ASME培訓教程ASME規(guī)范第VIII-1卷-壓力容器

1、.ASME規(guī)范第規(guī)范第VIII-1卷卷 - 壓力容器壓力容器.lVIII-1卷的構成卷的構成 l材料材料l設計設計l制造制造l無損檢測無損檢測l壓力試驗、打鋼印和出數據報告壓力試驗、打鋼印和出數據報告 .l目標 通過本課程的學習，你將了解到ASME鍋爐壓力容器規(guī)范的組成、以及第VIII-1卷的構成及其運用，基本掌握如何查閱第VIII-1卷的有關條文。l課程概況 ASME鍋爐壓力容器規(guī)范的組成 第VIII-1卷的構成及其運用 如何查閱規(guī)范條款.2001ASME鍋爐壓力容器規(guī)范鍋爐壓力容器規(guī)范SECTIONS I 動力鍋爐 II 材料技術條件 Part A- 鋼鐵材料 Part B- 有色金屬材料

2、 Part C- 焊絲、焊條及填充金屬 Part D- 材料性能 III Subsection NCA Division 1和Division 2的總要求 Division 1 Subsection NB - 1級部件 Subsection NC - 2級部件 Subsection ND - 3級部件 Subsection NE - MC級部件 Subsection NF - 設備支撐 Subsection NG - 堆芯支撐結構件 Subsection NH - 在高溫工況下運行的1級部件 Appendices.Division 2 混凝土反應堆容器和安全殼規(guī)范Division 3 核燃料廢

3、料、高輻射材料及廢料的儲存和運輸包裝安全要求 IV加熱鍋爐V無損探傷VI加熱鍋爐的維護和運行推薦規(guī)范VII動力鍋爐的維護指導規(guī)范VIII壓力容器Division 1 Division 2 另一規(guī)則Division 3 建造高壓容器的另一規(guī)則IX焊接和釬焊評定X玻璃鋼壓力容器XI核電廠設備在役檢驗規(guī)范.增補增補彩色頁增補包含對規(guī)范的增訂和修改，每年出版一次（第一次增補與新版本同時出版），并自動寄給相應的規(guī)范購買者。 解釋解釋ASME對規(guī)范技術方面的詢問作出書面的解釋，并將規(guī)范解釋作為規(guī)范更新服務的一部分。規(guī)范解釋不能作為規(guī)范或增補的一部分。 案例案例鍋爐壓力容器委員會定期召開會議，對所建議的增訂

4、和修改進行討論，并形成案例以澄清現(xiàn)有規(guī)范的意圖，或者，在緊急的情況下，對現(xiàn)有規(guī)范中沒有提到的材料或建造方法作出規(guī)定。已經采納的規(guī)范案例刊登在相應的規(guī)范案例卷中：1）鍋爐壓力容器；2）核設備。.前言 Subsection A: 一般要求 Part UG所有建造方法和所有材料的一般要求 Subsection B: 有關壓力容器制造方法的要求 Part UW焊制容器 Part UF鍛制容器 Part UB釬焊容器 Subsection C: 有關材料類別的要求 Part UCS碳鋼和低合金鋼容器 Part UNF有色金屬容器Part UHA高合金鋼容器Part UCI鑄鐵容器Part UCL復合層材

5、料容器Part UCD球墨鑄鐵容器Part UHT熱處理材料容器Part ULW多層容器Part ULT低溫材料容器.材料表 附錄 1-31 強制性附錄 。A-EE非強制性附錄“建議性的好方法” 使用規(guī)范時，應查閱整個條款，包括所引述的其它條款。如果你找到了你想知道的而停止繼續(xù)查閱，你可能會漏掉后面的有關要求。例如，UW-11包含好幾個子條款，要全面理解必須全面查閱。.l目標 本課程結束后，你將了解到怎樣確定允許使用的材料，怎樣確定材料的特殊要求。另外，你還將了解一些材料技術條件及其運用。l課程概況 允許使用的材料和選用Section II材料技術條件 焊材 沖擊試驗要求 材料的返修 材料的檢

6、驗和標記 .在為在為VIII-1卷壓力容器選用材料時，應查閱以下不同的資料：卷壓力容器選用材料時，應查閱以下不同的資料： Subsection A 材料的一般要求I Subsection B 制造方法和特殊工況影響材料的選擇 Subsection C 針對特殊材料的要求 材料表 給出VIII-1卷允許使用的材料（UCS-23、UHS-23、UNF-23等） 強制性附錄 Section II材料的詳細要求 Part A- 鋼鐵材料 Part B - 有色金屬 Part C- 焊材 Part D- 材料性能 有關規(guī)范案例 金屬學基礎金屬學基礎 金屬通常劃分為鋼鐵材料（鐵50%）和有色金屬。含有一種

7、以上元素的金屬為合金。 鐵合金（鐵合金（SA-XXX） 鑄鐵 碳2%，非常脆，不易焊接，適合于制造復雜形狀的部件。 鋼材 碳2%，不脆（有韌性），較易焊接。 碳鋼 含硅、錳，用于較低溫度。.低合金鋼 含鉻（10%）、鉬、鎳、錳，用于腐蝕、高、低溫。按化學成分和性能，不銹鋼可分為不銹鋼可分為：馬氏體不銹鋼（如410） 高鉻（12%），導磁，可通過熱處理改善強度和硬度。鐵素體不銹鋼（如405、403） 導磁，不可通過熱處理來改善強度和硬度。奧氏體不銹鋼（如200、300系列） 不導磁，不可通過熱處理來改善強度和硬度。 奧氏體/鐵素體雙相不銹鋼（329） 高強度，比奧氏體不銹鋼具有更好的耐腐蝕性。

