Bachelor's Thesis

Inspection of a Pressure Vessel after Long-Term Operation including Service Life Assessment

Final Thesis 1.98 MB Appendix 7.96 MB

Author of thesis: Justýna Polívková

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Pavel Lošák, Ph.D.

Reviewer: Ing. Marek Pernica, Ph.D.

Abstract:

Dedicated pressure equipment represents key components of industrial systems, the safe operation of which is associated with strict legislative requirements. This bachelor thesis deals with the diagnostics and life assessment of pressure vessels after long-term operation. Attention is paid to a specific category IV Hitachi vessel, which was subjected to a physical internal inspection and a hydrostatic pressure test. The goal of the work was to assess the current technical condition of the equipment and, using software simulations in the Sant'Ambrogio program, to determine the residual fatigue life depending on the operating history and weld quality. The results showed that the service life is critically affected by the stress factor, while manufacturing imperfections such as peeking or ovality have a significantly worse impact on the fatigue damage of the material than simple corrosion induced wall thickness reductions.

Keywords:

pressure vessel, internal inspection, pressure test, fatigue life, residual life, stress factor, ČSN EN 13445, AD 2000-Merkblatt, Sant'Ambrogio

Date of defence

08.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Studentka prezentovala bakalářskou práci. Po prezentaci zodpověděla otázky oponenta práce. V navazující diskusi k bakalářské práci byly položeny následující otázky. Dotaz na parametry tlakové nádoby (min/max tlak). Zodpovězeno uspokojivě. Dotaz na možnosti a metody zpřesnění výsledků revize. Zodpovězeno uspokojivě.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Engineering (B-STR-P)

Specialization

Machine and Equipment Construction (SSZ)

Composition of Committee

prof. Dr. Ing. Marcus Reppich (předseda)
doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c. (člen)
prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Skryja, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Lošák, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Touš, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Pavel Lošák, Ph.D.

Bakalářská práce se zabývá revizí tlakové nádoby po dlouhodobém provozu a hodnocením její životnosti. Studentka v úvodní části práce provedla rešerši z oblasti vyhrazených tlakových zařízení, související legislativy a požadavků na jejich provoz a revize. V další části se zaměřila na popis vybrané tlakové nádoby, průběh provedené revize a tlakové zkoušky.

Na základě získaných podkladů bylo provedeno pevnostní a únavové posouzení nádoby pomocí software. Součástí práce je také analýza provozní historie zařízení a vyhodnocení vlivu počtu tlakových cyklů na jeho životnost. Výsledky výpočtů byly porovnány s poznatky získanými při revizi nádoby.

Studentka při zpracování práce prokázala schopnost samostatné práce s technickou dokumentací, normami i výpočtovými nástroji. Přes drobné nedostatky hodnotím práci jako zdařilou a doporučuji ji k obhajobě
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Marek Pernica, Ph.D.

Studentka Justýna Polívková předložila bakalářskou práci na téma Revize tlakové nádoby po dlouhodobém provozu včetně hodnocení životnosti. V úvodní části práce se studentka věnuje rešerši z oblasti legislativy tlakových nádob platné na území evropské unie. Na tuto část potom logicky navazuje rešerše k vybraným a následně v práci používaným normám pro tlakové nádoby, konkrétně ČSN EN 13445 a ČSN 690012. Dále je v práci provedena rešerše ke klasifikacím tlakových nádob podle směrnice PED 2014/68/EU. Následně už se práce věnuje praktickému problému, kdy studentka byla fyzicky přítomna u revize tlakové nádoby použité v provozu. Byla provedena kontrola vizuální i tlaková zkouška. Závěry revize jsou potom vhodně shrnuty v kapitole 6.4. Sedmá kapitola je potom věnována kontrolnímu výpočtu tlakové nádoby ve specializovaném softwaru na pevnostní výpočty tlakových nádob. Výpočty byly provedeny ve dvou softwarech podle dvou norem (ČSN EN 13445 a AD 2000-Merkblatt). Výpočty byly omezeny pouze na některé významné části nádoby, jako jsou válcový plášť, klenutá dna, otvory a nohy. Výsledky výpočtu jsou v práci vhodně okomentovány a srovnány. Výpočet ale také obsahuje některé nejasnosti. Například není nikde v práci zdůvodněno, proč byla uvažována zkušební skupina 3b podle ČSN EN 13445. Dále na straně 37 je uvedeno, že minimální požadovaná tloušťka klenutého dna vychází podle ČSN EN 13445 6,38 mm a že software ve výpočtu neuvažuje korozní přídavek. V příloze III, kde je tento výpočet uveden je ale vidět, že software k minimální požadované tloušťce klenutého dna korozní přídavek připočítá. Navíc ve výpočtu není uvažována absolutní hodnota záporné výrobní tolerance, takže potom nelze určit jaká bude jmenovitá tloušťka polotovaru a porovnání se stávající jmenovitou tloušťkou 6,7 mm není možné správně posoudit.

V poslední části práce je proveden výpočet zbytkové únavové životnosti nádoby podle normy ČSN EN 13445. Zde bohužel není uvedeno, jaká kapitola je pro vyhodnocení použita, ale z přílohy III je jasné, že se jedná o kapitolu 17 použité normy, tedy zjednodušený únavový výpočet. Studentka zde provedla několik výpočtů jak pro podélné, tak pro obvodové svary na nádobě, přičemž uvažovala všechny kategorie kvality svarů předepsané normou. Studentka zde uvádí i provozní historii nádoby, na jejímž základě je vypočten ekvivalentní počet cyklů dané nádoby, který je následně porovnáván s vypočteným počtem cyklů dle normy. Porovnání těchto hodnot ale považuji za trochu nešťastné, protože studentka v práci neuvádí, jaké provedení svarů je na nádobě použito. Vzhledem k tomu bych považoval za správné porovnávat plné ekvivalentní cykly s hodnotou vypočtených dovolených cyklů na nejhorší kvalitě svaru. Pokud by k takovému porovnání došlo, je nádoba již za hranicí životnosti.

Přes uvedené nesrovnalosti ve výpočtu a některé překlepy v textu (např. na straně 13, 21, 25, 39, atd.), chybně uvedený odkaz na tabulku na straně 18 a některé další drobnosti považuji práci za poměrně kvalitní. V hodnocení zohledňuji také náročnost bakalářské práce a fyzické provádění revize tlakové nádoby přímo studentkou. Hodnotím známkou C a doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti D
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací C
Topics for thesis defence:
  1. Na straně 21 je uvedeno, že při creepu dochází k elastickým deformacím za konstantní teploty. Na straně 17 je ale uvedeno, že jako creep se označuje jev, kdy se materiál pomalu plasticky deformuje díky dlouhodobému působení vysoké teploty a času. Vysvětlete mechanizmus tečení materiálu?
  2. Na straně 27 uvádíte, že po dohodě s vedoucím byla zvolena zkušební skupina 3b podle ČSN EN 13445. Vysvětlete, proč byla zvolena právě tato skupina a na co má její volba přímý vliv?

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová