壓寶計劃 : 壓力容器保障計劃

本案例為具有排水坡度的不鏽鋼水溝折板設計，由於底部存在斜度，使用一般斷面混成（Loft）方式建模時，雖然可以建立外型，但結果僅得到曲面物件，無法形成真正的三維實體。  影片中分享：  有坡度水溝的建模問題  曲面建模失敗案例   利用實體運算建立坡度形狀  INTERSECT、UNION 的應用  THICKEN 建立 2 mm 板厚  完整實體模型成果展示   影片製作幕後（Piper TTS + Lisp 自動化配音） 技術說明： 本影片的中文女聲配音並非真人錄音，而是利用開源的 Piper TTS（文字轉語音） 軟體，並結合 SBCL (Steel Bank Common Lisp) 的 uiop 模組進行自動化腳本控制，直接大量輸出 .wav 音訊檔，最後匯入 Kdenlive 影片剪輯軟體中進行影音同步。 行動呼籲（Call to Action）： 如果您對「 Lisp 自動化語音合成工作流 」或「 Piper TTS 語音剪輯應用 」感興趣，想了解更詳細的實作過程，歡迎隨時與我們工作室聯絡討論！

橢圓形端板的算法比較/ Comparison of algorithms for elliptical end plates Table of Contents 1. 端板設計參數說明 1.1. Maxima 原始碼 2. 橢圓形端板公式 2.1. Maxima 原始碼 3. 碟形端板公式 3.1. Maxima 原始碼 4. 2:1 橢圓形端板與近似半橢圓形端板的計算結果 5. 授權條款/ License 1. 端板設計參數說明 P : 設計內壓, MPa D : 端板內徑, mm h : 橢圓形端板內部短徑的一半, mm S : 端板材料在設計溫度下的容許應力, N/mm 2 E : 端板之焊接係數 R : 碟形端板內球面或頂冠的半徑, mm r0 : 端板彎折處的半徑, mm ； r0 >= 0.06*(D+2t) , r0 >= 3t (JIS B 8265, E.3) t : 端板成形後最小需要的厚度, mm Figure 1: 橢圓形端板示意圖 Figure 2: 碟形端板示意圖 1.1. Maxima 原始碼 /* 端板參數 */ P : 1 . 0; D : 1230 . 0; h : 307 . 5; S : 138 . 0; E : 0 . 85; /* 2:1 近似半橢圓形端板 */ R : D * 0 . 9045; r0 : D * 0 . 1727; 2. 橢圓形端板公式 使用 JIS B 8265 E.3.4，內徑基準 2.1. Maxima 原始碼 /* 橢圓形端板內壓計算, JIS B 8265 E.3.4, 內徑基準 */ thickness_elliptical ( P,D...

 非圓形截面的容器 壓力容器的截面一般為圓形，因為以圓形截面的板件承受的壓力比較高；即以圓形截面的製成的壓力容器板材會比較薄。在工程上不使用圓形截面的壓力桶槽的原因： 桶槽使用的內容物儲存壓力不大。 空間限制。 為加強平板承受壓力的能力，可以在平板上增加加強件。使用型鋼作為加強件時，我們會以面積矩較大的方向垂直於承壓面的地方組裝。   非圓形截面的容器的類型 方型水槽

