ASME培训教程ASME规范第VIII-1卷--压力容器.ppt

ASME培训教程,ASME规范第VIII-1卷-压力容器,课程分类,VIII-1卷的构成材料设计制造无损检测压力试验、打钢印和出数据报告,VIII-1卷的构成,目标通过本课程的学习，你将了解到ASME锅炉压力容器规范的组成、以及第VIII-1卷的构成及其运用，基本掌握如何查阅第VIII-1卷的有关条文。课程概况ASME锅炉压力容器规范的组成第VIII-1卷的构成及其运用如何查阅规范条款,ASME锅炉压力容器规范的组成,2001ASME锅炉压力容器规范SECTIONSI动力锅炉II材料技术条件PartA-钢铁材料PartB-有色金属材料PartC-焊丝、焊条及填充金属PartD-材料性能IIISubsectionNCADivision1和Division2的总要求Division1SubsectionNB-1级部件SubsectionNC-2级部件SubsectionND-3级部件SubsectionNE-MC级部件SubsectionNF-设备支撑SubsectionNG-堆芯支撑结构件SubsectionNH-在高温工况下运行的1级部件Appendices,Division2混凝土反应堆容器和安全壳规范Division3核燃料废料、高辐射材料及废料的储存和运输包装安全要求IV加热锅炉V无损探伤VI加热锅炉的维护和运行推荐规范VII动力锅炉的维护指导规范VIII压力容器Division1Division2另一规则Division3建造高压容器的另一规则IX焊接和钎焊评定X玻璃钢压力容器XI核电厂设备在役检验规范,增补彩色页增补包含对规范的增订和修改，每年出版一次（第一次增补与新版本同时出版），并自动寄给相应的规范购买者。,解释ASME对规范技术方面的询问作出书面的解释，并将规范解释作为规范更新服务的一部分。规范解释不能作为规范或增补的一部分。,案例锅炉压力容器委员会定期召开会议，对所建议的增订和修改进行讨论，并形成案例以澄清现有规范的意图，或者，在紧急的情况下，对现有规范中没有提到的材料或建造方法作出规定。已经采纳的规范案例刊登在相应的规范案例卷中：1）锅炉压力容器；2）核设备。,第VIII-1卷的构成,前言SubsectionA:一般要求PartUG所有建造方法和所有材料的一般要求SubsectionB:有关压力容器制造方法的要求PartUW焊制容器PartUF锻制容器PartUB钎焊容器SubsectionC:有关材料类别的要求PartUCS碳钢和低合金钢容器PartUNF有色金属容器PartUHA高合金钢容器PartUCI铸铁容器PartUCL复合层材料容器PartUCD球墨铸铁容器PartUHT热处理材料容器PartULW多层容器PartULT低温材料容器,材料表附录1-31强制性附录。A-EE非强制性附录“建议性的好方法”,使用规范时，应查阅整个条款，包括所引述的其它条款。如果你找到了你想知道的而停止继续查阅，你可能会漏掉后面的有关要求。例如，UW-11包含好几个子条款，要全面理解必须全面查阅。,规范条款的使用方法,ASME材料,目标本课程结束后，你将了解到怎样确定允许使用的材料，怎样确定材料的特殊要求。另外，你还将了解一些材料技术条件及其运用。课程概况允许使用的材料和选用SectionII材料技术条件焊材冲击试验要求材料的返修材料的检验和标记,允许使用的材料和选用,在为VIII-1卷压力容器选用材料时，应查阅以下不同的资料：SubsectionA材料的一般要求ISubsectionB制造方法和特殊工况影响材料的选择SubsectionC针对特殊材料的要求材料表给出VIII-1卷允许使用的材料（UCS-23、UHS-23、UNF-23等）强制性附录SectionII材料的详细要求PartA-钢铁材料PartB-有色金属PartC-焊材PartD-材料性能有关规范案例金属学基础金属通常划分为钢铁材料（铁50%）和有色金属。