2008/12/22

安全閥定期檢查無銘牌時處理方式

1.對安全閥無銘牌無法判定設定壓力、喉徑、每小時吹洩量或銘牌內容不完整時,請事業單位提供具體資料俾便檢查人員核算,如無法提供或經核算結果不符規定時,應判定不合格。

2.安全閥之實體應與型錄相符,如不符時,須經現場測試,對性能尚可者,再以低揚程計算之,經計算結果不符規定者,應判定不合格。

2008/11/27

具有危險性之機械及設備代行檢查制度更革

基於便利事業單位申請檢查,落實單一窗口服務,勞動檢查機構就近監督管理,齊一檢查尺度,有效杜絕「球員兼裁判」及「瓜田李下」等情事,勞委會規劃自98年度起,對執行具有危險性之機械及設備之代行檢查機構,將由現有之7家改為3家,全國劃分3個區域各委託1家實施代行檢查。勞委會表示,代行檢查為高度公權力行使,涉及事業單位生產核心設備能否繼續使用及安全運轉,為求慎重及提升服務品質,91年起即採公開評選方式辦理,選擇較佳之機構辦理,惟現有委託契約將於97年度屆滿,98年度之代行檢查機構,將新增代表人不得為轄區事業單位人員等限制,以防止「球員兼裁判」及「瓜田李下」情事發生,特參照政府採購法之辦理程序,邀請專家學者組成評選委員會,於日前公開評選計畫書,預定於12月底前完成行政契約之簽訂及相關公告,相關公告訊息可透過該會網站查詢。勞委會指出,依勞工安全衛生法第8條規定,具有危險性之機械或設備,非經檢查機構或中央主管機關指定之代行檢查機構檢查合格者,不得使用;以上所稱具有危險性之機械或設備,係指一定容量以上之固定式起重機、移動式起重機、人字臂起重桿、升降機、營建用提升機、吊籠等具有危險性之機械,以及鍋爐、壓力容器、高壓氣體特定設備、高壓氣體容器等具有危險性之設備,而全國目前經檢查合格領有檢查合格證之具有危險性之機械及設備總數約10萬餘座,並由代行檢查機構負起第一線安全把關重任,足見其重要性。勞委會進一步表示,為配合前開代行檢查機構指定之變革,明確代行檢查機構之權利義務及退場機制,強化代行檢查組織與代行檢查員素質,已一併修正「危險性機械或設備代行檢查機構管理規則」,以落實代行檢查機構之管理。
http://http//www.cla.gov.tw/cgi-bin/Message/MM_msg_control?mode=viewnews&ts=492f8d10:431b&theme=&layout=

2008/11/26

壓力容器安全檢查構造標準說明

行政院勞工委員會 97年11月7日 勞安2字第0970146112號

勞工安全衛生法(以下簡稱本法)第五條第一項第一款規定: 「雇主對防止機械、器具、設備等引起之危害,應有符合標準之必要安全衛生設備」 ,同條第三項規定:「前二項必要之設備及措施等標準,由中央主管機關定之」,壓力容器屬於設備之一,其必要之標準自得據以定之,復依本法第八條第五項規定:「第一項所稱危險性機械或設備之種類、應具之容量與其實施檢查之程序、項目、標準及檢查合格許可有效使用期限等事項之規則,由中央主管機關定之」,另依本法施行細則第十二條規定,壓力容器已明定為本法第八條所稱「具有危險性之設備」,爰配合上開立法授權訂定本標準。
鑑於壓力容器屬高溫高壓之設備,如因構造不良,有破裂、爆炸之潛在危險,目前國內壓力容器設置約三萬餘座,為石化業、鋼鐵業、染整業等各產業不可或缺者,行政院勞工委員會(以下簡稱勞委會)目前雖依國家標準 CNS 九七八八系列規定實施檢查,惟國內業者迭有反映國家標準部分規定窒礙難行,因前揭國家標準迄未配合修正,亟待勞委會另訂壓力容器構造標準,以符事實需要。
經查世界各國對壓力容器之材料、構造、製造、試驗、檢測等多訂有標準,以資遵循。我國以往雖依「壓力容器安全檢查暫用構造標準」及「第一種壓力容器檢查基準」實施檢查有年,惟自九十年一月一日行政程序法施行後,因前揭基準不符法制體例及法規格式,勞委會爰予相繼廢止,另指定適用國家標準 CNS 九七八八實施迄今。惟考量時空環境已有變化,壓力容器構造日趨複雜及容量日益大型化,新材料、新設計不斷研發,有強化壓力容器安全檢查構造標準之必要,爰蒐集日本、美國等相關規定,並就其適合國情化及事實需要事項訂定「壓力容器安全檢查構造標準」,全文計分四章七十六條,茲分述重點如下:
一、 關於第一種壓力容器之材料使用限制、材料容許抗拉應力、鑄造件容許抗拉應力、護面鋼容許抗拉應力、材料容許壓縮應力、材料容許彎曲應力、材料容許剪應力(第三條至第十條)。
二、 關於第一種壓力容器之構造、管厚、板厚、腐蝕裕度、受壓之圓筒胴體、球形胴體或圓錐胴體之板之最小厚度、管之強度、端板厚度、端板形狀、中低面受壓之無牽條端板最小厚度、端板不補強之孔、內面受壓之圓錐體型端板最小厚度、中高面受壓之無牽條端板最小厚度、中高面受壓之鑄鐵製端板最小厚度、外面受壓之圓錐體型端板最小厚度、未以牽條支撐之平板最小厚度、未以牽管支撐之平型管板最小厚度、伸縮接頭、牽條之斷面積、以牽條支撐之板之最小厚度、牽條節距、以牽條支撐之平板最小厚度、第一種壓力容器之孔、窺視窗、孔之補強、以螺紋旋裝之管及管台之裝設、凸緣、碟型蓋板凸緣之最小厚度、鎖蓋板之螺栓(第十一條至第四十條)。
三、 關於第一種壓力容器之製作及水壓試驗、熔接適用範圍、熔接方法、熔接部開孔、熔接接頭效率、熔接後熱處理、熔接部機械試驗、試驗板、試驗片、機械試驗、抗拉試驗、彎曲試驗、衝擊試驗、再試驗條件、放射線透射試驗、補強層高度、超音波探傷試驗、磁粉探傷試驗、滲透探傷試驗、非破壞試驗之再試驗、水壓試驗(第四十一條至第六十五條)。
四、 關於第一種壓力容器之附屬品、安全閥、安全裝置、銘板、第一種壓力容器之連結使用、蓋之急速開閉裝置、壓力表、溫度計(第六十六條至第七十一條)
五、 關於特殊設計之第一種壓力容器、最高使用壓力(第七十二條至第七十三條)。
六、 關於第二種壓力容器之銘板、第二種壓力容器之準用規定 (第七十四條至第七十五條)