立式熱交換器設計，包括設計圖、模型的 X 光圖及立體外觀圖。 設計圖面/ Design drawing  模型的影片/ Model videos        

工程師的困擾 在參加 ASME " U " 認證程序時我們設計工程師常常被指教的事是設計圖畫得太難看。剛開始是圖面字形不對，後來說圖說圖形太小或者圖面配置不好留空太多等等。工程師的想法是以標準的工程圖的方式繪製，以正式的工程字形和配合比例繪製，怎麼可能會錯？   與驗證公司的對話 而在長時間與驗證公司的磨合結果，才了解到上從團隊領導（team leader）下到授權檢查員（A.I.）想要表達的是桶槽/ 壓力容器設計圖和製造廠的製造工程圖是不同的。設計圖要配合強度計算書等其他設文件，如焊接方式、指出材質型號或是後序試壓要求等等。也就是說要在設計圖上表達出客戶要求及設計法規的圖說，盡可能得表示出設計的重點。所以有些時候，圖面的比例不要求如工程圖那樣嚴格。工程圖是製造廠製造部件的圖說，基本上是製造廠的專業文件，例如端板或是殼板下料圖面就不會出現在設計圖中。製造廠要如何製造出符合設計圖的設備，方法是各有做法，這對廠商來說有各種成本的考量，如果取得其他廠商的製造資料，對其成本分析的效率就會較高；這對於現在的市場競爭有很大的影響。 設計圖的細節要求在法規上沒有呈現，在與驗證公司討論後，他們建議：  圖面上的字體與法規上的字體相似。 圖面標示尺寸的方式可以參考法規上的標法。 焊道焊接方法建議以圖型方式呈現。 說明設備使用的狀態及其他應該注意的事項。 貨比三家 大部分的公司是以貨比三家的方式來控制成本。由於現在的公司面臨了設計人員的短缺，很多公司的基礎設計量能不足。所以市場上常見 A 公司拿著 B公司的圖面向 C 公司詢價，C 公司再向 B 公司詢價的情形。以至於有圖面資訊的廠商視圖面為資產，而不輕易的展示。 設計圖是說明使用者的需求快速而簡明的方式。但是一份正式的設計圖需要和使用者討論溝通，再進一步依照設計法規計算設計，其實際會花費很多時間。如果依《使用者設計需要表》搭配簡單的圖說，就可以大幅減少溝通的時間。要與多家公司比價時才會有依據。

其實標題的問題的問法有一些可以質疑的地方；應該是問，為什麼壓力容器設計法規上有哪些地方承壓件的焊接效率，在計算強度時其焊接效率不是 100% ？  各部位的焊接效率 以 《壓力容器焊道型式的位置及最大容許焊接效率》 中有提到 ASME Sec.VIII Div.1 Table UW-12 : Maximum Allowable Joint Efficiencies for Welded Joints 有指出除了 Type 1 之 A、B、C 和 D 的焊道做 FULL RT 其焊接效率為 100% ，其他類型的焊道其焊接效率為 90%~45%。目前就超過外徑 600 mm 的殼板來說還容易分辨；然而外徑小於 600 mm 殼板的 A、B 和 C 焊道又使用單向對接焊接就會有判斷上的問題。先下結論，如果母材不使用管材而是使用板捲的話，應該使用 UW-12 Type 3 的規範，無論是否使用 FULL RT 檢查，其焊接效率只有 60%。 什麼時候可以使用 Type 1？ 這裡常遇到的一個癥節點。以上問題如果是使用氬焊打底呢？不是可以當作 Type 1 來看嗎？這裡筆者覺得有可討論的地方。其中 Table UW-12 Type 1 有要求要符合 UW-35 ，請看 《壓力容器縱向焊道和周向焊道要求/焊冠高度限制 》 。而要符合 UW-35 的要求， 各面焊縫加強件的厚度不得超過其規定的數值。 試問在一個量規無法進入的測量的焊道，如何能證明其內側的焊道高度符合 UW-35 的要求？所以在設計壓力容器時，各個焊道的焊接效率的判斷就會是重點。 可以不做非破壞檢測嗎？ 如果非破壞檢測在 Type 3 對於焊接效率無影響時，是否就可以不用作了？這個答案是看 使用者設計需求 及計算 M.D.M.T 的要求。因為在製造廠或許會為了節省成本而不要求作非破壞檢測，然而非破壞檢測的目的不是只有控制焊接效率進而減少母材厚度這一項，另一個目的是確認焊道焊接的工藝。如果內容物洩漏會造成人命和財產的安全，非破壞檢測就會被壓力容器建造法規重點要求。 例子：在 FULL RT 下，承壓件焊道的焊接效率 若有其他焊接效率相關規定的問題？請提出來大家一起研究討論。 壓力設備工程判斷 Engineering Judgment & Code Interpretation for Press...