含有一种以上元素的金属为合金。铁合金（SA-XXX）铸铁碳2%，非常脆，不易焊接，适合于制造复杂形状的部件。钢材碳12%），导磁，可通过热处理改善强度和硬度。铁素体不锈钢（如405、403）导磁，不可通过热处理来改善强度和硬度。奥氏体不锈钢（如200、300系列）不导磁，不可通过热处理来改善强度和硬度。奥氏体/铁素体双相不锈钢（329）高强度，比奥氏体不锈钢具有更好的耐腐蚀性。钢的热处理:ASME规范产品制造中会使用到两个临界温度：下临界温度（A1）=合金开始向奥氏体转变上临界温度（A3）=合金全部转变成奥氏体正火将钢加热到A3以上大约100F，然后在静止空气中冷却。目的是使钢的组织均匀，使硬度高于钢在退火状态的硬度。退火将钢加热到A3以上大约50F，然后随炉缓慢冷却。目的是细化晶粒，使材料软化。焊后热处理加热到A1以上的温度，目的是降低制造和焊接应力，降低热影响区的硬度淬火钢加热后的冷却速度对提高钢的硬度和强度非常重要，如SA-517这样的钢种，其强度主要靠淬火获得。,回火淬火后的钢非常脆，为增加韧性，将其加热到A1以下，然后冷却以得到所期望的高强度和良好韧性的综合性能。（参见：StructuralAnalysisandDesignofProcessEquipment,JawadFarr）有色金属主要用于强腐蚀、高温的环境。铝合金-不导磁、具有良好的可成型性、高的强度-重量比。铜合金-良好的耐腐蚀性和机械加工性能。镍合金-极好的耐腐蚀性和高温抗氧化性能。钛和锆合金-耐腐蚀性极强。有色金属合金的热处理退火将材料加热到一定的温度，然后缓慢冷却。目的是使材料软化，消除冷加工应力。正火将材料加热到稍高于退火温度，然后以比退火快的冷却速度冷却。固溶处理在足以使各合金元素可随机弥散的高温下进行的热处理。稳定化低温加热以稳定某种合金元素。温度处理对合金以一定的温度处理以产生一稳定的性能。（参见：StructuralAnalysisandDesignofProcessEquipment,JawadFarr）VIII-1卷的材料UG-4到UG-8、UG-10、UG-12到UG-14：受压件的材料必须是ASME规范SectionII中的材料，并限于那些在UG-23提到的材料。,例外:UG-4(b)：非受压件材料仅须具有可焊性即可。UG-9：焊接材料。UG-11(a)=0;fr1=Sn/Sv=15/13.8=1.091=6.0011(0.442)(1)+(2)(0.307)(0.442)(1)(1-1)A=2.657in2可供补强的面积A1=(壳体的富余厚度)取以下较大值=A1=1.851in2,或=0.651in2A2=(管接头的富余厚度)取以下较小值=A2=0.393in2h=2.5tn或2.5t，取较小值2.5tn=2.5(0.307)=0.768in.2.5t=2.5(0.750)=1.875in.=0.768in.1.5in.(OK)A3=(管接头内出头提供的补强面积)=in.2,A41=(外侧角焊缝)=Leg2fr2=0.37521=0.141in2A43=(内侧角焊缝)=Leg2fr2=(0.3750.125)21=0.063in2A1+A2+A3+A41+A43=ATotal=2.728in2A=2.657in2由于A4”（100mm），可用UT代替RT。ULW-57、ULT-57条款也有关于UT的要求。Appendix12Appendix12要求：人员资格参照SNT-TC-1A；经评定的书面规程，其中应包含验收标准；记录及其保存要求。,MT和PT要求,PT和MT的要求见以下条文：UW-42返修或堆焊UW-50气压试验前附录6MT附录8PT另外，UNF-58、UHA-34、UHT-57和85、ULW-56和57、ULT-57也有关于PT或MT的要求。