制造检验验收比较

关于关于 GB150 4 2011 与与 ASME 1 1 中所涉及的制造 检验和检测的比中所涉及的制造 检验和检测的比 较较 关于关于 GB150 2011 GB150 2011 规定了金属制压力容器 以下简称容器 的建造要求 本部 分规定了金属制压力容器 以下简称容器 材料 设计 制造 检验和验收的 通用标准 本标准适用的设计压力 1 钢制容器不大于 35MPa 2 其他金属材料制容器按相应引用标准确定 本标准使用的设计温度范围 1 设计温度范围 269 900 2 钢制容器不得超过按 GB150 2 2011 中列入材料的允许使用温度范 围 3 其他金属材料制容器按本部分相应引用标准中列入的材料允许使用 温度确定 GB150 2011 共分为四个部分 如下 GB150 1 2011 通用要求 GB150 2 2011 材料 GB150 3 2011 设计 GB150 4 2011 制造 检验和验收 关于关于 ASME ASME 是美国机械工程师协会的英文简称 美国机械工程师协会 ASME 的锅炉和压力容器规范历史悠久范围面广 对从事锅炉和压力容器 的技术人员有较大的参考价值 这套规范对锅炉 压力容器的材料生产厂 钢厂 设计部门 生产部门 检验监督部门都有参考价值 现分段介绍如下 第 卷 材料技术条件 共分 3 篇 A 篇钢铁材料 介绍了 ASME 采用的 ASMT 美国材料试验协会 的各种钢铁材料的技术要求 B 篇有色金属材料 情况与 A 篇相同 C 篇焊条 焊丝和焊接填充材料 其内容主要与美国焊接工 业协会 AWS 的技术要求相同 第 卷 核动力装置设备 共分 9 册 详细介绍了核电站的各种设备 包括 泵 阀 的技术要求 第 卷 无损检测 内容主要为锅炉 压力容器的无损检测方法和评定要求 其内容与美国材料试验协会 ASTM 的内容相同 第 卷 焊接与钎焊评定 这是保证焊接质量的重要步骤 它规定了焊工和 自动焊工的考核要求 焊接工艺的评定过程 是制造厂全面质量保证体系中的 重要环节 第 卷 压力容器 分两册 第一册为常规设计篇 即所谓的按规则的设计 要求 第二册是应力分析篇 即按分析设计的要求 这一卷规范中提出了压力 容器的选材 结构 强度计算 制造 检验和检测要求 实际上是一篇不可多 得的百科全书 ASME 规范实际上是一部建造安全规范 其已被几乎所有美国的州 加拿 大和墨西哥的省采纳为锅炉和压力容器安全法规 这就意味着所有在该地区使 用的 在 ASME 规范规定的范围内的锅炉和压力容器必须按 ASME 规范要求 进行设计 制造和检验 并且打上 ASME 钢印 这是强制要求 在 ASME 规范规定以外的 或不在北美地区使用的锅炉和压力容器并不强 制要求打 ASME 钢印 但有下列情况 1 用户要求 通常是为了降低保险费 2 使用地的锅炉和压力容器的政府检验机关有要求的 如澳大利亚和南 美一些国家 如果这些锅炉和压力容器是严格按照 ASME 规范要求进行设计 制造和 检验的 也可以打 ASME 钢印 在此 我们只将 GB150 4 2011 即 压力容器 制造 检验和验收与 ASME 1 即压力容器制造要求 进行分析和比较 找出其中的一些共同 点和不同点 以便我们在以后的工作和学习中不断地完善和修整 为未来的我 国压力容器的发展走向世界迈出更加坚实的一步 以下内容主要为 GB150 和 ASME 之间关于制造 检验和验收的一些差异 一 我们简单的了解一下 GB150 容规和 ASME 关于设计方面所作出的 规范 ASME 没有把 设计 作为独立的一方 规范中提及的 设计 是作为压力容器 建造方工作的一个环节 设计时容器制造厂工作内的一部分 而不是建造方以 外的另一方 GB150 和容规中明确地把 设计 作为独立于制造的一方 实行设计许可证 制度 规定了设计单位的职责 ASME 规范将国内历届的 设计职责 分为两个部分 1 