关于用ASME规范进行U和U2压力容器设计的几点看法

4 6 压力 零 罂， 设计 大化科技 f S f 1 E 妃乞 亿z 兹 苦 1 9 9 5年 关于用A S ME规范进行U和U 2 6 一 压力容器 计的几点看法 巡塑 兰 ( 大化公 司杭收厂) 弓 A_ 耍 甘 s M E 蠢 t t _ T 膏 的 舟 鼻 井 竹 甘 用 s M E 摹 _ 摹 一 分 量 毒 打 u 量 计 囊 用 A S ME摹一摹=舟曩进行 Um t t 计的主蔓医曩矗行了一蔓的l 匕 麓 1 前 言 臂理提出了 要求I 不但对制造厂的责任散了 一 我 国 塑 曼 力 宴 器 ! ! 厂取得了 A S ME授权证书和钢印 我厂就是 册息刚 u 一 2规定 用户或代 要 压 其 中之一AS ME是美国机械 工程师协会的 力容 嚣 的设 计 要 求 。即 C u 3 o a f _啪一 代号( 下同) t A S ME规范是世界唯一的一部t i o n 。 而 u， 设计时， 用户或代理人提出的压 封 闭墨成套标准 ， 它 蛊威 体采， 无需旁 求 力容器设计要求较 u要详细 ，T-Su设计 AS ME规范锅炉和压 力容器部分 已有六十 区鄹 ，英文 用 U暑 e r ， D e s i g n S p e c l f i c a t i o n表 年 的历史 t 经过不 断惨定 故 内窖 完整 、 技术 示 。且要 遵 守 AS ME第 卷第 二 册 AG3 0 1 先遗可掌， 是世界上影响最大、 应用范匿最广 。 用户的责任一 中的规定 在甩户设计条件中 逆 的 一 部 全 世 界 公 认 的 权 威 性 规 范 ， 而 应 包括详 细的 璜定设计 篆僻 。 容 器的 支簟方 AS ME许 可 证 是世界上 大 多数 目家 都 信 认 法 。 以便进行应 力分析 ， 还应规 定腐蚀搭虞并 的具有权威性的锅炉和压力窖嚣设计、 制造 确认介质是否古有致死的液体或气体。 量重 许可证 事实上也是产品出口的通行证 我厂 要的是此文件必须经过R P E ( 注嚣的专业工 AS ME证 ( u 和 Ut 证 ) 的取 得 标 志着 压 力 程师) 认可 。 容嚣设计 、 制 造和管理 都上 了一个新 台阶 ， 井 由此可见 ， AS ME规范 是融技术 与臂理 创造出可观的经济和社会效益， 承揽了公司 为一体 将用户和耐造厂有机地结合起来的 3 0万吨合成氨系统的 4 0 多台设备的制造任 一部完善的综合性的规范。 ： 兰 制 造 参 与 3 U和U 。 的 设 计 方 法 、 理 论 依 国 际 市 场 竞 争 奠 定 了 坚 实 的 基 础 和适 一 、 2 AS ME 规范的特 点和组成 U的设计是利用A S M E ,范第 卷第 AS ME 规 范 与 我 国 GB 1 5 0 - -8 9 和 一册进行设计 ， 属于常规设计的范畴 它的失 GBI 5 l 一 8 9以及 其 它 中 国标 准 相 比在 技 术 效理论 是最大 主应力破坏 理论 其设 计压 力 要 求上有 许 多不 同之 处 但是最大 的也是最P2 1 MP a ( 见一 1 u一 1 ) 而 Ut 的设计是 基本 的不 同 点就 在 于 AS ME规范 不 是一 十 利用 AS ME规范第 卷另一 分册进行设计 单纯 的技术规范 它不但对 材料、 设计 、 制造 、 即用应 力分 折的方法进行 设计 的 u 的失效 检 验 提出 了 详尽 的 严 格 要 求 同 时 也对 质 量 理 论 是 最 大 剪 应力 理论 其 适 用 范匿 对 压力 _ ， ， 维普资讯 第 2期 大化科技 没 有 任何限制 但并 不是 适用于所 有的 结构 形式 。