥流量轉換

安全閥應由使用者或業者安裝設定。ASME 法規提供流量轉換計算公式，可依美制或 SI 制計算。《安全閥流量轉換》提供中文說明，並附 Maxima 程式演算範例。

參考與更多資訊

• DuckDuckGo 搜尋: 壓力容器 設計