2012年5月23日 星期三

核二廠螺栓事件恐怕是冰山一角

核二廠一號機反應爐發生全世界未曾出現過的底座錨定螺栓斷裂,更換了六顆,花費三百萬美元。最可怕的不是「壞掉六顆」,或者要不要檢修其他114顆,而是「這六顆根本就不該壞掉」!

假如這六顆可以壞掉,那就表示:連不該壞的都壞掉了,就很難評估其他「本來就有可能壞的」未爆彈到底有多少!

除非設計不當、安裝不當,或者使用(含維護)不當,錨定螺栓本來就可以不斷也不該斷!所以才會叫做「世界首例」。假如前三者中有任一者發生,即使一次換掉120顆錨定螺栓,真正的根本問題可能還是沒有排除,不知道何時要再闖禍,以及要闖多大的禍。

設計不當、安裝不當,或者使用(含維護)不當叫做「人為疏失」,全世界研究核能安全的人最頭痛的就是「人為疏失」。「人為疏失」是不可預測的,所以無法預防。而台灣的核安專家每次在電視上拍胸脯保證核電安全的,都是在講課本知識,都有一個前提:假如沒有任何「人為疏失」!

根據報載資料推測,這次「基座錨定螺栓」壞掉應該是疲勞破壞沒有錯。「疲勞破壞」(fatigue)是金屬受到忽大忽小的週期性外力(疲勞負荷,fatigue loading)而壞掉的現象。許多金屬都有一個疲勞負荷忍受極限(endurance limit),只要外力被設計成小於該疲勞負荷忍受極限,錨定螺栓就可以永遠不壞掉。台電說核二用的是鉻與鉬組成的高強度合金鋼,假如這種鋼材沒有明顯的疲勞負荷忍受極限,那就是材料選擇錯誤(絕不該犯的設計錯誤);假如設計正確且這種鋼材有明顯的疲勞負荷忍受極限,那就根本不該壞掉!

所以該問的不是:「還有多少根該換」,而是「不該壞的怎麼會壞掉」!沒有把這原因找出來,而只是換掉120顆錨定螺栓,那麼大家都該趕快搬離台北、桃園,乃至於台中以北了。

不該壞的為什麼會壞掉?一個可能的原因是安裝或某次維修時沒有照程序逐一栓上錨定螺栓,導致120顆錨定螺栓中有某幾顆實際受力超過原設計非常多倍。多幾倍呢?照日本 JIS 規定,至少要十倍以上。但是,因為沒有照程序栓上錨定螺栓而導致部分錨定螺栓受力超過原設計十倍,那幾乎是不可能的事,除非有人是酗酒狀況下胡亂上螺栓。

所以,只好去想第二種可能性:螺栓原本就有特殊的材料瑕疵,加上鹽分侵蝕,形成30年前機械系和土木系少有人知道的「鹽蝕疲勞」(Corrosion fatigue)。如果這樣,還是得問:為何120顆錨定螺栓只壞了七顆?從品管的觀點看,這個比例高到不可思臆,意味著錨定螺栓的製造與品管過程出了極為嚴重的問題。假如原因是這樣,核二愈早除役愈好!因為,一個核電場的零件來源如果在製造與品管過程出了極為嚴重的問題,我們將很難猜測到底還有多少零件的來源可能有問題,以及到底有多少零件必須要更換。

其實可能的問題還很多,我只是想用這兩個最簡單的例子說明:六顆螺栓和三百萬美元根本只是這事件的冰山一角,真正該擔心的事是在很難想像得到的地方,而且很有機會要等下一次又出問題時我們才進一步發現問題比原來想像的更嚴重。

核能專家一直說核電廠事故機率比飛機失事還低。我同意。但是飛機失事只會死幾百人,而那幾百人又是自願上機的;核二若出事,台北很可能必須淨空。我們擔不起這風險,所以別再跟我們談機率!

不過,所有新聞資訊中我覺得最毛骨悚然的是台電核安處副處長吳才基的一段話:剩餘的一百一十三顆螺栓經過安全分析,就算少了其他七顆支撐,支撐強度仍有八%餘裕」。隨便一個設計上的小錯誤,材料的小瑕疵,或者維修程序的小瑕疵就可以用掉超過8%的安全裕度,所以日本 JIS 規定連電梯鋼纜的設計安全裕度都必須要達到十倍(900%),而一般的機械零件安全裕度是300%,「8%的安全裕度」根本是在拿北台灣的人命當玩笑(除非記者寫錯了)!


假如台電核安處副處長吳才基真的說過上面那一段話,那麼大家該趕快先搬離北台灣,再另外找時間談核二問題了!