( 详 见一2 AGl 1 0 ) 。 在常规设计 的规 范中， 像壁厚计算 、 开孔 补强、 管板、 法兰 、 膨胀节 等 系列计算 公式 也是 建立 在相 应 的结 构 应 力分 析 的基 础 上 的 ， 只不过各 设计变 量以参效 的形式 出现 在 公式 中 ， 一般来 说 ， 所 采 用的方 法 比较 简 单， 载荷也是静态的 ， 因此 ， 其安全系数取得 比较 保守 ( n =4 ) 。而分析设计则根据应 力发生的 原因、 性质及导致容器破坏所起的不同作用 加以分类 ， 要求有精确的有限元分析的数值 计算， 然后采用不同的许用应力值加以控制， 在应 力评 定中引入了。 应力强度 的概念及最 大剪应办强度准剧来代替常规设计中以最大 主 应 力为设计 依据 的强度准 则， 这 样就 降低 了安全 系数( n =3 ， 从而充分 发挥 了材料性 能， 确保 容器在各应力作用下都能可靠地运 行。需 要指 出的是 ， 由于 Ut 的分析设 计法 中 的安全 系数较低 ， 许用应 力较 高 ， 因此 对 容 器及部件的选材、 制造与检验等方面都提出 了较高的要求， 这显然是必要的 4 U 和 U 的设计在选择材 料和 设 备检验方面的区别 U 设 计所 采 用的 材料 限制 在规 范所 允 许的范围之内， 允许 采用的钢材有 1 1 0 0多 种 。 并 要 有相应 的 材料试验报告或 台格证 。 可 以按三种探伤情况( 全部射线探伤 、 局部射线 探伤、 不探伤) 进行设计， 并允许在后两种情 况下许用应 力可相 应降低 l 5 ， 1 3 。对材 料冲 击试验的要 求 ， 多数情 况 只在 低温 下才 要求 。 而在 U。 设 计时 ， 由于采 用应 力分析 法 进行设计 ， 对材 料选 择要求延性 好 、 机 械性 能 稳定 的优质 材料 ， 并对 各缺 陷进 行严 格的 检 验 使用 的钢材严 格限 制在 AS ME规范 允许 的范 围内， 必须有 合格的强度 ， 较高的延伸率 和冲击性能 以及较 低的硫 、 磷 等杂质的 含量 ， 并有经确认的材料试验报告 。对需进行疲劳 分 折的容器 所 用 材料限 制在 As ME规范附 录 5中给出的疲 劳分析 曲线的柯料可允许 选用的钢材 6 0 0余种 按 AS ME第卷第二 册要求 一律 1 0 0 射线 探 伤 对材 料广 泛要 求做 冲击试验 。 另外 U 设计所 采用 的最 小标准水压 试 验压 力值是根 据所 使 用的安全 系数 I ：1 1 、 n 。 的 值规定的 。即 t Pt =1 I 5 P a 其中 ： P 最大 允许工作 压力 MP a I e ) I C w 3 容 器 试验温度 下的 应 力值 口 与容器设计 温度下的 应 力值 ( 口 的最 小 比值 ( 用 于 制 造 容器 材料 的 比 值 ) 。 而 对于 按应 力分 析 为基 础 的 U，设计 ， 由于采用了与 U设计不同的安全系数和设 计准 刚 ， 故在进 行水压 试验 时将 u 的 I 5倍 相应的 调节为 1 2 5倍， 即对 Ut设计的 水压 试验压力为 P=1 2 5 P I C e 3 其 中 ： p -设计压 力 MP a l C o 3 C o 3 与 U 设计相同。 除此之外， 并无原则性的区别。不管 U 或 U 对C o 3 a 均未提出任何限制。 以上是笔者在进行 U 和 Ut 设 计时的几 点看法， 仅供参考。 参考 文i 眭 1 ASM E、 Bo i l e r An d P Ve e l Co de Di i