8、鋼的熱處理鋼的熱處理 : :ASME規(guī)范產品制造中會使用到兩個臨界溫度： 下臨界溫度（A1）=合金開始向奧氏體轉變 上臨界溫度（A3）=合金全部轉變成奧氏體 正火將鋼加熱到A3以上大約100F，然后在靜止空氣中冷卻。目的是使鋼的組織均勻， 使硬度高于鋼在退火狀態(tài)的硬度。 退火 將鋼加熱到A3以上大約50F，然后隨爐緩慢冷卻。目的是細化晶粒，使材料軟化。焊后熱處理 加熱到A1以上的溫度，目的是降低制造和焊接應力，降低熱影響區(qū)的硬度 淬火 鋼加熱后的冷卻速度對提高鋼的硬度和強度非常重要，如SA-517這樣的鋼種，其 強度主要靠淬火獲得。 .回火淬火后的鋼非常脆，為增加韌性，將其加熱到A1以下，然后

9、冷卻以 得到所期望的高強度和良好韌性的綜合性能。 （參見：Structural Analysis and Design of Process Equipment, Jawad Farr） 有色金屬有色金屬 主要用于強腐蝕、高溫的環(huán)境。 鋁合金- 不導磁、具有良好的可成型性、高的強度-重量比。 銅合金- 良好的耐腐蝕性和機械加工性能。 鎳合金- 極好的耐腐蝕性和高溫抗氧化性能。 鈦和鋯合金- 耐腐蝕性極強。 有色金屬合金的熱處理有色金屬合金的熱處理 退火將材料加熱到一定的溫度，然后緩慢冷卻。目的是使材料軟化，消除冷加工應力。 正火將材料加熱到稍高于退火溫度，然后以比退火快的冷卻速度冷卻。固溶處理

10、在足以使各合金元素可隨機彌散的高溫下進行的熱處理。 穩(wěn)定化低溫加熱以穩(wěn)定某種合金元素。 溫度處理對合金以一定的溫度處理以產生一穩(wěn)定的性能。（參見：Structural Analysis and Design of Process Equipment, Jawad Farr）VIII-1VIII-1卷的材料卷的材料 UG-4到UG-8、UG-10、UG-12到UG-14：受壓件的材料必須是ASME規(guī)范Section II中的材料，并限于那些在UG-23提到的材料。.例外 :UG-4(b)：非受壓件材料僅須具有可焊性即可。 UG-9：焊接材料。UG-11(a)&(c)：允許使用的ASME/

11、ANSI標準（見規(guī)范解釋VIII-77-86）。UG-13(b)：墊片僅須是可鍛綱（Wrought steels）即可。 UG-15： 同牌號的可鍛材料(Wrought materials)已被批準作為可使用材料，但在“采 購清單” 中沒有列入的此材料。（見規(guī)范解釋VIII-1-89-194）強制性附錄規(guī)定的材料。 規(guī)范案例允許的材料。 材料的許用應力材料的許用應力 總則總則 對于大多數鍋爐壓力容器規(guī)范卷冊，許用應力可在Section II Part D-材料性能中找到。用于： 計算所需要的厚度 與計算應力值比較 Section II Part D所列材料順序按合金含量遞增排列： 碳鋼 鉻-鉬

12、鋼 不銹鋼 . 在同一“公稱化學成分”以內，材料的順序按抗拉強度遞增排列。 非常便于設計人員使用：合金類型、強度等級。 對于某一具體合金牌號，首先看一下技術條件，找出它的公稱合金含量和抗拉強度。 表1A和1B已于1999增補作了全面修改，以反映出用新的設計安全系數重新計算的 抗拉許用應力。VIII-1卷卷 對于第VIII卷來說，Section II Part D中的表1用于VIII-1卷、表2用于VIII-2。 表1進一步分為兩部分： 表1A 鋼鐵材料 表1B 有色金屬材料對于鑄鐵（UCI）、球墨鑄鐵（UCD）和低溫材料（ULT），許用應力在VIII-1卷中，而不是Section II Par

13、t D。使用此表時應注意以下兩點：- 確認你所查閱的那一行在VIII-1卷一欄里沒有“NP”（Not Permitted）字樣。- 確認已查閱過與VIII-1卷有關的注釋。另外：UG-45(c) ：接管剪切許用應力 = 接管抗拉許用應力的70%UW-15(c) ：焊縫的許用應力是容器材料許用應力的百分之幾： 坡口焊縫抗拉許用應力 = 74% 坡口焊縫抗坡口焊縫抗剪 許用應力 = 60% .角焊縫抗剪許用應力 = 49% 用于按UG-41的補強強度計算。 Subsection A 一般要求一般要求 Subsection A中有關材料的基本條款為： UG-4一般要求 UG-5板材 UG-6鍛件 U

14、G-7鑄件 UG-8管道和管子 UG-9焊接材料 UG-11預制和預成形受壓件 UG-12螺栓和螺柱 UG-13螺母和墊圈 UG-14棒材 一般來說，在VIII-1卷的其它章節(jié)中，如UCS、UHA等，關于材料的要求通常都具有相同的段落編號。.UG-4(a) UG-4(a)將用于承受壓力應力的材料限于那些由Subsection C允許使用的材料，同時還提到了UG-9、10、11、15和強制性附錄，給出其它允許使用的材料UG-4(b) 材料不符合Subsection C允許的技術條件可用于非受壓件，但必須符合UW-5(b)的要求。UW-5(b)指出，必須證實材料具有可焊性。一般來說，如果材料可按U

15、G-10、11、15或93識別，或者，其化學成分、機械性能已知，按第IX卷進行了焊接工藝評定即可證實材料的可焊性。如果材料不符合上述要求，每一塊未識別的材料必須按第IX卷QW-451的規(guī)定進行導向彎曲試驗。 UG-4(b)還提到，未能按UG-93識別的材料，其許用應力不能超過Subsection C允許的類似材料的許用應力的80%。換句話說，在進行載荷計算時，你只能使用該材料許用應力值的80%。 UG-4(d) 如果材料既沒有列入VIII-1卷，又不符合UG-10或15，要使用此種材料可按附錄B向ASME提交申請。ASME通常要求，此種申請是針對已向ASTM提交過申請的材料。按照附錄B，在一般

16、情況下，可能會出版一份規(guī)范案例，允許采用這種材料。UG-4(f) UG-4(f)建議，設備的用戶或其指定代理應確認建造容器所使用的材料適合于預期的工作環(huán)境，即在設備的預期使用壽命期限內，能保持要求的機械性能、具有抗腐蝕、抗侵蝕、抗氧化及其它老化的能力。 .UG-10未能完全識別的材料未能完全識別的材料 通常認為只有“規(guī)范”認可的材料才能用于規(guī)范容器的制造。但是，在UG-4(a)中提到，UG-10允許使用未完全識別、或可按本卷不允許使用的某個技術條件加以識別、即按此技術條件制造的材料，只要其滿足UG-10(a)、(b)、(c)的相應要求。 UG-10(a) 可按材料制造廠提供的完整證明加以識別的

17、材料可按材料制造廠提供的完整證明加以識別的材料 UG-10(a)允許使用VIII-1卷中沒有列入的材料，只要此材料可以識別、并能夠通過爐批號追蹤到材料制造廠的原始化學成分。此段敘述了為使用這類材料需要進行的步驟。簡單地說，你應將這類材料的理化性能與ASME允許使用的材料進行比較，如果一致，即可對其認可。此認可步驟可以由ASME持證廠家或材料制造廠完成。UG-10(b) 可按生產批號識別、但不能按可按生產批號識別、但不能按UG-10(a)認可的材料認可的材料UG-10(b)允許使用VIII-1卷中沒有列入、雖可識別但不能追蹤到材料制造廠原始化學成分的材料。與UG-10(a)一樣，此段也敘述了為使

18、用這類材料需要進行的步驟。不過，在此種情況下，你必須對每一爐號都進行理化性能試驗，并將試驗結果與ASME允許的技術條件相比較。如果相符，你可認定此材料符合Section II的相應材料技術條件。此認可步驟只能由ASME持證廠家完成。.UG-10(c) UG-10(c) 未完全識別的材料未完全識別的材料 UG-10(c)允許使用VIII-1卷中沒有列入、不能識別、也不能追蹤到材料制造廠原始化學成分的材料。此段敘述了為使用這類材料需要進行的步驟，與UG-10(b)相似，但你必須逐件進行試驗。此段只能由ASME持證廠家運用。UG-15 技術條件的材料形式技術條件的材料形式 如果材料以一種材料形式列入

19、Subsection C, UG-15允許使用Section II中的同種材料的另一種材料形式。 例一SA-182-317L符合SA-240-317L級別材料的要求，并且在Subsection C中列有SA-182的材料形式，因此，SA-182-317L可以用于受壓材料，盡管Subsection C中沒有列入此材料。（注：此材料現(xiàn)已列入Subsection C）。例二（摘自HSB Pressure Points, September 1999）問：我們正在為一個要求使用SA-240 UNS32950雙相不銹鋼的項目報價，我們發(fā)現(xiàn)此合金并沒有列入Table UHA-23中SA-240板材里，但在

20、Pipe和Tube材料形式（SA-789和SA-790）里卻列有相同的合金，此材料是否可以用于VIII-1容器的建造？ .答：可以。通過運用UG-15，可以使用此材料。此條款提到的情況是，規(guī)范以一種或幾種材料形式（如：管子、鍛件）列入了某一合金，但未列入相同合金的其它材料形式，如板材、棒料，只要此板材和棒料技術條件列入了VIII-1卷的Subsection C，含蓋了相同級別的其它材料形式，則可以使用此相同級別的其它材料的許用應力。當然，有必要去核實材料的理化性能、熱處理、等等，符合相應技術條件的要求。另外，對于焊接管材，許用應力應作必要的調整。UG-7 鑄鐵材料鑄鐵材料 UG-7規(guī)定，鑄鐵材

21、料的許用應力應乘于UG-24給出的質量系數。UG-24對除Part UCI外的鑄鐵材料規(guī)定了質量系數 UG-9 焊材焊材 UG-9要求用于生產的焊材應符合Section VIII-1、Section IX、和相應的WPS。 符合Section II Part C技術條件的焊材，如果材料標記符合技術條件的規(guī)定，可按標記驗收；非規(guī)范焊材，如果標記符合WPS上的規(guī)定，也可按標記驗收。 UG-11 預制或預成形的受壓件預制或預成形的受壓件 UG-11提到，一些受壓件的制造可以不提供制造廠部件數據報告，這些受壓件包括： 鑄造、鍛、軋制或模鍛的標準受壓件 管件、法蘭、等。 鑄造、鍛、軋制或模鍛的非標準受壓

22、件 殼體、封頭、可拆除封門、等。 除容器殼體、封頭外，焊制受壓件 焊制標準管件、焊制封帽、等。 .這些部件不是按ASME/ANSI標準（如那些列入UG-44中的標準），就是按制造廠標準制造，這些標準對標在部件上或在制造廠樣本中說明的壓力-溫度等級作出了規(guī)定。 焊制受壓標準件焊制受壓標準件 UG-11允許使用除殼體或封頭外的其它焊制標準受壓件，并引述到UG-44以及制造廠標準。此只制造廠標準必須： 符合UW-26到UW-40，或ASTM A-234的要求。對于ANSI標準件也是如此。提供質量證明，如果不能作標記的話。 RT和任何熱處理可以由標準件廠進行，但必須隨件提供證明。 UG-44 ASME

23、/ANSI標準標準 UG-44列出了可用于VIII-1卷的ASME/ANSI標準，這些標準的版本號見Table U-3。材料類型材料類型 在Subsection C中有關材料的條款通常是UXX-5至UXX-15。在Subsection C中有以下材料類型： UCS-碳鋼 UCI-鑄鐵 UHT-熱處理鋼 UNF-有色金屬UCL-復合材料ULW-多層容器 . UHA-高合金 UDC-球墨鑄鐵 ULT-低溫材料 碳鋼和低合金鋼碳鋼和低合金鋼 Subsection C中Part UCS是關于碳鋼和低合金鋼材料。有關一般要求的條款有： UCS-6 板材 UCS-7 鍛件UCS-8 鑄件UCS-9 管材U

24、CS-10 螺栓UCS-11 螺母/墊圈UCS-12 棒料和型材 UCS-5 一般要求一般要求 UCS-5是關于碳鋼和低合金鋼的一般要求，重復UG-4(a)的要求，提到Table UCS-23。此條規(guī)定，如材料的含碳量超過0.35%，不允許焊接或氣割。 UCS-6 板材板材 UCS-6討論碳鋼和低合金鋼，對使用SA-36和SA-283材料制造受壓部件規(guī)定了以下幾條限制： 不能用于有毒介質； 不能用于非受火蒸汽鍋爐； .對于殼體、封頭或管接頭，允許對承力焊縫施焊的最大厚度為5/8”（）。Section IISection II中的技術條件類型中的技術條件類型 Section II中技術條件基本上

25、可分為以下三種類型： 材料技術條件，如SA-285； 通用技術條件，如SA-20； 試驗技術條件，如SA-370； .Section II中的技術條件的構成基本一致，以SA-285為例： 范圍敘述一般性要求有關文件 引述ASTM A-20（SA-20） 一般要求和采購依據敘述采購協(xié)議和引述ASTM A-20 化學成分 Table 1給出各級別的化學成分 機械性能 給出抗拉、屈服和延伸率要求 補充要求補充要求 由于材料的使用環(huán)境要求，采購方有必要規(guī)定補充要求。這些補充要求可以在技術條件中找到，也可以在通用技術條件中找到。這些補充要求不是強制性的，僅是在采購方認為有必要時才使用。SA-285中提到

26、補充要求的條款是，寫道：“除本技術條件中的基本要求外，當要求對試驗或檢驗進行附加控制以滿足最終使用要求時，可以使用附加要求。采購方可查閱技術條件中所列的附加要求，也可查閱A-20/A-20M中詳細規(guī)定” 通用技術條件通用技術條件 Section II中的通用技術條件有： PipeSA-530 .TubeSA-450 不銹鋼板 SA-480 碳鋼、低合金鋼板SA-20 結構鋼板、型鋼SA-6 SA-450中的標記要求中的標記要求 SA-450是Tube的通用技術條件，對Tube的標記有以下規(guī)定：制造廠名稱或商標； 技術條件號和級別； 如果技術條件中的某項試驗將由采購方完成，X、Y或Z字母應標在技

27、術條件號后面。 此標記必須采用噴印方式，除非Tube的直徑小于1-1/4”（32），則可以使用標簽。材料的試驗和檢驗材料的試驗和檢驗 基本材料技術條件提出材料的試驗和檢驗項目和要求，對于機械性能試驗將要求查閱SA-370、化學成分試驗查閱E-30，同時還要查閱相應的通用技術條件。試驗結果必須按技術條件的要求進行記錄。Section IISection II要求的試驗類型要求的試驗類型 .Section II要求進行的試驗有： 化學成分 所有材料機械性能 所有材料水壓試驗 管子類材料超聲波調質鋼渦流管子類和鑄件 Section II要求的機械性能試驗要求的機械性能試驗 Section II要求的

28、機械性能試驗有： 抗拉、屈服除個別碳鋼外，所有材料 硬度鍛件、管子和棒材 彎曲管子或棒材 壓扁管子類材料 導向彎曲填充金屬、焊制產品 Charpy沖擊碳鋼、低合金鋼填充金屬SA-20概述概述 SA-20是碳鋼低合金鋼的通用技術條件，其構成如下： 范圍敘述運用SA-20的材料技術條件相關文件給出用于試驗的引用文件，如SA-370.術語對鋼材制造的術語給出定義 采購依據 說明在采購訂單里應說明的項目制造 說明要求使用的熔煉方法熱處理 說明所要求的熱處理，如正火化學分析 說明化學分析如何進行及其要求金相組織說明晶粒度和確定晶粒度的試驗方法質量說明表面、邊緣的驗收要求，焊接返修要求試驗方法說明要求使用

29、的試驗方法抗拉試驗說明抗拉試驗的數量和位置缺口韌性引用SA-370，說明標在材料上的字母標記材料標記說明鋼板標記的部位和方法尺寸和重量給出重量要求、尺寸要求檢驗和試驗說明與采購方檢驗人員的接口復驗引用SA-370，同時也給出了一些例外情況重復熱處理如果要求復驗，給出了重復熱處理的要求拒收略包裝包裝、標記和裝運的一般要求與材料技術條件一樣，SA-20也包含有附加要求，是否采用這些附加要求通常由規(guī)范或用戶提出，沖擊試驗就是一個例子。 .標記要求標記要求 SA-20對碳鋼低合金鋼的標記作了強制規(guī)定，包括： - 制造廠名稱或商標；- 爐、批號； 技術條件號、材料級別或類別； 這些標記必須用鋼印打在材料

30、上，除非： - 板厚在1/4”以下； 采購方規(guī)定噴印。 SA-178/SA-209中關于標記的要求中關于標記的要求 除通用技術條件外，材料技術條件也對材料標記提出特殊要求。例如，Tube技術條件SA-178要求將“ERW”標在每一根Tube上。如果是用人工做標記，要求將此標記標在距離端部8”（203）處。又例如，Tube技術條件SA-209要求標記除要符合SA-450外，還應在Tube上標出“Hot-finished”或“Cold-drawn”。 UG-94中關于授權檢驗師（中關于授權檢驗師（AI） AI應對所有的材料進行檢查，核實材料上是否具有相關技術條件規(guī)定的識別標記。 .SA-370概述

31、概述 SA-370是關于鋼材機械性能試驗方法的技術條件，內容概括如下：范圍對本技術條件含蓋的拉伸、彎曲、硬度和沖擊等具體要求給出了索引.相關文件 列出引用的ASTM標準，如，E-23金屬材料的缺口式樣沖擊試驗。 注意事項說明一些必須知道的事項，如果處理不適當，可能會得到錯誤的 結果。 取樣方向說明縱向、環(huán)向式樣的制取。 說明拉伸試驗的定義式樣參數說明不同產品，如鍛件、鑄件、等，其式樣的參數，包括拉伸式 樣的尺寸和公差。板材式樣板材式樣的拉伸試驗。薄板式樣薄板式樣的拉伸試驗。圓形式樣機加工原形式樣的拉伸試驗。標距延伸率測定標距點的位置。試驗設備和操作加載程序及按ASTM E4進行鑒定，試驗速度。

