国外压力容器标准样本文档格式.docx

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术语定义。

⑨焊接施工。

③ 

压力容器级别分类。

⑩热解决。

④ 

明确本原则合用条件与质量保证。

⑾实验、检查。

⑤ 

材料。

⑿配件。

⑥ 

设计 

⒀标记。

⑦ 

焊接接头设计

其中，9个附图重要简介封头、筒体、管板、接管和法兰等之间连接构造；

附表10为引用原则，附表1.1~附表5.5重要简介材料基本许用应力（涉及常规设计和分析设计用材）；

10个附录涉及基本许用应力设定基准，材料评估实验办法，中、常温压力容器用高强度钢锻件，D类开孔组装焊缝，球墨铸铁件及可锻铸铁件，附件及支撑件，关于锻制压力容器特别规定，调质高强钢加工，不锈钢复合钢加工，焊后热解决；

2个参照为质量管理和质量保证体系，预热。

此外，阐明某些重要从原则理论基本、实验、验证、应用以及与同类原则相比较等方面简介并解释原则技术内容。

摘要】壓力容器設備，係屬於「危險性機械設備」之範疇，若引用國外

安全構造規範之設備，輸入我國境內使用時，很難只就其不滿足

我國安全標準部份加以改进。

以我國CNS和科技較先進國家對壓

力容器安全構造規範進行比較，含日本之JISB8265及JIS

B8266，英國之BSPD5500及美國ASMESec.VIIIDiv.1等，

單就設計而言，各國之標準與我國之CNS差異頗多，應無法定出

一通則，基於我國之管理與規範之適用性，至少應在：

（1）設計板

厚、

（2）最小板厚、（3）腐蝕裕度、（4）設計負載（特別是風壓與地震

之動態考量方面）、及（5）安全裝置等五方面，必須以「不小於CNS

之規定為原則」，且應具備製造與檢測之品管相關文献，以呈現相

當限度之製造與設計之品質。

壹、前言

依據我國主管機關研究統計指

出[1]，過去二十年來所發生職業災

害案例中，分析有關壓力容器所导致

危害種類，重要有：

（1）爆炸、

（2）感

電、（3）與低溫接觸、（4）墜落、及（5）

被切或割傷等五大類；

而其所發生

工作程序是以：

（1）銲補作業、

（2）閥操

作作業、（3）進卸料作業、（4）儀器操作

作業、及（5）試驗檢查作業等，地點中

所导致。

這些職業災害中，又以壓力

容器爆炸所帶來生命、財產損失

最為嚴重[2]。

除此之外，由於壓力容

器相關之技術與安全規定比較早就被

業界接受，因而，雖然近年以來，相

對職災發生機率並不高，不過，發

生之災害後果影響卻相較於其她類型

者為高，也仍是值得警惕。

隨著我國經濟之發展以及台商工

業全球化之發展趨勢，或者對外投資

生產設備，或者進口外國之設備等行

為，針對壓力容器而言，可見短期

內將會有（或者已經發生了少數個案）

情形，含：

●國內工業界由國外進口壓力容器設

█論著與譯文█

.12/工業安全衛生月刊35

備，而該設備依法[3]適用於我國壓

力容器構造標準，不论是程序上或

是安全規範规定上，都應以我國

構造標準為主，包括設計、製造及

檢查等，然而，國內業界或基於便

宜行事，或基於其商業競爭時效壓

力，也许會规定：

（1）在程序上，依

國內之檢查、核准程序辦理，以滿

足相關之勞工安全法律規定；

以及

（2）在構造硬體規範之設計、製造、

檢驗及測試等，依國外之相關規範

辦理。

對於前者之制度面，相關之研

究方面，雖然沒有特別以「壓力容

器」為研究對象者，但[4]之研究顯

示，至少有針對相關之「高壓氣體

設備」者；

而對於後者，所有之安

全構造規範訂立是用以規定設備之

安全性，使設備達到最起碼之指定

安全限度，以確保證相當限度之品

質，而使用者則得到安全保障，雖

不一定都由政府機關訂立[5]，一經

納入法律，便屬於國家公權力之範

疇，如果需要引用排除適用之條

款，均必須經過主管機關之個案核

准。

●屬於國內製造之壓力容器設備，須

輸出設立於她國境內使用之新、舊

設備，需要某些國內、外相關設計

規範之比較參考，以增长其製造競

爭力。

針對前者，主管機關需要有更多

相關研究分析，以便在符合我國法

令規定、滿足勞工安全，及符合我國

工業民情规定下，有一套比較有系統

核准原則，一者讓工業界可以有一

較清晰遵循方向及具體原則，否

則在全球競爭白熱化今天，主管機

關容易遭受各界「擾民」責難，從

而忽視了背後替勞工安全把關真正

意義。

本研究中所納入之國外壓力容器

構造規範或標準者，如下列為主：

（1）PD5500（SpecificationforUn-

firedfusionweldedpressureves-

sels，BS5500）[9]

（2）日本JISB8265[10]及JISB8266

[11]壓力容器

（3）ASMESectionVIII[12]

由於美國機械工程學會（ASME）

所訂立之壓力容器規章，ASMEVIII

div.1，已經被許多國家或地區直接採

用，因而，本文中則於相關章節中適

當地納入，以做為比較之參考。

貳、構造法規之普通通則

一、適用範疇

在與CNS9788壓力容器標準之

定義下，JISB8265標準則訂定其適用

於「設計壓力」小於30MPa之構造與

固定式之壓力容器，其餘之適用範疇

36工業安全衛生月刊/.12

內容與CNS規範相似。

不過，CNS

中並沒有明訂其壓力与否為「設計壓

力」，而以「保存壓力」定義，由字面

意義來看，似乎比較接近實際之「最

高操作壓力」或「最高可以承受之壓

力」，此與JIS標準也有很大地差異。

另一方面，JISB8266標準適用於「設

計壓力」小於100MPa之容器，其設

計溫度在潛變範圍內，同時保存壓力

超過大氣壓壓力或受外壓之壓力容

器。

此外在英國BS及美國ASME方

面，所規定之適用範疇皆有其個別定

義，如：

英國之BSPD5500所指壓力容

器除了不直接接觸火焰、及原先會使

用電熱和其他熱加工外，則是不包

括下列：

1.用來儲存近大氣壓之液體容器，

其壓力附加之水頭壓不得超過大氣

壓140mbar或低於大氣壓6mbar。

2.具备直立軸且低壓而立於地面上，

儲存液體壓力不超過1bar容器。

3.容器之設計應力少於BS之應力計

算法所規定之應力值10%。

4.多層卷、預壓容器或其他特殊設

計、需承受高壓容器。

5.運輸容器。

6.其他BS分類所列示之特殊應用

容器。

對ASME而言，其所指容器不涉及

下列所列舉者：

1.其他Sections已另有規定者。

2.烘製處理之加熱管。

3.為旋轉或往復機械裝置之壓力容

器，如幫浦、壓縮機等等，其重要

設計與應力依照裝置之實際需求做

考量。

4.管路系統其整體部份系統中，主

要功能為從一地運送液體至另一地

所需要構造。

5.管路元件，如管、凸緣、墊圈、閥、

膨脹接頭、配件及其他元件，其具

有混合、分離、計量、控流及其他

目，如伸張或拉緊裝置與設備

等。

6.在壓力下盛裝水容器，涉及使用

空氣來壓縮緩衝器，其設計壓力

不超過300psi，而設計溫度不超過

210℉（98.89℃）。

7.用蒸氣加熱熱水供應槽或不超過

下列之限制

（1）熱輸入為00Btu/hr

（2）水溫為210℉（98.89℃）

（3）標稱水量為120gal

8.內外壓不超過15psi，且在尺寸上不

設限容器。

9.內徑、寬、高及剖面對角長度均不

超過6in，且在長度或壓力沒有限

制容器。

10.可容納個人壓力容器

ASMESectionVIIIdiv.1所規範壓

.12/工業安全衛生月刊37

力容器是受壓不超過3000psi（20.7

MPa）壓力容器，超過3000psi時務

必參閱更高壓設計規範（如div.2或

div.3）。

二、壓力容器之範圍

CNS9788、JISB8265或是JISB

8266所涵蓋之範圍規定皆相似，在BS

方面則是涉及，壓力容器本體，及利

用螺栓、螺紋或銲接等办法連接至壓

力容器之接點上連接管，還有托架

及其他銲接在壓力容器上附屬品均

屬之。

而ASME規範除了和CNS規定

相似之外，與外部配管之關聯某些，

還此外包括一點，即專用接頭為至最

