焊后热处理公称厚度定义辨析

第49卷第4期2012年8月化工设备与管遵PROCESSEQUIPMENTPIPINGVL0149NO4AUG2012焊后热处理公称厚度定义辨析武艳芳，丛轶，鲁果昌，谷海林，葛树涛大连中集重化装备有限公司，辽宁大连1166O0摘要对ASMEHI、ASME一13、GB150、NBT47015等国内外标准关于焊后热处理公称厚度的定义进行了分析，指出某些压力容器企业工艺和检验人员，ASME范产品检验师AI、国内某些压力容器相关标准制定者曲解了ASME规范的定义并将其扩大到类似结构，应予纠正。关键词焊后热处理；公称厚度；ASME规范；国内标准中图分类号TQ050；TH49文献标识码A文章编号10093281201204001303焊后热处理公称名义厚度是确定锅炉和压力容器及核电部件焊后消除应力热处理保温时间和升、降温速度的依据，国内外相关标准都对其进行了定义。同为ASME规范，其、1、一2、3各卷的规定也不相同。GB1504T和NBT47015L6等标准对焊后热处理公称厚度一般都是参照ASME一1的定义略加补充确定的。ASME一、13的规定是符合传热学实际的，而国内某些压力容器制造企业的技术和检验人员、ASME规范产品检验师AI、标准制定者曲解了ASME规范的一些条款，并将其扩大到类似结构。由于有些标准规范是强制性的，不仅引起纠纷、影响产品的交验，且会造成热处理产品的能源浪费和经济损失，辨明是非是非常必要的。1ASME规范定义热处理公称厚度的原则ASME规范规定焊后热处理公称厚度遵循的原则是同炉热处理多台容器或部件时，按其中的最大焊缝厚度计算热处理保温时间和升、降温速度；一台容器或部件有不同类型焊缝时，按最厚的焊缝计算；任何类型的一条焊缝，其厚度按较薄一侧的材料有效厚度计算，例如ASMEILL的NC46223对焊后热处理名义厚度定义为“在焊缝、结构附件焊接件承压材料或被连接的承压材料的较薄的构件三者中的最小厚度。角焊缝的名义厚度是指角焊缝的高度，部分焊透焊缝和材料修补焊缝的名义厚度是指焊接坡口的高度。”2对焊后热处理公称厚度定义相同的条款焊后热处理厚度是指须经同炉热处理的单台或多台容器或容器部件中各种类型焊缝的最厚者，亦即计算热处理升、降温速度和保温时间的有效厚度。ASME规范13和GB1504及NBT47015等定义焊后热处理公称厚度的共同或相似条款如下以ASME2为主线列出所述。1当焊接接头连接相同厚度的部件并使用全焊透的对接焊缝时，公称厚度为接头的总深度，不包括任何允许焊缝余高。2对于坡口焊缝，公称厚度为坡口的深度。3对于角焊缝，公称厚度为焊喉厚度。如角焊缝具有焊接坡口，则公称厚度为坡口的深度或角焊缝厚度两者中的较大者。4对螺柱焊缝，公称厚度为螺柱直径。5当焊接接头连接非等厚部件时，公称厚度应为两相邻对焊部件的较薄者，包括封头与壳体的连接；对于接管，横跨接管颈、壳体、封头、补强板或附件角焊缝的焊缝厚度，取其最大者；接管颈与法兰连接接头中接管颈的厚度；非受压件焊到受压件连接点处的焊缝厚度；管子对管板连接焊缝的厚度。收稿日期20120210作者简介武艳芳1977一，女，辽宁铁岭人，工程师。从事重化装备设计、制造和技术管理工作。14化工设备与管道第49卷第4期6对于修补，公称厚度为修补焊缝的深度。3对焊后热处理公称厚度定义有差异的条款31壳体与中间封头连接的公称厚度ASME1的UW_40F5B中规定如UW131E所示与壳体连接的中间内封头见图11公称厚度为壳体厚度或角焊缝厚度，取其中的较大者。2的表425中也有同类结构，但2并未单独定义其公称厚度，因为它已被其他条款所涵盖，一3与其相同，也未单独定义。GB150_3和NBT47015及正在制定的承压设备焊后热处理规程中都列出了此图，也都有相似的定义。只是，后二者图中的角焊缝位置标错了指在密封焊位置，分别见NBT47015的图2及承压设备焊后热处理规程的图1，而一1的图UW131E1的指引线标注的是“密封焊或角焊缝”。GB1503附录D图D12BL6J虽然和ASME一1的相同，但GB1504中821D对其公称厚度定义为“对于GB1503附录D图D12B所示内封头连接结构取圆筒和封头厚度的大者”却是欠妥的，应为“圆筒对接焊缝和封头与圆筒的角焊缝二者中的较大者”。只有ASMEVLLI3的KF630中对淬火回火钢焊件才规定为“连接点的材料最大厚度”。图1内封头焊接结构注图中“角焊缝”应为“密封焊或角焊缝”，NBT47015原图如此见NBT47015图2；GB1503图D12B。32壳体与法兰连接的公称厚度ASME一一13均规定“与壳体连接的管板、平封头、盖板、法兰或类似的结构取壳体厚度”作为焊后热处理的公称厚度。只是其中VLLI1UW40F5C将“图247”所示焊件除外。该结构的公称厚度在强制性附录2的22的D中有明确规定，是指用钢板制成圆环后制成的法兰其热处理和探伤的厚度为T或一2两者中的较小值。此种结构法兰只有在允许的条件下被采用，如设备法兰。由于有对接焊缝，所以有效厚度为，或AB2两者中的较小值。2、3不允许采用以上结构的板制法兰，而必须是锻轧件，所以公称厚度为壳体的厚度。此外，一1的图247虽然和一2的表42中的图9相似，但并不相同见图2。