把用户对压力容器产品的功能及其要求都列入 用户 的职责 即用户 或其代表对应提出压力容器的设计条件以及满足产品功能要求而必须提出的各 种附加要求 包括腐蚀裕量等 2 把强度计算书和施工图作为建造方接受用户条件后 由建造方完成 的职责 值得注意的是 在 ASME 的规范中取证企业要完成的规范主要有 1 按 ASME 规范要求 建立质量管理体系 编制质量管理手册 必须向 AI 和联检组提供英文版的质量管理手册 2 编制可操作的程序文件 3 设计示范产品 按 ASME 规范设计示范产品 提供英文的设计图纸和强度计算书 4 ASME 规范产品 按示范产品设计要求 采购符合 ASME II 卷的规范材料 对 ASME 规范材料的生产厂没有资格认证要求 不管是中国的还是其 他国家的生产厂 只要其按 ASME 规范生产 材料质量证书和标志符合规范要 求 均可以被接受 5 完成焊接工艺评定 PQR 焊接工艺规程 WPS 和焊工与焊接操作 工技能评定 WPQ 根据示范产品要求 按 ASME 规范 IX 卷完成相应的 PQR WPS 和 WPQ 焊接工作必须由本企业焊工完成 对焊工和焊接操作工的人数没有数量 要求 6 完成无损检测 NDE 人员的培训考核 必须按美国无损检测学会 SNT TC IA 标准要求 完成 III 级 NDE 人员 的培训考试 合格后由企业负责人颁发 III 级 NDE 人员资格证书 由企业 III 级 NDE 人员执行 I II 级 NDE 人员的培训 开始 并向合 格者颁发资格证书 7 完成示范产品的制造 设计制造示范产品的目的并不是要证明企业的能力而仅仅是为了验证 质量管理体系的实际执行因此 在完成示范产品的一条纵缝 一条环缝盒一条 角焊缝焊接后 即可提交联检 8 完成计量器具的检定 用于 ASME 取证的计量器具均必须按法规要求进行计量检定 其检 定证书必须符合规定要求 9 关于设备和人员要求 按 ASME 规范要求 焊接工组必须由企业自行承担 其他工序 如 封头压制 不包括拼缝焊接 筒体成型 憨厚热处理等均允许外协 在人员方面 由于质保 设计 焊接 无损检测等主管人员要在熟悉 ASME 规范的基础上 完成各自承担的工作 因此 要求上述人员能阅读 ASME 规范原文的有关章节 以满足工作和联检的要求 上述人员均不要求英 语的口语对话能力 二 在制造方面所作出的规范 在 GB150 4 2011 中 主要分为以下几个方面对我国的压力容器制造检 验和验收做了规定 1 范围 2 规范性引用文件 3 名词术语 4 总则 压力容器的制造检验和验收依据 5 材料复验 分割和标志移植 6 冷热加工成型与组装 7 焊接 8 热处理 9 试件与试样 10 无损检测 11 耐压试验和泄漏实验 12 多层容器 13 容器出厂要求 相应地 ASME section 1 中所做的压力容器制造检验和验收标准主要 作了如下规定 1 制造考虑 2 材料准备 3 材料检验 UG 93 4 材料的识别 UG 77 5 制造过程中材料的控制 6 成型加工的要求 6 1 成型 Section C 6 2 碳钢的成型 6 3 冷成型件 UCS 79 6 4 延伸率的计算 7 筒体的不圆度 UG 80 7 1 筒体在管接头处的不圆度 7 2 外压下筒体的不圆度 UG 80 b 8 加强板与管接头 9 对接接头 10 焊缝类别 Fig UW 3 11 焊缝对中要求 UW 33 11 1 不等厚截面的对接焊缝 11 2 焊缝结构 中心错边量 Fig UW 13 1 11 3 直边长度 11 4 管接头与较小壁厚的管子连接 UW 13 4 11 5 封头与筒体的连接 UE 13 1 12 焊接要求 12 1 焊缝坡口的清理 UW 32 12 2 管接头与壳体的焊缝 UW 16 12 3 管子与管板的焊接 UW 20 13 下料 装配和对中 14 焊接方法 UW 27 15 焊接工艺评定 