例如，UHA-34要求所有的奥氏体铬镍不锈钢焊缝，不管是对接或是角焊缝，当容器的厚度超过3/4”（19mm）时，须用PT检查是否有裂纹；所有36%镍钢焊缝，无论厚度是多少，都必须用PT检查是否有裂纹。如有热处理，此表面检查须在热处理之后进行。所有裂纹都应去除。注意：附录6和8都没有要求按SNT-TC-1A对人员进行资格认可，只要求制造厂证明他们的能力和视力。要求有探伤规程。,NDE规程和人员资格要求,规范要求进行NDE概括起来有以下几个方面：特殊用途或设计要求对焊缝进行RT（UW-11、12等）；在气压试验前要求进行PT或MT（UW-50）；返修或堆焊要求进行PT或MT（UW-42）；压力试验时进行目视检查（UG-99）。由于材料而要求的NDE由于使用的材料可能要求对部件进行NDE，例如，UHA-21提到“当UHA-33要求对接焊缝进行100%RT时，A和B类接头（见UW-3）应采用表UW-12的TypeNo.(1)或(2)焊缝”。另一个例子是ULT-57，提到：所有对接焊缝除按UW-11(a)(7)外，均应进行100%RT检查。所有装接焊缝、及所有没有进行过RT或UT检查的受压焊缝，均应在水压试验之前或之后进行PT检查。由缺陷引起的显示为相关显示，任何超过1/16”（1.6mm）条状相关显示都应返修或去除。当ULT-99(b)要求气压试验时，在试验之前应进行PT检查。,第VIII-1卷NDE概要,压力试验、打钢印和出数据报告,目的本课程结束后你将了解到：压力试验的要求及其运用；怎样确定钢印要求及其运用；怎样在数据报告里说明压力容器、如何签署。课程概述压力试验的要求水压试验要求气压试验要求打钢印要求数据报告,压力试验要求,第VIII-1卷中运用两种压力试验来确定容器的结构完整性，它们是：水压试验和气压试验，目的是检查设计和制造是否存在总体上的缺陷。什么部件必须经过压力试验？所有完工的压力容器都必须进行水压试验或气压试验。PG-99是关于水压试验的要求；PG-100是关于气压试验的要求。,水压试验要求,水压试验温度UG-99(h)建议，水压试验期间金属的壁温应保持在高于最小设计金属壁温（MDMT）至少30F（17C）以上，以减少脆性破坏的风险。容器必须在试验介质温度与金属壁温基本一致时再加压。当温度超过120F（49C）时，不应对容器进行目视检查。,最小试验压力水压试验压力按以下公式确定：P=1.3(MAWP)(最低应力比值)式中：MAWP=最大许用工作压力；P=试验压力；应力比值=；Sa=许用应力值。,关于UG-99(b)的例子容器材料为SA-515GR.70，在900F下的MDMT为100pis，要求的试验压力为404psi。SA-515GR.70在650F以下Sa为17.5ksi，在900F时Sa为6.5ksi，所以：P=（100）（1.3）（17500/6500）P=404psi在用户和制造厂达成协议的情况下，UG-99(c)允许依据计算的压力确定水压试验压力。容器顶部的水压试验压力应为由MAWP乘于1,3减去静水压头计算出的最低试验压力。计算试验压力=（MAWP，新的和冷的状态）（1.3）-静水压头。此压力不得低于UG-99(b)确定的压力，不得材料使材料发生明显屈服。当使用计算试验压力，AI可要求制造厂提供所进行的计算。例外第VIII-1卷中给出了以下几种特殊情况，试验压力以另一种特殊方式确定：负压容器组合容器搪瓷容器铸铁容器负压容器负压容器的试验压力按公称大气压力（14.7PSIA）与最低设计绝对内压之差乘于1.3确定。,组合容器对组合容器的压力试验按以下方式进行：相邻压力腔相互独立工作的情况：-各腔按单独的压力容器分别试验。公共元件按压差设计，此压差大于相邻压力腔的MAWP，各压力腔应按以下试验压力进行试验：-压差（1.3）（应力比值）-还必须符合UG-99(b)或(c).