ASME标准讲解.ppt

1、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 SECTIONS I 动力锅炉 II 材料技术条件 Part A - 钢铁材料 Part B - 有色金属材料 Part

2、 C - 焊丝、焊条及填充金属 Part D - 材料性能 III Subsection NCA Division 1和Division 2的总要求 Division 1 Subsection NB - 1级部件 Subsection NC - 2级部件 Subsection ND - 3级部件 Subsection NE - MC级部件 Subsection NF - 设备支撑 Subsection NG - 堆芯支撑结构件 Subsection NH - 在高温工况下运行的1级部件 Appendices,Division 2 混凝土反应堆容器和安全壳规范 Division 3 核燃料废料、

3、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 Division 1 Division 2 另一规则 Division 3 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

4、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 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: 有关压力容器制造方法的要求 Part UW 焊制容器 Part UF 锻制容器 Part UB 钎焊容器 Subsection C: 有关材料类别的要求 Part UCS 碳钢和低合金钢容器 Part UNF 有色金属容器 Part UH

5、A 高合金钢容器 Part UCI 铸铁容器 Part UCL 复合层材料容器 Part UCD 球墨铸铁容器 Part UHT 热处理材料容器 Part ULW 多层容器 Part ULT 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

6、技术条件及其运用。 课程概况 允许使用的材料和选用 Section II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： Subsection A 材料的一般要求 I Subsection B 制造方法和特殊工况影响材料的选择 Subsection C 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 Section II材料的详细要求 Part A - 钢铁材料 Part B - 有色金属 Part C - 焊材 Part D

7、 - 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

8、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：Structural Analysis and Des

9、ign of Process Equipment, Jawad Farr） 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

10、产生一稳定的性能。 （参见：Structural Analysis and Design of Process Equipment, Jawad Farr） 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 = 1.09 1 = 6.0011(0.442)(1) + (2)(0.307)(0.442)(1)(1 - 1)

11、A = 2.657 in2 可供补强的面积 A1 = (壳体的富余厚度)取以下较大值 = = A1 =1.851 in2,或 = = = 0.651 in2 A2 = (管接头的富余厚度)取以下较小值 = = A2 =0.393 in2 h = 2.5tn或2.5t，取较小值 2.5tn = 2.5(0.307) = 0.768 in. 2.5t = 2.5(0.750) = 1.875 in. = 0.768 in. 1.5 in. (OK) A3 = (管接头内出头提供的补强面积) = in.2,A41 =(外侧角焊缝) = Leg2fr2 = 0.3752 1 = 0.141 in2 A

12、43 =(内侧角焊缝) = Leg2fr2 = (0.375 0.125)2 1 = 0.063 in2 A1 + A2 + A3 + A41 + A43 = ATotal = 2.728 in2 A = 2.657 in2 由于A 4”（100 mm），可用UT代替RT。 ULW-57、ULT-57条款也有关于UT的要求。 Appendix 12 Appendix 12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6 MT 附录8 PT 另

13、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”（19 mm）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（U

14、W-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Type No. (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

15、示，任何超过1/16”（1.6 mm）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

16、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-515 GR.

17、70，在900F下的MDMT为100pis，要求的试验压力为404psi。SA-515 GR. 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 = 404 psi 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

18、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（14.7 PSIA）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

19、： - 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MAWP 30 psi： - 2.5 MAWP，但不得超过60 psi。 对于MAWP 30 psi： - 2 MAWP,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”（6.4 mm）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

20、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U

21、G-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-weight tester）或检定过的精密压力表（Calibrated Master gage）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

22、的字母和数字都必须至少有5/16”（8 mm）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”（4 mm）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”（6 mm）、或有色金属容器厚度小于1/2”（13 mm）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-User In

23、spector）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 DF RT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-1 UW-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-11