32、定義拉伸試驗定義見ASTM E-6，抗拉性能確定說明確定屈服點、和其它抗拉性能的方法。說明彎曲試驗式樣Charpy沖擊式樣的尺寸、缺口的方位。 試驗設備和條件說明試驗機和溫度測量儀的一般特性和鑒定要求。 試驗結果沖擊試驗結果的記錄和解釋。 驗收標準確定試件強度要求的驗收標準。 補充要求對不同材料提供特殊的補充要求。 .Section II, Part C Section II, Part C是焊接材料的技術條件卷冊，及其它技術條件均規(guī)定了關于焊材標記的要求，內容如下：包裝上- AWS技術條件號和分類- 制造廠名和牌號- 標準尺寸和凈重- 批號、控號、或爐號焊條上- 焊條上距離夾持端1-1/2”

33、范圍內應標有AWS分類代碼 UG-9 焊接材料焊接材料 UG-9允許使用未列入規(guī)范的焊接材料。材料試驗報告（MTR）可以不要，但必須滿足：.焊材包裝的標記符合Section II的要求；或包裝上的標記可追蹤到用于焊接工藝評定的焊材。 Section II, Part C推薦的焊材保存要求推薦的焊材保存要求 .(1)由于焊材在制造方面存在著不同，因此，對于這些焊條的具體烘干要求應根據焊 條廠商的推薦。 (2)從制造廠的包裝里取出之后。其它試驗其它試驗 在某些情況下，VIII-1卷要求在Section II的基礎上再附加一些材料試驗項目，如： UCS-85 UNF-95 UHA-52 UHT-6

34、UHT-81 附加試驗附加試驗 由于使用或設計條件，VIII-1卷要求的附加試驗有： Charpy沖擊試驗：- 用于低溫條件下的碳鋼、低合金鋼；- 熱處理過的鐵素體鋼； WPS評定（如有要求的話）。 落錘試驗： 由于低溫的熱處理鐵素體鋼 .RT、PT或MT： 焊縫、堆焊和鑄件。 UT 厚壁鑄件、及某些焊縫。 結合面剪切、結合面拉伸試驗： 整體復合鋼板。 其它有關材料的條款其它有關材料的條款 在處理規(guī)范材料問題時，必須查閱VIII-1的所有部分，其它關于材料的條目有： UG-84 UCS-66 UHA-51 .碳鋼、低合金鋼碳鋼、低合金鋼 背景背景 VIII-1卷在87A之前對于碳鋼、低合金鋼用

35、于設計溫度在-20F（-29C）以上的容器可不做沖擊試驗。 盡管運行記錄表明按規(guī)范建造的容器是非常安全的，但脆性破壞越來越引起重視。曾經發(fā)生過的少數脆性破壞大都發(fā)生在水壓試驗過程中。 現(xiàn)有的缺口韌性法則是以線性彈性斷裂力學（LEFM）理論為基礎，并根據材料的試驗結果建立的，同時，也廣泛考慮了好的經驗、以及壓力容器工業(yè)里脆性破壞的低發(fā)生率。 .沖擊性能沖擊性能 材料的缺口韌性與以下因素有關：材料的缺口韌性與以下因素有關： 溫度厚度應力 UG-20（b）最低金屬設計壁溫（MDMT） - 容器運行過程中的最低溫度。 MDMT 必須與相應的MAWP一起標在容器的銘牌上。 沖擊試驗法則的主要特點是，使用

36、一組沖擊試驗免除曲線，該曲線按MDMT對應于元件的厚度將常用的鋼材分成了四個組。 沖擊免除曲線是依據鋼材的韌性在一定的溫度區(qū)域內呈現(xiàn)急劇變化這一特性建立的。 對于給定的材料，如果MDMT在曲線上或在曲線的上方，則用沖擊試驗來證實材料的韌性是沒有必要的。沖擊試驗沖擊試驗 如果要求進行沖擊試驗，UG-84規(guī)定了應該使用的程序。應該假設要求進行沖擊試驗，除非在Subsection A或C中找到了可以免除的依據。UG-84接著提到，試驗的程序和設備應符合SA-370的要求。 .沖擊式樣沖擊式樣 小截面式樣的厚度見UG-84(c)圖UG-84沖擊式樣（Charpy試驗） UG-84(c)(4)(b) C

37、harpy沖擊試驗沖擊試驗 UG-84(c)(4)(b)規(guī)定，對于抗拉強度大于或等于95,000 PSI的Table UCS-23的材料，以及Table UHA-23的材料，其相應的最小側向膨脹量應按UHT-6。.側向膨脹量側向膨脹量 圖圖UG-84.1 .Table UG-84.2 小尺寸式樣 _厚 度 溫 度 降 低 值 in. F._0.394 (全尺寸)00.35400.31500.295 (3/4 尺寸)50.27680.262 (2/3 尺寸)100.236150.197 (1/2 尺寸)200.158300.131 (1/3 尺寸)350.118400.099 (1/4 尺寸)5

38、0_ 允許用線性插值法求得中間值。 .Table UG-84.3 材料類型技術條件號板材 Part UCS和UHTSA-20, S5 Part UHASA-480PipeSA-333TubeSA-334鍛件SA-350鑄件SA-352螺栓SA-320管件SA-420Table UG-84.4 最小規(guī)定屈服強度（ksi）溫度差（注1） 4010 555 550注：沖擊試驗溫度可以高于最低金屬設計壁溫的溫度數值見此表。 .沖擊試驗要求沖擊試驗要求對于碳鋼低合金鋼材料，應首先假定要做沖擊試驗，然后再來確定是否可以免除。 UG-20(f) 免除沖擊條款免除沖擊條款如果滿足以下條件，P-1Group 1