前者中有A类接头，后者仅为C类接头。在实际生产中，通常先将有A类接头的法兰进行热处理，再与壳体相焊，按壳体厚度进行容器整体最终热处理，否则，应按法兰有效厚度进行最终热处理，对无A类对接接头的锻制法兰，则应按壳体厚度进行最终热处理。GB1504和NBT47015等曲解了ASME规范的规定，分别片面规定其GB1503图7一LG7_和NBT47015图3所示的结构公称厚度“取法兰厚度”或者“除图3所示情况外，取壳体厚度”，而忽视了法兰的原始材料和成形工艺的区别。在国内相关标准中，相比较而言20世纪制定的JBT60461992和新修订的HGT205842011L9对焊后热处理公称厚度的定义却简洁明了，与一2、3的定义相近。法图2整体法兰见ASMEVM一1强制性附录2图247；ASME一一2表429样图9；NBT47015图3；GB1503图71G33接管与壳体焊接时的热处理公称厚度对于接管、人孔等连接件与壳体、封头相焊时，新颁布的NBT470152011将其焊后热处理公称厚度定义为“连接件颈部焊缝厚度、壳体焊缝厚度、封头焊缝厚度，或补强板、连接件角焊缝厚度之中的较大者”，与ASME。1的UW40F5D“取接管颈或壳体或封头焊缝的厚度或补强板或连接件角焊缝厚度之中的较大者”基本一致。新颁布的GB15042011却继承了原JBT47092000的定义J，将其定义为“取接管颈厚度、壳体厚度、补强圈厚度和连接角焊缝厚度中较大者”，是对ASME规范的理解问题，还是语法错误不得而知。34有堆焊层和覆层焊件的热处理公称厚度对于管板、接管法兰、盖板等堆焊覆层的焊件，其热处理公称厚度在大多数标准中未作规定。2012年8月武艳芳，等焊后热处理公称厚度定义辨析15ASMEVIII3在KF630中对淬火回火钢制造的容器规定“应采用母材的总厚度”。在实际生产中，一般都是在堆焊过渡层后进行中间热处理，由于中间热处理是非强制性的，所以往往根据基材厚度采用24H的中间热处理。也有人参照管板与管子的规定，认为公称厚度为堆焊层的厚度。文献10认为280MM以下的钢制件，表面到温后，表面和心部的温度基本一致，无需考虑均温时间，对于直接测金属温度的热处理，这样的认识从传热学角度是合理的。在实际热处理过程中，测炉温和测金属温度相差很多，工件金属温度一般都滞后于炉温，工件越厚相差越大，这也正是ASME规范要求测金属温度的原因。而国内相关标准的规定大多比较含混，如无特别规定，很多热处理温度一时间记录曲线记录的都是按炉温的保温时间，相关标准也应和ASME规范一样明确规定测温位置。称厚度的定义的理解差异，在产品热处理工艺编制和产品交验时，买、卖或监检各方常出现分歧。国内相关标准制定者由于片面或错误理解ASME规范的某些条款，制定的标准与ASME规范发生冲突，使执行者无所适从。本文通过对国内外标准的分析比较，指出其差异和错误产生的根源，希望有关方能及时纠正。1】2【34【56784结束语随着国内装备制造业的发展，获得ASME认证的企业不断增多，由于对ASME规范关于焊后热处理公参考文献ASME一12004中文版，核设施部件建造规则SASME一一12007中文版，压力容器建造规则SASME一一22007中文版、，压力容器建造另一规则S1ASME一32007中文版，高压容器建造规则SGB15042011，压力容器第4部分制造、检验和验收【SNBT4701520L1，压力容器焊接规程SGB15032011，压力容器第3部分设计FSJBT60461992，碳钢、低合金钢焊接构件焊后热处理方法SHGT205842011，钢制化工容器制造技术要求S中国机械工程学会热处理学会热处理手册第1卷第4版工艺基础M北京机械工业出版社，200844JBT47092000，钢制压力容器焊接规程SANALYSIS0FDEFINITIONOFNOMINALTHICKNESSUSEDINHEATTREATMENTWUYANFANG，CONGYI，LUGUOCHANG，GUHAILIN，GESHUTAODALIANCIMCHEAVYCHEMICALEQUIPMENTCO，LTD,DALIAN116600，CHINAABSTRACTINTHISARTICLE，THENOMINALTHICKNESSFORHEATTREATMENTDEFINEDINASMEIII，ASMEVIIIL3，GB150ANDNBT47015WASANALYZEDITWASINDICATEDTHATSOMEENGINEERSINENTERPRISES，AUTHORIZEDINSPECTORAIFORASMECODEANDAUTHORSFORCHINESEPRESSUREVESSELSTANDARDSHADMISUNDERSTOODTHEDEFINITIONINASMECODEANDAPPLYITINAWRONGWAY,WHICHSHALLBECORRECTEDKEYWORDSPOSTWELDHEATTREATMENTPWHT；NOMINALTHICKNESS；ASMECODE；CHINESESTANDARDKSB推出面向全球市场的新标准化工泵在今年德国法兰克福阿赫玛展览会ACHEMA上，德国凯士比集团KSB，FRANKENTHA1首次展出最新一代标准