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分享近年的其中一個小研究。
壓力容器的厚度損失是ASME過往沒有意料到的問題,而讓了API捷足先登,創建了API 579,除此之外還成為了全世界最被廣泛使用的缺陷評估標準。AP 579除了涵蓋缺陷多之外,依照實用性、保守性分成三個等級,提供給現場人員與高階評估人員執行之參考,除此之外,在新版(2016)的API 579中能夠評估依據ASME B31.3、B31.4、B31.8等長途管線,在含有缺陷時的狀況。而納入地下管線的狀況,對於台灣來說是滿重要的一個項目,因為在2014年時,高雄發生了地下管線爆炸的事故,除了震驚了世界之外,也促使地方政府建立起管理地下管線的專門法規,雖然相比美國仍不足夠,但至少是一重要里程碑。
而這次是要分享均勻減薄缺陷相當核心的一個東西,即最小所需厚度(tmin)[PS:不同缺陷評估標準名稱會有所差異,在此是以API 579內的名稱進行說明],該項目是含有厚度損失缺陷的允收基礎,對於圓柱形結構會用(PR/SE=t)的方式計算出結構的tmin,其中S(材料的容許應力)是影響tmin的關鍵參數。S對於不同結構而言,依循建造規範不同會不同的數值,對設備而言是以ASME BPVC為基礎,管線而言則是以ASME B31.3為基礎。以下討論先針對在設備上。
ASME BPVC在2004年改版,這是一個滿重要的一年,調整容許應力的安全係數,造成了tmin有了改變,而這個改變對於老舊工廠衝擊頗驚人,讓我娓娓道來。
2004年與2015年的碳鋼,溫度在-30~40oC範圍內的,容許應力上差了33%~67%,而這個差異造成在tmin上產生了相當改變,tmin(2004)=tmin(2015)*(1.23~1.4)的差異,推估到剩餘壽命時亦有(1.23~1.4)的差異。舉例來說,如果設備依照ASME BPVC 2004為基礎其剩餘壽命為30年,而依照ASME BPVC 2015為基礎其剩餘壽命為39年,其實相當的驚人。
所以從這邊可以看到,對於老舊工廠在其實很多設備都以為到壽命終點的,其實不然,因技術進步使得能力可以更接近於安全邊界,更能夠將設備咿D至極致。
以上是我的小研究分享,如有問題歡迎底下留言討論。
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