39、或2的材料的沖擊試驗可以免除。 材料的控制厚度： 1/2” (12.7) 對于Fig. UCS-66曲線A的材料； 1” (25.4) 對于Fig. UCS-66曲線B、C或D的材料。 整臺容器按UG-99(b)、(c)或(k)進行水壓試驗。 設計溫度不低與-20F（-29C），不高于650F（343C）。由于季節(jié)性溫度變化引起的操作溫度偶然低于-20F（-29C）是允許的。 熱、沖擊或循環(huán)載荷不是設計的關鍵因素。（見UG-22）.UCS-66材料材料除非另有條款給予免除，對于最低設計金屬壁溫和厚度的交點落于代表材料的曲線下方，必須進行沖擊試驗。如果溫度-厚度的交點落于曲線上或上方，對母材可不

40、必做沖擊試驗。 殼體、管接頭、人孔接管、開孔補強板、法蘭、管板、平封頭板、焊縫襯墊、與容器構成結構整體并與受壓件相焊的裝接件，都應分別判斷是否要進行沖擊試驗。 Fig. UCS-66根據材料的牌號，如果最低金屬設計壁溫和厚度的交點落于Fig. UCS-66相應曲線的上方，可免做沖擊試驗。圖中使用的厚度按UCS-66(a)(13)的定義來確定。 UCS-66(a)UCS-66(a)定義的厚度有以下4種類型： - 鑄件；- 除鑄件外，其它用對接焊縫連接的材料；- 除鑄件外，其它用角接焊縫連接的材料；- 除鑄件外，其它非焊接件，如，螺栓連接的平封蓋。 .UCS-66(a)不管什么材料，對于以下情況，

41、必須進行沖擊試驗： - 如果焊縫處的控制厚度大于4 in（100），并且MDMT120F（48C），必須進行沖擊試驗；- 控制厚度超過6 in（152），用螺栓連接的元件，如果MDMT120F（48C）必須進行沖擊試驗。 UCS-66(b), 降低溫度降低溫度UCS-66(b)允許使用Fig. UCS-66.1進一步降低由Fig. UCS-66確定的最低金屬設計壁溫。 另外，UCS-66(b)還對使用Fig. UCS-66.1提出了2條限制： - 最低金屬設計壁溫不能低于-55F（-48C），除非實際拉應力與許用應力的比值小于0.35，在這種情況下，可不進行沖擊試驗，且-55F（-48C）的限

42、制不適用； - 所有的材料在-55F（-48C）以下均應做沖擊試驗，除非實際應力與許用應力的比值小于0.35，在此情況下，溫度不低于-155F（-103C）可不做沖擊試驗。 UCS-66(b)(1)(b)允許將Fig. UCS-66.1和Fig. UCS-66.2用于承受非一次薄膜應力的元件，如平封頭、管板、法蘭等。 按UCS-66(b)(1)(c)，對于用焊接連接的法蘭，其MDMT可按與其相連的管頸或殼體確定的溫度降低值一樣予以降低。.UCS-66(c)，免除，免除UCS-66(c)規(guī)定，ASME/ANSI B16.5和B16.47鐵素體鋼法蘭、以及SA-216 GR WCB制成的對開式活套

43、法蘭用于設計金屬溫度等于或高于-20F（-29C）時，可不必進行沖擊試驗。UCS-66(d)，免除，免除UCS-66(d)允許對厚度小于0.10 in（2.5）的材料免除沖擊試驗。對于材料為P-No. 1的小直徑管子（NPS 4或以下），當厚度不超過對應于規(guī)定最小屈服強度值的以下厚度值時，可免做沖擊試驗： 規(guī)定最小屈服強度 ksi最大厚度 in. (mm) 20350.237 (6)36450.125 (3.2)46和更高0.100 (2.54)UCS-66(e)UCS-66(e)規(guī)定，對于厚度小于1/4”（6 mm）的板材，材料技術條件要求的制造廠標記不能使用鋼印，除非符合規(guī)定的條件可以例外

44、。 UCS-66(f)除非按Fig. UCS-66可以免除，規(guī)定最小屈服強度值大于65 ksi的材料必須進行沖擊試驗。.UCS-66(g)按材料技術條件由材料制造廠做過沖擊試驗的材料，只要MDMT不低于材料技術條件規(guī)定的溫度、或低于材料技術條件規(guī)定的溫度不超過5F（3C），容器或部件制造廠不必再進行沖擊試驗。UCS-66(h)保留在焊縫上的襯墊和其它規(guī)范材料一樣，必須判斷是否要求進行沖擊試驗。對于襯墊屬于曲線A的材料，如厚度不超過1/4”（6 mm）、且MDMT-20F，可免做沖擊試驗。 UCS-66(i)對于做過沖擊試驗的材料，如果Fig. UCS-66.1定義的比值小于1.0，最低金屬設計

45、壁溫低于沖擊試驗溫度的數值不得超過Fig. UCS-66.1規(guī)定的允許降低溫度值，而且，決不允許低于-155F（-104C）。和還可以用于承受非一次薄膜應力的元件，如平封頭、管板、法蘭等。對于用焊接連接的法蘭，其MDMT不可低于與其相連的管頸或殼體的沖擊溫度減去確定的允許溫度降低值。 UCS-160UCS-160為操作溫度低于銘牌MDMT的容器提供指導。由于UG-116的修改，在MDMT下的壓力必須等于MAWP，這樣可能造成許多容器的MDMT比原來的更高，本條有助于為那些隨著溫度降低（如在開啟/關閉的自冷階段）而壓力和總體一次薄膜應力也隨之降低的容器，確定安全的操作壓力和溫度。 .沖擊試驗的控