壓力容器外形有時候看起來很美麗 球型 壓力容器外形比例，如桶身直徑與總長。   黃金分割 是根據 黃金比例 ，將一條線分割成兩段。總長度 a+b 與長度較長的 a 之比等於 a 與長度較短的 b 之比。     黃金比例的線段   黃金比例的準確值為  ， 黃金比例-維基百科   半球型   半橢圓型         SD 碟型    

 壓力容器縱向焊道和周向焊道要求  對焊接頭應完全熔透和完全熔合。允許焊接表面；然而，焊縫表面應充分沒有粗糙的波紋、凹槽、重疊和陡峭的脊和谷，以允許正確解釋射線照相和其他所需的無損檢查。如果在解釋射線照相膠片時對焊縫的表面狀況有疑問，應將膠片與實際焊縫表面進行比較以確定可接受性。   在滿足以下所有條件的情況下，由於焊接過程而導致的厚度減少是可以接受的：  厚度減少不應使相鄰表面的材料在任何一點上減少到設計厚度以下。  厚度減少量不得超過 1/32 英寸（1 毫米）或相鄰表面標稱厚度的 10%，以較小者為準。 當使用留在原位的墊板 [ 表 UW-12 的類型編號 (2) ] 進行單焊對接接頭時，加固要求僅適用於墊板的對面. 為確保焊縫坡口完全填滿，使焊縫金屬任何一點的表面不低於相鄰母材的表面，可在焊縫的每個面上增加焊縫金屬作為加強。 各面焊縫加強件的厚度不得超過以下值 ：   參考： ASME Section. VIII div.1 2019 UW-35    

 壓力容器的開孔類型，包話出入口，安全閥，洩水口及檢查孔。 出入口 壓力容器內容物的出入口。 安全閥口 維護壓力容器安全壓力之安全閥口。依壓力容器使用狀況及安全閥類型計算開孔尺寸。 壓力錶口 壓力容器置頂的壓力錶接口。 檢查孔 壓力容器製造時，建造法規的焊接檢查孔。 如人孔或手孔等。 洩水口  在壓力容器使用過程中，內容物或是製程副產品需排出時使用。例如空壓桶在儲存空氣時，其中的水份因空氣壓縮後析出；其水份需定時排出。

 工廠北方/CN 在組裝設備時，指定其安裝地點的基準點。  設備北方  設備設計時，指定的基準方向。 管嘴方位圖 立式設備上視圖分布，以設備北方為基準 0 度，以順時鐘方向依其角度設置管嘴方位。在正視圖方向以下方 T.L. 或是端板與殼板的焊縫接頭為基準點 0 ，排列其管嘴的高度位置。在上下端板的管嘴方位及位置則以中心線的距離標示。 臥式設備，在端板側以上方為 0 度，順時針排列管嘴位置，以左側 T.L. 或是端板與殼板的焊縫為基準點 0 ，排列水平位置。左右端板管嘴方位以中心線的距離標示。 管嘴的高度 以連接桶身的焊縫為準，到法蘭面的距離。 以桶槽中心線到法蘭面的距離。 法蘭螺栓孔對齊方位 在端板上的管嘴法蘭，其法蘭螺栓孔跨管嘴中心線與桶槽中心線連線的中心。 管嘴法蘭螺栓孔方位跨與設備中心線。 腳座與裙座螺栓孔中心直徑(B.C.D)  以設備中心為圓點，排列腳座與裙座螺栓孔中心直徑。以設備北方為 0 度，順時鐘排列。

管牙連接之螺紋數要求 管牙規格有 PT 、 NPT 及 NPS 等多種規格，除了使用外形及用途上有所區別，然而在設計上 ASME Sec. VIII, Div. 1 中有規定其完整螺紋牙的牙數，以確保其使用上強度上的需求。      參考： 美國慣用標準管公稱號與 SI 制標準管公稱號轉換對照表/ NPS to DN 這個常在 ASME 認證時被拿出來討論，所以放在網路上以供參考。若有任何建議請提出來大家研究和討論。