16 制造厂在焊接工艺评定方面的责任 17 施压工艺孔 18 焊缝咬边 UW 34 19 焊缝余高 UW 35 20 焊缝外观 UHT 84 21 产品焊接的控制 22 在焊缝处或靠近处开孔 23 焊缝的检查 下面就通过 GB150 与 ASME 的详细比较进行进一步的了解 一 材料准备 检验和复验一 材料准备 检验和复验 GB150 2 2011 总则中主要提到 1 压力容器受压元件用钢应附有钢材生产单位的钢材质量证明书原件 容器制造单位应按质量证明书对刚才进行验收 如无钢材生产单位 的钢材质量证明书原件时 则应按 TSG R0004 固定式压力容器安 全技术监察规程 中的 2 1 的规定 对符合 TSG R0004 固定式压 力容器安全技术监察规程 中的 2 1 所规定的情况 压力容器制造 单位应对刚才进行复验 2 奥氏体型钢材的使用温度高于或等于 196 时 可免做冲击试验 低于 196 253 由设计文件规定冲击试验要求 3 对于低温低应力工况的钢材 其使用温度下限按 GB150 3 2011 附 录 E 的规定 4 根据设计文件要求 刚才可按 GB T4334 2008 进行晶间腐蚀试验 也可按有关标准进行应力腐蚀试验 点腐蚀试验 具体试验方法和 合格指标在设计文件中规定 GB 150 4 2011 中提到需对于以下材料进行复验 1 采购的第 类压力容器用 级锻件 2 不能确定质量证明书真实性或者对性能和化学成分有怀疑的主要受 压元件材料 3 用于制造主要受压元件的境外材料 4 用于制造主要受压元件的奥氏体型不锈钢开平板 5 设计文件要求进行复验的材料 注意 奥氏体不锈钢开平板应按批号复验力学性能 对于 1 2 3 5 要求复验 的情况 应按炉号复验化学成分 按批号复验力学性能 值得注意的是低温容 器焊条应按批进行药皮汗水量或熔敷金属扩散氢含量的复验 其检验方法按相 应的焊条标准或设计文件 ASME 第 卷 1 中规定对于要用于规范制造的材料 必须 1 核实材料是否可以用于制造 2 核实材料是否具有可追踪性 标记是否正确 3 正确下料及标记移植 对于需弯制成形的板材 应确保标记在外表 面 4 分割材料时 保持材料的标记 5 去除气割氧化边缘 6 开孔内缘倒角或倒圆 7 焊接表面清理 对于材料的检验 UG 93 规定的检验就时通常所说的 接收检验 即材 料在投入制造之前必须满足的要求 板材 必须具有符合材料技术条件的材料试验报告或质量证明书 其它材料 当材料技术条件规定在每件上要有标记时 每件材料必须标有 Specification No Grade Type 和 Class AI 必须审查材料试验报告或质量证明书 核实材料按材料技术条件和 QC 手册的要求进行了标记识别 制造厂必须在 AI 审查之前对材料进行了上述核 查 另外 制造厂还必须检查材料尺寸 并提供必要检查样板 二 材料的分割和标志移植二 材料的分割和标志移植 GB150 4 2011 中规定 材料分割可采用冷切割或热切割方法 当采用热切割方法分割材料时 应 清除表面熔渣和影响制造质量的表面层 对于材料的标志移植 GB150 规定 1 制造受压元件的材料应有可追溯的标志 在制造过程中 如原标志 被裁掉或材料分成几块时 制造单位应规定标志的表达方式 并在 材料分割前完成标志的移植 2 有耐腐蚀要求的不锈钢以及复合钢板 不得在耐腐蚀面采用硬印标 记 3 低温容器受压元件不得采用硬印标记 ASME 第 卷 1 中关于材料的识别 见 UG 77 UG 77 给出了材料被接收后的控制要求 包括 1 保持材料的识别标记 直到设备完工 2 可使用编码标记代替原始标记 此编码标记必须经 AI 的审查认可 3 可采用材料表或竣工图的方式记录所要求的标记 以保证在制造过程中 或容器完工后材料的可追踪性 4 材料分割前或机械加工前 应移植编码标记或原始标记 三 冷热加工成型与组装三 冷热加工成型与组装 