46、制厚度沖擊試驗的控制厚度Fig. UCS-66使用的厚度是按UCS-66(a)(13)的定義確定的。 UCS-66(a)(1) 焊接件焊接件(a) 對接接頭 最厚接頭處的公稱厚度；(b) 角接接頭 兩被連接件中較薄件的厚度；(c) 平封頭、管板 兩被連接件中較薄件的厚度、或t/4，取較小值。 如果焊接件的控制厚度超過4”（101 mm）、且其MDMT6”（152 mm）、且MDMT120F（49C），必須進行沖擊試驗。 UCS-66(a)(4)非焊接的成形封頭見Fig. 1-6 sketch (c)的控制厚度為法蘭的厚度除4（t/4）、或封頭成形處的厚度，取較大值。 .UCS-67 焊接工藝的

47、沖擊試驗焊接工藝的沖擊試驗焊接工藝規(guī)程試驗。 UCS-67(a) 有填充金屬的焊縫，凡屬下列情況之一，焊縫金屬必須按UG-84做沖擊試驗： 任何一邊母材要做沖擊試驗； - 焊接按技術條件進行過沖擊試驗的材料（Table UG-84.3）、或曲線C或D的母材，且當-55FMDMT-20F（-48CMDMT-29C）時；（除非焊材已按相應的SFA技術條件在不高于MDMT的溫度下進行過沖擊試驗并按此分類。） 焊接按技術條件進行過沖擊試驗的材料UCS-66(g)，當MDMT1/2”（13 mm），無論MDMT為多少；或(2) 焊縫處的厚度5/16”（8 mm），且當MDMT1/2”（13mm），且MD

48、MT70F（20C）；(3) 焊接按技術條件進行過沖擊試驗的材料UCS-66(g)，當MDMT-55F（-48C）時。UCS-67(d)按UG-84(i)進行的容器產品沖擊試驗屬下列情況之一可以免除： (1) 焊縫金屬連接的母材按UCS-66免除了沖擊試驗，且MDMT-20F（-29C）；(2) 屬于UCS-67(a)(2) 曲線C/D、或按技術條件進行過沖擊試驗的材料且-55FMDMT-20F（-48CMDMT-29C） 或(a)(3) 按技術條件進行過沖擊試驗的材料，當MDMT-55F（-48C） 定義的焊縫金屬；(3)HAZ所在母材按UCS-66免除了沖擊試驗，但當UCS-67(c)(3

49、) 按技術條件進行過沖擊試驗的材料，當MDMT5/8”） Type 1或2l C類無限制l D類無限制.RT的類型的類型l 100%l 抽檢l 無射線探傷要求要求要求RTUW-11(a)(1)規(guī)定，用于有毒介質的殼體和封頭，其上面的所有對接焊縫必須做RT檢查。 UW-11(a)(2)規(guī)定，除了容器的使用條件要求進行RT外，對接焊縫的厚度超過一定的尺寸時，也要求RT檢查，如Table UCS-57、還有UHA-57要求對所有Type 1接頭作RT檢查?？蛇x可選RT當規(guī)范沒有規(guī)定要作RT時，RT檢驗的程度由設計者選擇，并取決于所期望的焊縫系數和/或質量系數。見UW-11和12。.UW-12 焊縫系

50、數焊縫系數當規(guī)范沒有規(guī)定RT時，RT便成為設計的選項。設計者可以通過選擇附加的RT，以使用較高的焊縫系數。按UW-12，這一選項可以運用在整臺容器上，也可以運用在具體一部分焊縫上。 幾個定義： a) 應力乘數應力乘數：“E”是應力乘數，它可以是焊縫系數，也可以是質量系數。除UW-11(a)(5)外，應力乘數運用于接頭，而不是容器筒節(jié)。設計者可按每個接頭來使用應力乘數。b) 質量系數質量系數：對于不符合UW-11(a)(5)(b) RT抽檢的無縫部件，應使用應力乘數0.85。注意：焊制管必須符合此要求，也就是說，除了Section II Part D中已對許用應力運用了15%應力降低系數外，還要

51、運用質量系數0.85。焊縫增量焊縫增量：一個焊工在一臺容器上焊接的50 ft.（15 m）焊縫，如果是多臺一致的容器，此焊縫增量可以是一臺或多臺容器上的焊縫。焊縫增量的定義見UW-52，目的在于規(guī)定一張抽檢RT片子代表的焊縫長度，一張抽檢片子必須包括每一焊工焊接的焊縫。 UW-11(a) 100% RT以下焊縫必須按UW-51對其全長進行RT檢查： l 筒節(jié)或封頭上的所有A類和D類對接焊縫，當接頭或部件取UW-12(a)允許的焊縫系數進行設計時，應作全長RT檢查。. l 接管、及與容器相連的壓力腔殼體（Communicating Chamber）上的對接焊縫，當其超過NPS10或1-1/8 i

52、n.厚度時，應作全長RT檢查。l 與A類對接焊縫相交、或連接無縫筒體或封頭的B類或C類對接焊縫，至少應滿足按UW-52的RT抽檢要求。本條要求的RT抽檢不可用來滿足運用于其它焊縫增量的RT抽檢要求。符合此要求的容器應打上RT2鋼印。 注：要滿足打RT1鋼印的要求，上述焊縫須進行全長RT探傷。UW-11(b) RT抽檢抽檢如果筒體或封頭的設計使用UW-12(b)允許的焊縫系數時，其上的焊縫應按UW-52進行RT檢查。 RT抽檢是質量控制檢驗的一種手段，抽檢的范圍應包括： l 每50 ft（15 m）焊縫增量或不足此增量的焊縫長度抽檢6 in.（150 mm）長；l 每59 ft（15 m）焊縫增

53、量必須包括足夠數量的抽檢，以檢查每個焊工的工作質量；l RT抽檢的部位由AI選定；l 滿足其它條款而要求的RT不得用來滿足此條的抽檢要求；l UW-51(a)的要求同樣適合RT抽檢（RT-3）。.設計設計-一般要求一般要求UG-16(b)殼體和封頭成形后的允許最小厚度，不管是什么材料形式，去除腐蝕余量后應為1/16”（1.6 mm）。以下情況例外： 1） 對于板式換熱器的換熱板不適用。2） 對于殼-管式換熱器中的管子不適用。3） 非受火蒸汽鍋爐的殼體和封頭的去除腐蝕余量后的最小厚度為1/4”（3.2 mm）。用于壓縮空氣的殼體和封頭，如用UCS材料制成，去除腐蝕余量后，其最小厚度應為3/32”