http://http//www.iosh.gov.tw/Publish.aspx?cnid=32&p=1475

2008/04/22

檢查實務-準備工作

因為受限於接近壓力容器及其容間,容器檢查之安全注意直項非常重要。
內部檢查時,容器應以盲板或其他正確方法隔離所有液體、氣體蒸氣來源。於進入容器前,容器應予以排放、沖洗、清理、通風、及測試氣體濃度。若有需要時,應穿戴保護裝備以保護眼睛、肺部,及身體其他部份以避免容器內可能存在之特定危險。
用於檢查之非破壞檢測設備應符合於氣體環境下操作之安全要求。開始檢查前,應告知所有在容器附近工作之人員有人在容器內工作。於容器外部進行之工具及人員安全裝備應於檢查前檢校。其他檢查可能需要有關裝備包括舖板、鷹架、及可攜帶式梯子等亦應準備。

2008/04/16

安全閥現場校驗


1.由使用單位申報安全閥現場校驗的理由,並與校驗單位商定現場校驗時間。

2.現場校驗安全閥的設備工作介質應是無毒、非易燃易爆的,並要求有壓力源。

3.現場定壓時,檢驗員應按國家有關規則和標準進行監督,並按操作程序及規定執行,認定壓力準確後進行鉛封,出具校驗報告書。

4.使用單位應做如下準備工作。
(1)人員:設備主管人員,安全技術部門人員,操作至少三人以上(根據設備容量而定),其他有關人員。
(2)設備:
A.設備應定期檢驗合格(從事定期檢驗的單位應經過國家質量檢驗疫總局資格認可),處於完好狀態,並隨時可以進入升壓狀態。
B.若與其它設備並聯運行時,應有可靠的隔絕關閉閥門,並經有關人員檢查確認。
C.除安全閥外,設備上還應有其它可靠的洩壓措施(例如對空排放閥等)。
D.安全閥應經研磨檢修完畢,並經水壓強度試驗合格。
E.安全閥排放管的裝設應符合有關規則規定,並引至安全地點。
(3)工具:必備的工具,例如板手、管鉗子、螺絲刀等。
(4)其它準備工作。

5.校驗單位應做好如下準備工作。
(1)人員:根據設備實際情況,確定派出校驗人員的數量,一般為兩人。
(2)工具:一般必用的工具。例如:鉛封鉗、鉛封印、標牌、數字頭等;另外還要至少帶兩個壓力表,表盤直徑不小於100mm,經度等級不低於1級。

6.到現場後,檢驗員應先審查設備技術檔案及定期檢驗報告,了解設備概況,確定設備使用工作壓力。根據工作壓力,按規則要求確定安全閥的設定壓力、密封試驗壓力和回座壓力。

7.了解安全閥的使用情況,並審查有關安全閥的資料和上次安全閥校驗報告書。

8.檢查使用單位的準備工作是否符合要求。如不符合要求,檢驗員可以拒絕現場校驗。

9.檢驗員有在現場指揮校驗操作人員按程序在設備上進行校驗定壓。

10.應做好校驗過程中的安全防護工作,校驗操作人員應穿工作服、帶手套、戴安全帽,以防止燙傷和其它傷害。

11.將校驗用的壓力表安裝在所校設備壓力最敏感的部位,例如:鍋爐頂部的蒸汽空間、容器和管道的頂部。

12.當壓力升到0.2MPa時,應暫停升壓,再檢查一次各崗位是否已做好了準備工作,確定無誤後,繼續升壓,當壓力升到設定壓力的75%時,帶板手的安全閥應進行一次手動試驗,檢查安全閥動作的靈敏性。