3 1 成形成形 GB150 4 2011 中规定 1 制造单位应根据制造工艺确定加工余量 以确保受压元件成形后的 实际厚度不小于设计图样标注的最小成型厚度 2 采用经过正火 正火加回火或调质处理的钢材制造的受压元件 宜 采用冷成形或温成形 采用温成形时 须避开钢材的回火脆性温度 区 而 ASME 第 卷 1 中提到关于成形的规定是这样说的 成形加工的要求 成形操作不得引起材料的性能发生不良的变化 Subsection C 对成形给出了一些限制 包括 1 沿筒体纵缝不得有直边 2 必须满足 UG 80 或 81 的圆度要求 3 尺寸公差应符合设计的要求 4 成形后必须满足最小厚度要求 5 对接焊缝的对中要求必须满足 规范允许几种成形方法 最常用的有冷成形和热成形两种 无论采用哪种 成形方法 都要避免产生沿纵缝的直边 另外 ASME 对碳钢的成形做了特殊的说明 如下 对碳钢和低合金钢 规范给出了以下附加要求 不允许爆炸成形 如果材 料在锻造温度下并经焊后热处理 允许采用爆炸成形 如果冷成形由无 ASME 资格的厂家完成 必须提供符合 UCS 79 的证明 3 2 不圆度不圆度 国标 150 关于筒体不圆度的规定和 ASME 对筒体的不圆度的规定是相似的 如 下 GB150 规定 容器组焊完成后 应检查壳体的直径 要求如下 a 壳体同一断面上最大内径与最小内径之差 应不大于该断面内径 Di 的 1 对锻焊容器为 1 且不大于 25mm b 当被检断面与开孔中心的距离小于开孔直径时 则该断面最大内径 与最小内径之差 应不大于该断面内径 Di 的 1 对段焊容器为 1 与开孔直径的 2 之和 且不大于 25mm 相应的 ASME 也对筒体的不圆度也做了规范 要求如下 UG 80 规定了筒体的圆度公差 即最大内径与最小内径之差不得超过公称 内径的 1 公称内径指订购或设计内径 以下给出了最大内径与最小直径差的例子 筒体在管接头处的不圆度 如果在距管接头 1 个开孔内径以内测量筒体的不圆度 可以另外增加开孔 内径的 2 例如 一个容器的内径为 119 在管接头傍边测得最大内径为 120 最小内径为 118 开孔的公称内径为 7 625 最大内径 最小内径 2 1 119 2 7 625 1 34 因此 不圆度超差 总的来看 两者之间是相似的 只是 GB150 在 ASME 的基础上增加了 且不大于 25mm 3 3 对接接头对接接头 对接接头的定义为 两个被连接件基本在同一几何面内 夹角不超过 30 如下图所示 四 圆筒与壳体四 圆筒与壳体 4 1 错边量错边量 GB150 4 2011 关于错边量是这样表示的 1 A B 类焊接接头对口错边量应符合表 1 的规定 2 锻焊容器 B 类焊接接头对口错边量 b 应不大于对口处钢材厚度 s的 1 8 且不大于 5mm 3 复合钢板的对口错边量 b 不大于钢板覆层厚度的 50 且不大于 2mm 表表 1 A B 类焊接接头对口错边量类焊接接头对口错边量 按焊接接头类别划分对口错边量 b 对口处钢材厚度 s A 类焊接接头B 类焊接接头 12 1 4 s 1 4 s 12 20 3 1 4 s 20 40 3 5 40 50 3 1 8 s 50 1 16 s 且 10 1 8 s 且 20 球形封头与圆筒连接的环向接头以及嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的 A 类接头 按 B 类焊接接头的对口错边量要求 而 ASME 规范第 VIII 1 卷 压力容器制造要求中关于焊缝对中要求 UW 33 是这样规定的 对接焊缝的边缘应对齐 最大错边量不超过 下表 2 为各类焊缝规定的限 制 4 2 焊缝余高焊缝余高 GB150 4 2011 与 ASME 对焊缝余高均作了规范 如下 GB150 关于焊缝余高的规定 见表 3 表 3 A B 