54、（2.4 mm）。 UG-16(c)板材鋼廠負偏差為訂購厚度的6%，但最大不超過0.01”（0.3 mm）。.UG-16(d)管子負偏差：如果管子按公稱厚度訂購，除按UG-37和UG-40計算管接頭壁厚補強面積要求外，都應考慮到壁厚的制造負偏差。大多數情況下，管子的負偏差為12.5%。UG-16(e)腐蝕余量：用于計算公式中的尺寸不包括腐蝕余量。UG-23 最大許用應力最大許用應力UG-23(a)最大許用應力應從Section II Part D中的有關表里（如表1A或1B）查取，應在考慮承載條件下金屬預期保持的溫度下取值。 UG-23(b)最大許用縱向壓應力應取以下較小值：1） 最大許用拉應

55、力；2） 按UG-23(b)(2)確定的B值。 UG-23(c)由UG-22所列載荷同時作用產生的最大總體一次薄膜應力不超過Section II Part D中的最大許用應力值。對于產生彎曲應力的載荷，最大一次薄膜應力加上一次彎曲應力不超過Section II Part D中的最大許用應力的1.5倍。 .UG-23(d)地震或風載與UG-22所列的其它載荷組合作用下，總體一次薄膜應力不應超過UG-23(a)、(b)、(c)允許的最大許用應力值。 環(huán)向應力和縱向應力環(huán)向應力和縱向應力 對于無縫的薄壁圓形筒體，環(huán)向應力基本上是縱向應力的2倍。在大多數情況下，計算厚度時，UG-27中的環(huán)向應力公式起

56、確定作用，但也有少數情況，縱向應力起確定作用，如：非常高的立式容器在風載和地震載荷作用下、鞍座支撐的臥式長容器。 .應該注意，如果圓形筒體既有環(huán)縫、又有縱縫，UG-27縱向應力公式只有在環(huán)焊縫的焊縫系數小于時、或當附加載荷（UG-22）使得縱向彎曲或拉伸與內壓一起作用時，才起確定作用。 內壓下殼體厚度計算公式內壓下殼體厚度計算公式圓形筒體圓形筒體環(huán)向應力（縱向焊縫）環(huán)向應力（縱向焊縫） 用內徑表示 (t 或 P 0.385 SE)t = 或 P = UG-27(c)(1) 用外徑表示 (t 或 P 0.385SE)t = 或 P = 1-1(a)(1)2RPSEPR6 . 00.6tRSEt2

57、RPSEPRO4 . 0tRSEtO4 . 0縱向應力（環(huán)向焊縫）縱向應力（環(huán)向焊縫） 用內徑表示 (t 或 P 1.25SE) t = 或P = UG-27(c)(2)2RPSEPR4 . 02tRSEt4 . 02.用管子制成的筒體用管子制成的筒體 UG-31 UG-31允許用管子制造筒體，并可用UG-27給出的公式計算厚度。在訂購管子時，必須注意，管子材料有無縫和電阻焊管(ERW)兩種，如SA-53-b，它們的許用應力是不一樣的。 球體殼球體殼 用內徑表示t = 或 P = UG-27(d)用外徑表示t = 或 P = 1-1(a)(2) 符號符號 t 殼體的最小要求厚度(in.)P 設

58、計內壓(psi.)R 內徑(Ri)R 外徑S 最大許用應力(psi.)E 圓筒或球體殼的焊縫系數、孔橋系數，取較低值。 PSEPR2 . 02tRSEt2 . 02PSEPRO8 . 02tRSEtO8 . 02.流體靜壓頭對壓力容器設計的影響流體靜壓頭對壓力容器設計的影響 UG-22載荷 較高立式容器(塔器)、或低設計壓力的容器要考慮的因素。 如果流體靜壓頭僅在水壓試驗時存在，設計時可不必考慮流體靜壓頭，可以有以下選擇： 1) 在水平位置進行水壓試驗，以使靜水壓頭降為最低。2) 用氣壓試驗代替水壓試驗。3) 計算水壓試驗中靜壓頭引起的附加應力。水壓試驗壓力沒有上限，見UG-99(d)，但是，

59、如果容器發(fā)生明顯的永久變形，AI有權拒收容器。 靜壓頭引起的附加壓力： P(f) = H 式中：P(f) = 靜壓頭引起的附加壓力。H = 流體柱的高度。 = 流體密度。 .厚壁圓筒的計算公式厚壁圓筒的計算公式 Appendix 1 其它設計計算公式 如果t R/2 或 P 0.385SE，考慮環(huán)向應力(縱向焊縫)，見1-2，當“P”已知，求t時： t = 212121) 1() 1(ZZRZRO式中：Z = 如果“t”已知，計算P： t = 式中：Z = PSEPSE)11(ZZSE222)()()(tRRRRRtROOO.半球形封頭橢圓封頭碟形封頭錐殼折邊錐殼平封頭球凸形封頭(螺栓連接封頭

60、)ASME規(guī)范條文規(guī)范條文 UG-32和附錄和附錄1-4，凹面受壓(受內壓)成形封頭和錐殼，即非螺栓連接成形封頭如：半球形封頭、橢圓形封頭、碟形封頭、錐殼和折邊錐殼。注意：注意：Code Case 2260給出了設計封頭的另一方法。UG-33，凸面受壓(受外壓)成形封頭。附錄附錄1-5，內壓下錐殼封頭和過渡段與圓形筒體連接處的補強計算。UG-34，無拉撐平封頭和平封蓋(圓形或非圓形、焊接、螺栓連接、螺紋連接等形式的平封蓋、盲法蘭等)。UG-35，其它類型的封蓋。如：附錄1-6，球凸形封頭；UG-35(b)，快開式封蓋。UG-47，拉撐面或有拉撐平封頭。 .典型封頭的主要尺寸（見典型封頭的主要尺寸（見F