13.調整安全閥設定壓力的程序:先校驗設定壓力較高的安全閥,後校驗設定壓力較低的安全閥。對於彈簧式安全閥,應先將設定壓力較低的安全閥彈簧預緊力定得大一些;對於槓桿式安全閥可以通過移動重錘加大力臂的方法進行調整,使其設定壓力超過設定壓力較高的安全閥。待較高設定壓力的安全閥調整完畢後,再調整設定壓力較低的安全閥。調整完設定壓力後,再調整安全閥的回座壓力,最後進行密封性能試驗。
14.全部調整完畢後,應安裝好有關附屬裝置,然後進行鉛封,出具安全閥校驗報告書。

快速開關蓋檢查實務探討

一、適用範圍
適用於設計壓力未滿100MPa,設計溫度在250℃以下之壓力容器之急速開關蓋耐壓部分(包括載重傳導部分)之計算。

二、快速開關蓋裝置之形狀
•夾鉗型接頭
1.一體夾鉗型
2.分割夾鉗型
•整體形
1.附扣具整體型
2.組合環型
•軛框型
1.方型軛框
2.圓型軛框

三、材料:除依CNS9788之第5節(材料)之規定
外,依如下之規定。
1.材料限用鋼鐵材料。
2.胴體凸緣及夾鉗所使用之材料,採鍛造品。
3.框架所使用之材料,可以依買賣當事人之協
議而定。

四、設計一般規定:
1.快速開關蓋裝置各部分之應力,其值應在第9節中所示之容許應力界限以下。
2.本裝置在功能上.因受到重覆之載重,故應求出各部分之尖峰應力,而依CNS9799之規定實施 疲勞解析。

五、試驗及檢查:
凸緣扣具、凸緣夾鉗、蓋板扣具、蓋板唇片、夾鉗扣具及軛框之角隅部分應於機械 加工後,施以磁粉探傷試驗或染色滲透探傷試 驗,以確認其並無缺陷。

六、夾鉗接頭型之強度計算












一體夾鉗型之載重狀態及與評估位置















安全措施
•運轉中、開放中之表示:在快速開關蓋中,應裝設可確認係在運轉中或開放中之有顏色燈泡、蜂鳴器等。
•快速開關蓋裝置應具有防止超過運轉壓力之安全裝置(安全閥、洩壓閥、連鎖裝置等)。
•快速開關蓋裝置開放時,應以電氣方式或壓力指示器確認壓力容器之內部並無殘壓後,再將蓋板開放。


快速開關蓋裝置之問題集

安全閥專有名詞解釋

在所有製程安全和工業壓力疏解之探討時,常因混淆不清的觀念以至埋下錯誤設計之種子。究其原委肇因於未釐清繁多且複雜的專門術語,以致謬誤百出,影響所及造成在緊急或不正常狀況下,壓力真空疏解裝置(設備)無法適時、適量地排放流體。化學石油工程設計的良窳,壓力疏解常有決定性的影響。因此只有在明白如此繁雜的專門術語後才可能著手正確設計的第一步。載明規範與瞭解壓力真空疏解裝置取決於對一些重要定義的認識。當熟識這些定義後,可清楚的進一步瞭解壓力疏解裝置之特徵和動作機制原理 (Mechanism)。在此對所有名詞皆有詳細的解釋。某些重要特徵亦將說明,但更進一步之敘述則在以下各章節一一臚列並闡釋之。在選擇(遴選)與設計任一壓力疏解裝置時,一般以下列五個主要參數來控制:
(a)設定壓力(Set Pressure)
(b)邊際(Margin)
(c)排放(Blowdown,或稱沖放)
(d)過壓(Overpressure)
(e)背壓(Backpressure)
在此除解釋此五個主要參數外也詳述其它相關名詞定義。

1. 壓力疏解裝置- 一旦以入口靜壓力 (Inlet Static Pressure) 打開之裝置。壓力疏解裝置被設計於一緊急或反常狀況下因開啟動作,以防範容器內流體壓力達到或超過某一特定值(容器最大承受之壓力)因而達到保護之目地。而在系統恢復到正常狀態時,此裝置重關以防止容器內流體的進一步流失。此裝置亦可設計來防止額外的內部真空 (Internal Vacuum)。所以壓力疏解裝置可能是下列三種設備使用。
(a)重關的壓力疏解閥(即安全閥、釋壓閥或安全釋壓閥)
(b)非重關(Non-Reclosing)的壓力疏解閥(如破裂板,防爆針,破針裝置,易熔塞等)
(c)真空疏解閥 (Vacuum Relief Valve)