类焊接接头的焊缝余高合格指标 Rm 540MPa 的低合金钢材 Cr Mo 低合金钢 材 其他钢材 单面坡口双面破口单面坡口双面破口 e1e2e1e2e1e2e1e2 0 10 s且 3 0 1 5 0 10 1且 3 0 10 2且 3 0 10 2且 3 0 1 5 0 10 1且 4 0 10 2且 4 C D 类接头的焊脚尺寸 在图样无规定时 取焊件中较薄者之厚度 补 强圈的焊脚 当补强圈的厚度不小于 8mm 时 其焊脚尺寸等于补强圈厚度的 70 且不小于 8mm ASME 对焊缝余高的要求 见下表 五 焊接五 焊接 5 1 焊前准备焊前准备 GB150 给出的焊前准备如下 1 焊条 焊剂及其他焊接材料的贮存库应保持干燥 相对湿度不得大 于 60 2 当施焊环境出现下列任一情况 且无有效防护措施时 禁止施焊 a 焊条电弧焊时风速大于 10m s b 气体保护焊时风速大于 2m s c 相对湿度大于 90 d 雨 雪环境 e 焊件温度低于 20 3 当焊件温度低于 0 但不低于 20 时 应在施焊处 100mm 范围内 预热到 15 以上 ASME 对焊接准备的如下 UW 32 规定 坡口表面应清洁 无锈皮 锈 油 油脂 等其它有害物 下料 装配和对中规范中提到下料 装配和对中要求的条目有好几条 如 1 切割边必须光滑 清洁 UW 31 2 点焊焊缝 无论是去除 还是保留 都必须使用评定过的焊接工艺 UW 31 3 保留于焊缝中的点焊焊缝应由评定过的焊工施焊 UW 31 4 非受压件跨过受压焊缝与受压件相焊时 非受压件必须开槽以避让焊缝 或 将受压焊缝磨平 UG 82 5 当受压件焊在受压焊缝上时 焊缝必须磨平 UG 82 5 2 焊接工艺评定焊接工艺评定 GB150 对焊接工艺评定主要做了以下要求 对焊接工艺评定主要做了以下要求 1 容器施焊前 受压元件焊缝 与受压元件相焊的焊缝 融入永久 焊缝内的定位焊缝 受压元件木材表面堆焊与补焊 以及上述焊 缝的返修焊缝都应按 NB T 47014 进行焊接工艺评定或者具有经 过评定合格的焊接工艺支持 2 用于焊接结构受压元件的境外材料 含填充材料 压力容器制 造单位在首次使用前 应按 NB T47014 进行焊接工艺评定 3 焊接工艺评定技术档案应保存支该工艺评定失效为止 焊接工艺 评定式样保存期不少于 5 年 UW 28 焊接工艺评定焊接工艺评定 UW 28 给出了对焊接工艺进行评定的要求 1 使用的焊接工艺必须有记录 也就是说必须有书面的焊 接工艺 2 当焊接受压 受力件 用手工或半自动焊方法焊接非受压 非受力件与受压件时 使用的焊接工艺应按 Section IX 进行评定 3 当用机械焊方法焊接非受压 非承力件时 使用的焊接工 艺可不按 Section IX 进行评定 4 一个单位的评定的焊接工艺不能用于另一个单位 另外 ASME 对焊工技能评定和制造厂在焊接工艺评定方面的责任做出了说明 如下 UW 29 焊工技能评定焊工技能评定 焊接受压或受力件与受压件焊缝的焊工和焊接操作工 必须按 Section IX 进行技能评定 可以采用首次焊接的产品焊缝来进行技能评定 但必须仔细阅 读规范 以确定是否有例外或限制 销钉焊 Stud Weld 必须在每个班开始 时对焊工进行技能评定 但当采用自动焊方法焊接非受压且非受力件与受压件 时 可不必进行技能评定试验 Section IX 中的其它要求必须满足 制造厂在焊接工艺评定方面的责任制造厂在焊接工艺评定方面的责任 1 编写书面 WPS 2 焊接评定试板 编写焊接工艺评定记列出焊接参数 3 在 PQR 上记录焊接参数和试验结果制定 QC 体系以控制焊 接评定 4 对焊接质量负责 5 焊接材料和母材冶金上的适应性 5 3 焊接检验焊接检验 GB 150 对焊接检验的要求如下 1 焊接接头表面应按相关标准进行外观检查 不得有表面裂纹 未焊 透 未融合 表面气孔 弧坑 未填满