初之密封面。

三、等級區分

CNS重要依

（1）壓力範疇、

（2）內容

物，將壓力容器區分為第一種容器、

第二種容器及第三種容器等三種不同

等級，然而，遍查JISB8265及JISB

8266之規定分類，均無此壓力容器之

分類規定，但其實不同分類已經分別

規定在不同適用規範中了，例如，

JISB8265比較接近我國CNS9788

之第二種壓力容器（同設計壓力不超

過30MPa），而JISB8266則接近第一

種壓力容器者（同設計壓力不超過

100MPa）。

此外，BS有構造分類以區

隔出材料與使用溫度上限制；

ASME則以設計壓力之限制分別規

定，就如ASMESectionVIII，Div.1所

規定是受壓不超過3000psi（20.7

MPa）壓力容器，較接近CNS第二

種容器（30MPa如下）之規定，而

ASMESectionVIII，Div.2在設計規

範上則是接近CNS第一種容器之規

定。

經整顿後，本研究所納入之各國

法規若依「設計壓力」之分級可參考

圖1。

圖1各國法規依設計壓力之分級

參、壓力容器之設計

一、設計通則

JISB8265除所需最小厚度及孔

有特別規定外，則無其他相關說明，

而近似CNS第一種容器JISB8266

則皆同CNS規定，此外，BS與ASME

多少同CNS規定，但還另有其特別規

定，與CNS甚有出入：

（1）設計載重方

面，BS除同CNS規定外，還須加上

38工業安全衛生月刊/.12

如運送及裝卸於最終定點時导致之作

用力、無法驗證設計之適當性之載重

效果、局部應變累積對該元件之壽

命所导致之影響等規定；

ASME除與

CNS規定相似外，尚須考慮由流體震

顫所导致之衝擊力。

（2）設計壓力，則

大体相似。

（3）設計溫度，JISB8266除

了同CNS之規定外，還此外規定應設

置兩種設計溫度：

一種為高溫（稱「設

計溫度」），另一種為低溫（稱「最小

金屬設計溫度」）。

此外，BS對高溫及

低溫有較詳細敘述，ASME說明最

高、最低溫度，且有詳細建議作業

溫度，及可不進行衝擊試驗之滿足條

件之規定。

（4）組合應力效應，僅CNS

有規定。

（5）最小厚度規定，JIS依分類

大体可對應至CNS，而BS與ASME

則另有規定。

（6）腐蝕裕度，各國皆有

對此裕度賦予相當需要意義，或是

不需要規定。

（7）複合容器，僅JISB

8266與我國CNS有相似規定，BS及

ASME均對複合容器無相關之特別

條文規定，但ASME另有條文說明各

部之腐蝕可以不同，事實如此之規定

已大体涵蓋了複合容器。

（8）孔，孔之

數量與直徑，JISB8265與JISB8266

同CNS規定，BS在人孔及檢查孔之

規定須參照BS470，此外，ASME所

規定之告知孔同CNS外，還規定泄液

孔，還有孔徑與容器直徑關係等規

二、材料之容許應力

JISB8265在容許應力規定

上，大都與CNS在第二或第三種容器

規範相似，但容許壓縮應力則另有規

定，此外在支壓應力、一次普通膜應

力之基本容許應力之加成則無相關規

定；

JISB8266大多與CNS規定相似

或無規定，而容許抗拉應力規定與

CNS之基本容許應力大体相似；

而BS

除壓縮應力有不同於CNS且較詳細之

規定外，則無其他應力相關規定；