2. 彈簧負載壓力疏解閥 (Spring Loaded Pressure Relief Valve)-彈簧負載釋壓閥係依照壓力之差異驅動彈簧自動重關閥門來防範流體進一步流失。

3. 安全閥(Safety Valve)-安全閥為壓力疏解裝置依容器內靜壓力開啟且以爆開動作 (Pop Action) 來排放流體,即在些微過壓下閥門迅速達到全開的位置,為其特徵。換言之,此彈簧負載壓力疏解裝置,乃利用 (a) 上游入口(內)靜壓力,與 (b) 擁擠室 (Huddling Chamber) 之設計來達到爆開目的。不同於其它疏解設備的是安全閥之彈簧和槓桿曝露於外。安全閥一般使用於可壓縮流體 (Compressible Fluids) 如空氣和水蒸氣等氣體。依應用之法規,其額定容量 (Rated Capacity) 可於 3%、10%或 20% 過壓時達成。

4. 釋壓閥(Relief Valve)-釋壓閥或疏解閥為壓力疏解裝置依容器內靜壓力開啟,又稱調節動作閥 (Modulating Action Valve)。但不同於安全閥的爆開動作其閥門之開合程度等比於超過開啟壓力 (Opening Pressure) 之值。換言之,閥門依超過容器入口(內)靜壓力與開啟壓力差值的增加而漸漸開啟。釋壓閥一般使用於不可壓縮流體 (Incompressible Fluids),如水等液體。其額定容量一般於 25% 過壓時達成。

5. 安全釋壓閥 (Safety Relief Valve)-安全釋壓閥為自動彈簧負載釋壓閥之一種,如圖9所示,依應用的範疇可被使用成安全閥或釋壓閥。根據應用之法規和/或程序條件,其額定容量可於 3% 或 10% 過壓時達成。由於可使用在單相氣體、單相液體或氣/液雙相流體,因此最為當今石化工業界所喜用。

6. 傳統壓力疏解閥 (Conventional Pressure Relief Valve)-為一彈簧負載釋壓閥,其表現特徵直接受在閥門上之背壓改變所影響,稱為傳統壓力疏解閥。
7. 平衡壓力疏解閥 (Balanced Pressure Relief Valve)-為一彈簧負載壓力疏解閥,其表現特徵為加入一方法以減少背壓之影響,稱之為平衡壓力疏解閥。

8. 自動導閥操控壓力疏解閥 (Pilot Operated Pressure Relief Valve) -如圖9所示,為一彈簧負載壓力疏解閥,其主閥 (Main Valve) 被相結合的輔助壓力疏解閥 (Auxiliary Pressure Relief Valve) 所控制,稱為自動導閥操控壓力疏解閥。此閥幾乎不為背壓之大小所影響。

9. 動力壓力疏解閥 (Power-Actuated Pressure Relieving Valve)-閥門之開啟與關閉完全由外來力量(如電力、水力、空氣、或油壓)所控制,稱為動力壓力疏解閥。假若動力壓力疏解閥也被用來反映其它控制訊號,那防止過壓之控制脈衝 (Control Impulse) 必須只對壓力反映而且凌駕其它控制功能。茲因依賴外來力量,動力壓力疏解閥不被考慮為安全閥之範疇。

10.非重關壓力疏解設備 (Non-Reclosing Pressure Relief Device)-一壓力疏解設備被設計在操作後保持開啟者稱為非重關壓力疏解設備。除美國機械工程師學會 ASME 法規第八節考慮:
(a)破裂板
(b)破針裝置
(c)彈簧負載非重關壓力疏解閥外,另使用在低於15 psig下之非重關壓力疏解設備為爆炸通道 (Explosion Hatch) 與液體封閉器 (Liquid Seals)。

11.破裂板(Rupture Disk)-破裂板為一非重關的壓力疏解裝置,當內靜壓力達到爆開壓力 (Burst Pressure) 時,盤體因此破裂爆開。一破裂板裝置包含一破裂板體與63.一破裂板夾 (Rupture Disk Holder)。破裂板為一夾在凸緣(法蘭)間之薄的碟型片。碟型片材料之厚度和強度被設計在預定的壓力下破裂爆開。由於封閉性良好,對毒性、可燃性、腐蝕性等流體之防護尤其有效。

12.破針裝置-依入口靜壓力啟動的一非重關壓力疏解閥且以一針支撐此疏解閥,當壓力超過設定負載時,此針將斷裂帶動疏解閥口來達到壓力疏解的目的,此種閥稱為破針裝置。一破針裝置包括破針本體或負載/輸送單元以及破針組件。請注意:破針裝置不可單獨使用,必須裝在安全閥或安全疏解閥與桶槽容器之間。

13.爆炸通道-於一桶槽容器上方開口處裝以一具樞鈕的金屬蓋稱為爆炸通道。

14.液體封閉器-為防止液體洩漏所設計的封閉器稱為液體封閉器。一般使用在設定壓力力低於10~15 psig的情況。其實際用途可為 (a) 一燃燒塔之封閉柱 (Seal Leg);(b) 使用於甲基乙基甲酮 (Methyl Ethyl Ketone,簡稱 MEK,又稱丁酮) 單元以保護過濾器 (Filter)。