公共元件按压差设计，此压差小于相邻压力腔的MAWP，各压力腔应按以下试验压力进行试验：-压差（1.3）（应力比值）各压力腔按UG-99(b)或(c)进行试验搪瓷容器，UG-100(b)搪瓷容器的气压试验压力应至少等于（没有必要超过）名牌上MAWP。铸铁容器铸铁容器的试验压力按以下确定：对于MAWP30psi：-2.5MAWP，但不得超过60psi。对于MAWP30psi：-2MAWP,气压试验要求,只有当容器的支撑设计不能承受液体的重量、或在容器内残余的水压试验介质会对容器的使用带来危害时，可以使用气压试验。环绕开孔的所有焊缝、或角焊缝腰高超过1/4”（6.4mm）所有装接焊缝都必须作PT或MT检查。气压试验压力气压试验压力用以下公式计算：P=1.1(MAWP)(最低应力比值)式中：MAWP=最大许用工作压力；P=试验压力；应力比值=；Sa=许用应力值。,气压试验程序气压试验应按照UG-100(d)的要求进行。UG-100(d)规定：容器应缓慢地加压到试验压力的1/2，然后，按试验压力的1/10左右为一级逐级升压直到试验压力。压力试验中对容器的检验在对容器所有接头进行目视检验之前，压力必须降到不低于水压试验压力的1/1.3倍；或气压试验压力的1/1.1倍。焊缝或永久密封垫接头均不允许有泄漏。不要在试验压力下进行检验！压力试验的见证对于所有要打“U”钢印的容器，除按UG-90(c)(2)建造的多台结构一致的容器外，压力试验均必须由AI见证。试验用压力表UG-102给出了关于压力表的要求：必须直接与容器相接；操作者应可看见；量程是试验压力的2倍左右，但不得小于试验压力的1.5倍，也不得超过试验压力的4倍；必须用活塞式压力计（Dead-weighttester）或检定过的精密压力表（CalibratedMastergage）对其进行检定；只要怀疑有误差，就应该进行检定，或按QC手册的规定。,打钢印的要求,UG-118打钢印的方法要求的钢印内容可以直接打在容器上，也可以打在铭牌上。如果钢印直接打在容器上，除非按UG-118(b)要求外，打上的字母和数字都必须至少有5/16”（8mm）高，且布局符合Fig.118。如果钢印打在铭牌上，则应符合以下要求：布局应符合Fig.UG-118；必须打上规范标志和制造厂序列号；字母和数字必须至少5/32”（4mm）高；铭牌必须装在醒目的位置；规范标志可在铭牌装在容器上之前打上，但此程序必须经AI认可。AI可以不见证在铭牌上打钢印，但他必须核实铭牌装在正确的容器上。钢制容器厚度小于1/4”（6mm）、或有色金属容器厚度小于1/2”（13mm）时，必须使用铭牌。检验类型第VIII-1卷有两种检验类型，一种是由AI进行；另一种是由用户检验师（Owner-UserInspector）进行。当检验是由用户检验师进行的，在“U”钢印的正上方应打出“User”字样。,制造类型制造类型，如焊接、钎接、等，必须在铭牌上“U”钢印的下方表示出来。制造类型的表示方法如下：电弧焊/气焊W钎焊B锻焊F电阻焊RES特殊用途如果容器是特殊用途的设计，必须在铭牌上“U”钢印的下方表示出来。特殊用途的符号如下：有毒介质L非受火蒸汽锅炉UB直接受火容器DFRT检验程度在铭牌上“U”钢印的下方必须表示出RT检验的程度和数量。符号如下：100%（Full）RT-1UW-11(a)(5)(b)RT-2抽检（Spot）RT-3部分满足UW-11(b)RT-4,焊后热处理焊后热处理的数量必须在铭牌“U”钢印下方表示出来，符号如下：整体HT局部PHT规范铭牌，UG-118铭牌的布局必须尽量符合下图：,Fig.UG-118,容器部件当制造厂只制造容器的部件时，“Part”字样必须打在“U”钢印的下方。UG-116(h)规定，铭牌上还必须在“