ASME在容許抗拉應力以此外篇幅有

詳細說明，容許剪應力方面僅以破壞

理論（最大剪應力理論）定義之，容

許壓縮應力則同CNS規定，但一次一

般膜應力之基本容許應力之加成所造

成應力在其基本容許應力倍數考

量上與CNS不同，會較CNS為小些。

三、疲勞之應力分析

JISB8266不論在應力分析或是

疲勞分析皆同CNS規定，JISB8265

及ASME則無相關規定，而BS應力

分析之相關規定只有規定設計強度與

設計應力，且依構造分類之第一、二

類容器與第三類容器分別規定，無疲

勞分析之相關規定。

四、胴體及端板

胴體及端板重要係規定在某設計

壓力及設計溫度下，所需之板厚大小

.12/工業安全衛生月刊39

（未含腐蝕裕度），如下依相似設計條

件下，計算出各國規範所規定之最小

厚度值加以比較：

1.圓筒形胴體：

在計算厚度之考量

上，唯JISB8265僅考慮僅受內壓

情況，其他規範皆和CNS相似，會

考慮兩種情況，僅受內壓之圓周方

向應力和軸方向應力；

而在計算厚

度求解上，JISB8265及ASME

和CNS第二種容器相似，JISB8266

及BS則與CNS第一種容器相似。

2.球形胴體與端板：

在計算厚度之考

量上，JISB8265及ASME皆只考慮

僅受內壓情況，JISB8266及BS

皆有考慮僅受內壓及組合載重情

況；

而在計算厚度求解上，若以

某相似條件下計算時，BS厚度值幾

乎同CNS，而其他規範皆和CNS

相似。

3.碟形端板：

計算厚度上，JISB8265

與ASMEVIIIDiv.1與CNS第二、

三種容器計算方式相似，而JIS

B8266與ASMEVIIIDiv.2與CNS

第一種容器計算方式相似，BS係以

圓筒端之外直徑且和其他規範類似

但不同方式計算，CNS第一種容

器、JISB8266及ASMEVIIIDiv.2

皆須以圓筒端之內直徑計算厚度，

若以某相似條件下計算時，厚度值

會比CNS規範還小些。

4.半橢圓形端板：

各國法範幾乎皆同

碟形端板之規定，但BS在半橢圓形

端板設計限制條件與碟形端板不

同，應當注意，若以某相似條件下

計算時，厚度值會比CNS規範還大。

5.圓錐形端板：

JISB8265和CNS第

二、三種容器大体規定皆相似，但

在補強材面積形心之有效範圍和大

徑端補強材有效面積方面則有很大

差異，ASME也和CNS第二、三

種容器有此相異處，CNS在補強材

面積形心之有效範圍較JISB8265

及ASME規定大了一倍，需特別注

意；

此外，ASME在圓錐部份之計

算厚度（裝設彎緣時）及彎緣某些

之計算厚度與CNS第二、三種容器

亦有些許差別，如考慮半徑不

同及係數等；

而JISB8266則全與

CNS第一種容器相似，BS則另有其

計算方式，不過圓錐部份之計算厚

度（未裝設彎緣時）與CNS第一種容

器相似，此外在圓錐形端板大徑端

整體補強某些縱向長度雖較CNS

小，但也幾乎相似。

五、螺栓固定凸緣

我國CNS在螺栓固定凸緣不论第

一種或是第二、三種容器，皆分兩類，

即管口用管凸緣及管口用管凸緣以外

之凸緣，規範較偏材料、加工與尺寸

（應力計算）選用，JISB8265這方

面犹如CNS第二、三種容器規定，但

40工業安全衛生月刊/.12