15.真實洩放面積 (Actual Discharge Area)-量測流體流經一閥所需最小淨面積稱為真實洩放面積。

16.幕面積(Curtain Area)-在管嘴座體上方,因抬高盤體形成介於座體表面間之圓柱或圓錐型洩放面積稱為幕面積。

17.管嘴面積(Nozzle Area)-在最小管嘴直徑下推算之管嘴流體橫截面積稱之管嘴面積。

18.當量流體面積(Equivalent Flow Area)-當根據流體流動公式計算出之壓力疏解閥面積相等於有效洩放面積 (Effective Discharge Area) 時稱之當量流體面積。

19.擁擠室-在一壓力疏解裝置之座體上方,為達到產生一迅速開啟之目的所需的一環狀壓力室 (Annular Pressure Chamber) 稱為擁擠室。

20.進口尺寸(Inlet Size)-除非特別規定,在入口內結合處,一閥之標稱管件尺寸(Nominal Pipe Size,NPS) 稱為進口尺寸。

21.出口尺寸(Outlet Size)-除非特別規定,在洩放結合處,一閥之標稱管件尺寸稱為出口尺寸。

22.升程(Lift)-當一閥作釋壓行為時,閥盤離開關閉位址(置)之真實上升距離稱為升程。

23.系統壓力 (System Pressures)
(1)操作壓力(Operating Pressure)-系統於一般操作時容器桶槽頂部的壓力稱為操作壓力。操作壓力一般保持在低於壓力疏解裝置的設定壓力, 以防止釋壓閥開啟頻率過高。
(2)最大操作壓力 (Maximum Operating Pressure)-系統操作時,預期的最大壓力稱為最大操作壓力。
(3)設計壓力(Design Pressure)-對一容器桶槽中各不同部份,為決定其最小許可槽壁厚度的目的所設計的壓力,此錶壓力稱之設計壓力。
(4)最大許可工作壓力(Maximum Allowable Working Pressure,或簡稱MAWP)-對一指定溫度下,在一完整容器桶槽之操作位置上,可容許的最大錶壓力稱之最大許可工作壓力。依美國機械工程師學會ASME壓力容器法規第八節的定義,MAWP 是對單一壓力疏解設備之系統而言,為防止超越容器最大限制所能達到的最大壓力。理論上,MAWP值應為壓力疏解設備為保護容器桶槽之壓力設定的基礎。但在多數的應用例子中,壓力疏解設備被設定在設計壓力而非MAWP,這是因為後者只在詳細的機械設計完成後才可獲得所致。
(5)最大許可操作壓力(Maximum Allowable Operating Pressure,或簡稱MAOP)-相對於應用在石化與天然氣工業的MAWP,美國交通部 (U.S. Department of Transportation,或簡稱DOT) 則使用最大許可操作壓力。MAOP的相關條例中,並不要求壓力疏解設備得設在MAOP,但在不同的情況下卻表明可允許的壓力上昇值。MAOP乃針對一般大氣儲槽等情況所設定的,應用上可依此值改良排放閥 (Emergency Vent) 和/或呼吸閥 (Breath Vent)等。
(6)積聚壓(Accumulation Pressure)-緊急疏解狀況下,流經壓力疏解設備之洩放中, 超過容器桶槽MAWP或MAOP之壓力,稱之積聚壓。積聚壓以壓力單位(Pressure Units) 如psig、KPa、MAWP / MAOP百分率 (Percent, %)或錶壓力百分率表示。對正常操作和其它如火災、失控反應等意外,可依法規來建立最大許可積聚壓。
(7)最大許可積聚壓(Maximum Allowable Accumulation Pressure)-最大許可工作壓力與積聚壓之和,稱為最大許可積聚壓。
(8)疏解壓 (Relieving Pressure)-設定壓力與過壓之和,稱之疏解壓。
(9)設計錶壓力(Design Gauge Pressure)-操作期間可能形成最嚴重情況 (Most Severe Conditions) 下,同時存在的溫度和壓力,此時的壓力稱設計錶壓力或設計壓力。當MAWP尚未建立時,可以設計錶壓力代替之。一般設計錶壓力等於或小於MAWP。
(10)過壓(Overpressure)-當壓力疏解設備第一次微開直到全開時,超過設定壓力之增壓稱為過壓。對設定壓力是MAWP的容器桶槽且對壓力疏解設備無入口管件損失 (Inlet Pipe Losses),過壓等於積聚壓。由於壓力疏解設備之機構慣性,閥門在設定壓力下可能無法全開 (Fully Opened)。若繼續加壓將造成閥門全開。對可壓縮氣體,閥門根據入口(內)靜壓力爆開而且在些微過壓時達到全開。對不可壓縮液體,閥門根據入口(內)靜壓力漸開而且直至全過壓 (Full Overpressure) 時,始達到全開。過壓以壓力單位如psig或百分率表示。
(11)疏解容量(Capacity)-真實的質量流率稱之疏解容量。一般以體積流率表示。
(12)額定疏解容量(Rated Relieving Capacity)-對壓力疏解設備應用時, 以法規為基礎所量得的疏解容量稱為額定疏解容量。按美國機械工程師學會ASME壓力容器桶槽法規第八節附錄M-7(非義務性)和美國石油協會API RP520第二部份段落2.2.2規定,必須使用額定疏解容量來計算入口壓力降 (Inlet Pressure Drop)。
(13)圖記疏解容量(Stamped Capacity)-在壓力疏解設備牌名板上的額定疏解容量稱為圖記疏解容量。對可壓縮流體,圖計疏解容量乃基於設定壓力或爆開壓加上可容許過壓所得。至於不可壓縮流體則為兩者之差。
(14)當量疏解容量(Equivalent Capacity)-對一測試流體計算壓力疏解設備之疏解容量,此質量或體積流率稱為當量疏解容量。

24.設備壓力 (Device Pressures)
(1)設定壓力-設定在使用條件下,以入口(內)靜壓力開啟壓力疏解設備時的錶壓力稱之設定壓力。由於壓力疏解設備之設定壓力乃根據美國機械工程師學會ASME壓力容器桶槽法規所建立必須等於或小於MAWP值,從業人員常視設定壓力為設計壓力或MAWP的同義名詞,然而為製程安全之故,設定壓力力常被設定低於MAWP。
(2)邊際-設定壓力與最大工作壓之差稱為邊際。邊際之設定相當於建立設定壓力而且間接建立MAWP 。一般有四項考慮分別為:(a) 根據UG-126 (d) 或UG-134 (d)(1),70 psig(含)以下時設定壓力的公差或可容忍度 (Tolerance) 為 + / -2%。70 psig以上則為 + / -3%。請注意,根據UG-125 (c),對NGL儲存槽其設定壓力的可容忍度則分別為 + / -10% 與 + / -0%。(b) 傳統和平衡鼓式閥在 95-98% 設定壓力時徐沸 (Simmer) 。金屬盤座閥比軟盤座閥有更大的徐沸範圍。(c) 操作壓力必須小於重設定壓力 (Reseat Pressure)。因此邊際(設定壓力減掉重操作壓力)必須大於排放(或沖放)(設定壓力減掉重設定壓力)。(d) 當排放到開放系統時,(i) 對傳統疏解閥,附加背壓不可超過 5% 設定壓力;(ii) 對平衡伸縮管式閥與自動操控閥附加背壓不可超過 0% 設定壓力。
(3)設定邊際(Setting Margin)-如上的四項考慮可轉化成對壓力疏解設備為建立設定壓力的四法則,此工作稱為設定邊際。此四法則分別為:
(a)由於設定壓力的可容忍度,設定壓力必須超過操作壓 2.0% 至 3.1%。
(b)由於徐沸,傳統疏解閥與平衡伸縮管式閥之設定壓力必須超過操作壓 2% 至 5.3%。
(c)由於邊際的要求,設定壓力必須超過操作壓 4.2% 至 8.7%,但很少超過 18%。對排放則很少超過 15%。
(d)由於附加背壓 (Superimposed Backpressure),傳統疏解閥之設定壓力必須超過操作壓5.3% 以上。但對自動導閥操控閥與對平衡伸縮管式閥則無此限制。許多公司印製圖表以便在給與操作壓之條件下用來定義設定壓力。事實上根據美國機械工程師學會ASME壓力容器法規第八節第一段附錄M-7(非義務性的)的指示,對邊際之法則為:(a) 對設定壓力到70 psig,其邊際為5% 的設定壓力;(b) 對設定壓力介於71 psig至1,000 psig,其邊際為10% 的設定壓力;(c) 對設定壓力高於1,000 psig,其邊際為7% 的設定壓力。因此若熟記以上三法則,則無需額外的圖表。
(4)冷差測試壓(Cold Differential Test Pressure)-在測試地點與常溫條件下,壓力疏解設備被調整到開啟的壓力稱為冷差測試壓。冷差測試壓包括使用時背壓或/與溫度的修正。為彌補閥體溫度上升所產生的效應,此值將高於設定壓力。
(5)背壓-因在洩放系統(Discharge System)裡的壓力形成以至在壓力疏解設備出口處存在之壓力,稱為背壓。換言之,在疏解過程中,由於排放管線的壓力影響而產生在壓力疏解設備排放口之壓力。背壓乃組合背壓(Built-Up Backpressure)與附加背壓之和。
(6)組合背壓-壓力疏解設備開啟後,洩放頭(Discharge Header)因流體之流動後所產生的壓力增量(超過附加背壓之壓力)稱為組合背壓。換言之,組合背壓乃組合在附加背壓上之壓力。組合背壓永遠是變數背壓。
(7)附加背壓-當壓力疏解設備開始動作時之前一剎那,即存在閥門出口處的靜壓力稱之附加背壓。附加背壓的形成是由於在洩放系統中,其它流體來源(如附近的安全釋壓閥開啟)加上大氣壓力的結果。根據實際情況,此背壓又分常數附加背壓(Constant Superimpose Backpressure)和變數附加背壓(Variable Super-impose Backpressure) 兩種。附加背壓一詞的來源是因其附加在如傳統疏解閥開啟時之壓力而得。
(8)重設定壓力-壓力疏解設備在開啟後,因容器桶槽內逐漸壓力減少(先決條件:壓力疏解設備能有效疏解。換言之,即槽內壓力總增量小於壓力疏解設備的疏解總增量),使得閥門漸漸降低高度以至全關時之壓力稱為重設定壓力。重設定壓力大約低於設定壓力 4~8%。
(9)排放壓(Blowdown Pressure)-一壓力疏解設備中設定壓力與重設定壓力(即重關)之差壓稱為排放壓或返座壓。
(10)排放(Blowdown)-如上 (9) 之行為稱之排放或返座。一般以設定壓力百分率或壓力如 psig、kgf/cm2、KPa 等為單位。傳統與平衡鼓式閥的排放約4-8%。調節閥比爆啟閥有較小的排放。自動導閥操控壓力疏解閥之排放可低至2% 。排放值一般由製造商提供且很少超過15%。當壓力疏解設備重關時,排放之行為以閥的機械動作來完成。