對於使用於何處之凸緣採不分類規

而JISB8266則犹如CNS第一種

容器之規定；

此外ASME則無相關規

定，其依ANSI規定即可；

BS方面亦

有部份引用ANSI，也做了較詳細規

定，如

（1）螺栓接合條件，

（2）運轉條

件，（3）分類，（4）螺栓普通规定，（5）

銲接，（6）加工，可值得我國訂定規範

之借鏡。

CNS在螺栓固定凸緣之應力計算

法所適用範圍在於對承受外壓之凸

緣、分割凸緣、具备圓形之非圓型凸

緣及不使用墊圈而作防漏熔接之凸緣

等，JISB8265及JISB8266同CNS規

定，而BS則直接說明依各凸緣計算方

式規定，如窄面凸緣、全面凸緣及反

向凸緣；

此外ASME則查無相關規定。

六、製作公差與檢驗

1.胴體之真圓度：

JISB8265及JIS

B8266大体與CNS相似，ASME亦

同CNS，BS在量化上則更為詳細

述敘，如最大尖峰值應用等等。

2.成形端板之製作公差：

JISB8265，

端板之內面與正規形狀之量規間之

間隙，內外側均不得超過D之

1.25%，無如CNS9788第8.9（5）節

之相關規定，其餘內容與CNS規範

JISB8266無如CNS9788第

8.9（5）節之相關規定，其餘內容與

CNS規範相似。

ASME，除端板端

部之圓筒部之真圓度之規定：

最大

與最小尺寸之偏差應不得超過於標

稱尺寸1％，其餘內容與CNS規

範相似。

BS與CNS不同是，CNS

有端板之內面之規定，而BS沒有，

其端板公差只規定：

圓周、真圓度、

厚度、外形。

3.熔接接頭之非破壞試驗：

與CNS不

同，JISB8265另規定熔接接頭補

強之高度，JISB8266在接頭之非破

壞試驗規定項目，較CNS少，BS

以第一、二及三類構件分別說明，

且接頭位置只分TypeA與TypeB，

ASME則無相關規定。

4.熱處理：

JISB8265無熱處理之相關

規定。

JISB8266大体與CNS相似，

BS對肥粒鐵鋼、沃斯田鐵鋼有詳細

規範，ASME見SA-20。

5.試驗與檢查：

CNS重要係規範材料

之試驗、檢查與工作之基本有關之

檢查及熔接接頭之試驗、檢查完毕

後之試驗、檢查，JISB8265無規定

試驗與檢查之通則，JISB8266與

CNS規範相似，BS則著重於檢驗者

之權力與執行方面，ASME只有對

材料之試驗規定，另對於檢驗者有

特別規定。

6.試驗、檢查－熔接接頭之機械試

驗：

針對各種試驗，JISB8265與JIS

B8266和CNS皆有說明不得被容許

破壞規定，其中JISB8265跟

.12/工業安全衛生月刊41

CNS有些許不同，此外BS及

ASME無此相關規定。

7.試驗、檢查－耐壓試驗：

水壓、氣

壓試驗壓力除JISB8265，ASME與

JISB8266各別對應CNS外，BS規

範則不同於CNS之規定。

肆、結論

若不考慮壓力容器在國內之管理

方式與國外之差異，在各國之安全構

造規範中，由前面之分析比較後，可

以將本案所納入之規範大体歸納出幾

項重點：

一、設計方面

以歐盟自行訂定PED來說，針

對壓力容器之設計厚度因有部份公式

與CNS第一種容器相似，因此大体可

對應至CNS第一種容器；

就胴體設計

厚度而言，以相似設計條件下，圓

筒形胴體設計公式和