(11)開啟壓(Opening Pressure)-壓力疏解設備中閥盤抬起或流體連續瀉溢時,容器桶槽增加的入口靜壓力稱為開啟壓。
(12)關閉壓(Closing Pressure)-壓力疏解設備中閥盤抬起高度為零(即閥盤與盤座重新接觸)或流體停止瀉溢時的壓力稱為關閉壓。
(13)洩漏測試壓(Leak-Test Pressure)-當測試盤座的洩漏時,所指定的入口靜壓力稱為洩漏測試壓。
(14)疏解條件(Relieving Conditions)-於一特定過壓下,壓力疏解設備之入口靜壓力與溫度稱之疏解條件。此疏解壓力等於壓力疏解設備之設定壓力(或防爆盤之爆開壓)加上過壓。值得注意的是,在此疏解條件下,流體溫度可能高於或低於操作溫度。
(15)爆開壓 (Popping Pressure)-閥門閥盤經徐沸時的微開位置迅速開啟至全開的位置時的壓力,稱之爆開壓。
(16)壓力條件-應用壓力疏解裝置時,所有與壓力相關的操作與限制稱為壓力條件。研究壓力條件時必須考慮以下六項條件:
(a)入口壓力為正常系統操作壓力,其值一般為低於設定壓力或重設定壓力10%。此時閥門緊閉故無流體流失也無背壓產生
(b)入口壓力相等於設定壓力時,閥門輕微開啟形成微量流體流出,此現象稱徐沸
(c)入口壓力為設定壓力與過壓之和,此時閥門全開以全流量洩放流體。背壓在洩放管件中形成,此為組合背壓
(d)入口壓力如 (a) 之條件但背壓在洩放管件中出現,此為附加背壓。
(e)入口壓力如(b)之條件但附加背壓遠高於條件(d)
(f)入口壓力如(c)之條件但附加背壓因流體流經閥門而增加。若背壓於條件 (d) 和 (e) 為變數則必須使用平衡伸縮管式壓力疏解閥。
(17)設定壓力力差(Differential Set Pressure)-當壓力疏解裝置建立設定壓力時,介於設定壓力與常數附加背壓的壓力差稱之設定壓力力差。設定壓力力差僅在當使用一傳統疏解閥為對抗常數附加背壓時所建立。
及設備壓力關係如下頁圖10。
25.系統特徵 (System Characteristics)
(1)徐沸-當入口靜壓力低於設定壓力且無測得流量時,介於壓力疏解設備之閥盤與盤座間,可聽見或/和看見可壓縮流體逃逸之行為稱之徐沸。換言之,徐沸乃在未達到設定壓力時壓力疏解設備過早開啟之行為。
(2)緊密度(Tightness)-閥座緊密程度稱之緊密度。與緊密度息息相關之名詞為洩漏流率 (Leakage Rate)。
(3)顫振-閥門迅速開啟與關閉且閥盤(Disk)不曾真正全開啟或全關閉(因閥門不曾與盤座接觸)的現象稱之顫振。換言之,顫振乃閥盤在全開啟或全關閉的位置之間變動。顫振之動作極像扣上扳機的機關槍對安全疏解裝置形成嚴重損害,主要是迅速損壞盤座與導桿 (Guides)。
(4)所需流量(Required Flow)-工程師為防止過壓所計算出之流量稱之所需流量。此值由分析所有過壓事變(Overpressure Scenarios)後決定之。當給定此所需流量時,可能需要計算兩種面積。第一種乃基於美國石油協會API之公式求得之面積。第二種為必須通過所需流量之真實面積,此值因依美國機械工程師學會ASME的降額定係數 (Derating Factor, 最大為 0.9) 所以大於美國石油協會API之公式求得之面積。此美國石油協會API之公式乃根據對不可壓縮流體 (Incompressible Fluids)由達西方程式 (Darcy Equation) 推導而得。此公式可在API-520及一般製造商或販賣商手冊找到。
(5)額定面積(Rated Area)-由API公式計算出之面積後,選擇下一個最大的標準API孔口尺寸(Orifice Size),此相對的面積稱額定面積或API面積。
(6)額定流量(Rated Flow)-流經額定面積或API面積流量稱之額定流量或圖計流量 (Stamped Flow)。
(7)真實面積 (Actual Area)-依美國機械工程師學會ASME的降額定係數所計算出大於美國石油協會API之公式求得之面積之真實孔口面積稱為真實面積或ASME面積。
(8)實流量 (Actual Flow)-在一流量測試中,真正流經壓力疏解裝置(閥)之流量稱為真實流量或ASME流量。真實流量等於額定流量除以ASME的降額定係數,因此真實流量永遠大於額定流量。
(9)蒸汽儲罐的安全洩放量-用於儲存或處理壓縮氣體、水蒸汽的壓力容器,由於器內不可能產生氣體,而且即使容器受到較強輻射熱的影響,器內氣體的壓力一般也不至於顯著升高。此一類壓力容器的安全洩放量主要決定於容器的氣體輸入量。

2008/04/15

既有第一種壓力容器強度計算範例1-熱交換器


所稱「既有危險性設備」如下:
一、勞工安全衛生法納入適用範圍前已設置且目前未經檢查合格者。
二、危險性機械及設備安全檢查規則發布施行前已設置且目前未經檢查合格者。
事業單位對於既有危險性機械及設備,依本法第八條規定,向勞動檢查機構或中央主管機關指定之代行檢查機構 (以下合稱檢查機構) 申請檢查時,得不受危險性機械及設備安全檢查規則所定型式檢查、熔接檢查及構造檢查等規定之限制。

事業單位申請既有危險性設備檢查時,應填具檢查申請書 (附表二) 及明細表,並檢附下列書件:
一、構造詳圖及強度計算書
二、熔接部之機械試驗結果。
三、必要之非破壞試驗結果。
四、安全閥構造圖及必要吹洩量計算書。
五、設備設置場所及其周圍狀況圖。
六、符合第二條規定之設置時間相關證明文件。
前項明細表,依危險性機械及設備安全檢查規則所定格式。

事業單位依前條檢附書件之原始資料欠缺者,檢查機構依下列規定辦理:
一、具有原製造廠簽署之相關證明文件者,得以資料審查方式認定放射線檢查、熔接效率、材質及強度。
二、使用材質不明者,得依最低強度採計。
三、得依原設計標準或製造當時之相關標準實施強度計算。
四、如具有前經熔接、構造檢查合格打印號碼可資識別者,得予採認。
五、事業單位自行繪製之整體組配構造詳圖,並註明容器內徑、長度、端板、管板型式、厚度、孔之尺寸及位置、傳熱管之配置等項目者,得予採認。
六、未檢附熔接部之機械試驗結果、必要之非破壞試驗結果或強度計算書不全者,事業單位如實施爐筒、胴體、端板、管板等主要結構之強度計算,經執業之機械技師簽認後,得予以採認。

檢查機構對於事業單位書件資料齊全者,於實施檢查時,得依原設計內容審查,並依檢查結果核定其最高使用壓力或設計壓力。事業單位檢附證明資料不齊全者,檢查機構得依其提供之構造明細表、構造詳圖、強度計算書、安全閥設定壓力等相關文件審查,並依檢查結果核定最高使用壓力或設計壓力。
為使在強度計算有參考,特以計算範例供給申請者免費利用如下…
既有第一種壓力容器強度計算範例

有關「具有危險性設備」

現行有關"具有危險性設備"是在勞工安全衛生法第八條內有說到…
勞工安全衛生法第八條:
雇主對於經中央主管機關指定具有危險性之機械或設備,非經檢查機構或中央主管機關指定 之代行檢查機構檢查合格,不得使用;其使用超過規定期間者,非經再檢查合格,不得繼續使用。
勞工安全衛生法施行細則第 十二 條:
 本法第八條第一項所稱具有危險性之設備,係指符合中央主管機關所定一定容量以上之下列設備:
一、鍋爐。
二、壓力容器。
三、高壓氣體特定設備。
四、高壓氣體容器。
五、其他經中央主管機關指定具有危險性之設備。
以上為具有危險性設備在規則上的解釋,而在「所定一定容以上」就需查核有關規則:
1.鍋爐--鍋爐及壓力容器安全規則、危險性機械及設備安全檢查規則
2.壓力容器--鍋爐及壓力容器安全規則、危險性機械及設備安全檢查規則
3.高壓氣體特定設備--高壓氣體勞工安全規則、 危險性機械及設備安全檢查規則
4.高壓氣體容器--高壓氣體勞工安全規則、危險性機械及設備安全檢查規則
http://www.iosh.gov.tw/frame.htm