ASME规范及认证材料篇课件.ppt

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1、For the benefit of business and people,必维国际检验检验集团Bureau Veritas China2011年9月6日,ASME 规范简介及认证材料篇,建造规范允许使用的材料和选用建造规范对材料的要求ASME 材料与UNS 的关系ASME第II卷材料ASME 第I卷和VIII1卷的材料要求,内容,规范通用要求金属学基础,建造规范允许使用的材料和选用,ASME seminar March 2004,1,规范通用要求,ASME seminar March 2004,1,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-X

2、XX）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，可通过奥氏体化、(淬火和回火改善强度和硬度。铁素体不锈钢 导磁，不可通过淬火和回火来改善强度和硬度。奥氏体不锈钢 不导磁，不可通过热处理来改善强度和硬度。可通过冷加工硬化。在冷加工后退火会使其软化。奥氏体/铁素体双相不锈钢 高强度，比奥氏体不锈钢具有更好的耐腐蚀性。铸造不锈钢 可能是马氏体、奥氏体或二元结构，分两个系列：耐腐蚀系列（C系列）和耐热系列（H系列）。,金属学基础,ASME seminar March 2004,1,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

3、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。,钢的热处理,ASME seminar March 2004,1,主要用于强腐蚀、高温

4、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,ASME seminar March 2004,1,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。对合金以一定的温度处理以产生一稳定的性能。,有色金属合金的热处理,ASME seminar March 2004,1,建造规范对材料的要求,

5、ASME seminar March 2004,1,建造规范对材料的要求,具体的要求，,ASME seminar March 2004,1,建造规范对材料的要求,例外,UNS 的编制方法常用材料UNS 编号中各数字的具体含义ASME 材料与UNS 的关系,ASME 材料与UNS 的关系,ASME seminar March 2004,2,（1）统一编号体系（UNS）对金属与合金规定了18 个编号系列，每一种UNS 编号由单个字母作前缀，后面为5 位阿拉伯数字组成，大多数情况下字母代表了金属性。例如，铝用A 表示，贵重金属用P 表示，不锈钢用S 表示。碳素结构钢由AISI 表示为AISI 102

6、0，被容纳在UNS 内标识为G10200，这里G 表示AISI 和SAE（美国机动工程师协会）标准的碳钢及合金钢，五位阿拉伯数字中，前4 位数字采用了AISI 和SAE 钢号系统的数字编号。第五位数字，也就是最后一位数字一般为0，若表示钢的特殊性能或含有特殊元素时，则采用其他数字。如GXXXX1，表示含硼钢种。又如易切削黄铜，由CDA（美国铜业学会）发展为CDA C36000，现被容纳在UNS C36000 内，它属于ASTM B16 标准内的一种铜锌铅合金材料。18 个编号系列如下：,UNS 的编制方法,ASME seminar March 2004,2,由AISI 与SAE 系统材料组成U

7、NS 编号：（1）G，G 表示AISI 与SAE 碳钢及合金结构钢，前四个 表示AISI 与SAE 材料系统的数字编号。第一个 表示：1 为碳素钢，2 为镍钢，3 为镍铬钢，4 为钼钢，5 为铬钢，61 为铬钒钢，8 为低镍铬钢，92 为硅锰钢，93、94、97、98 为铬镍钼钢；第二个 表示钢种或合金元素含量；第三、四个 表示含碳量，以万分之几表示平均值；第五个 一般为0，如有特殊要求用1 或1 以上数字表示。（2）S，S 表示AISI 与SAE 不锈钢及耐热钢；前三个 表示不锈钢类型；第一个表示：1 为沉淀硬化不锈钢，2 为Cr-Mn-Ni-N 奥氏体，3 为Cr-Ni 奥氏体，4 为高C

8、r 马氏体和低碳高Cr 铁素体，5 为低碳马氏体；第二，三个 表示该类型钢的分类顺序号；第四、五个 表示材料顺序号（区别个别成分差别，00 为无差别）。,常用材料UNS 编号中各数字的具体含义,ASME seminar March 2004,2,由美国铝业协会（AA）材料组成UNS 编号：A，A 表示铝及铝合金；第一个 区别铸造和加工（9 表示加工产品，0，1，2，3，4，6 表示铸造产品）；第二个 表示分类代号：1 为工业纯铝99%，2 表示Al-Cu 系，3 表示Al-Mn 系，铸造Al-Si-Cu 或Al-Si-Mn 系，4 为Al-Si 系，5 为Al Mg系，6 为Al-Mg-Si

9、系（铸造尚未使用），7 为Al-Zn 系，8 为其他铝合金，铸造Al-Sn 系，9 为备用系，铸造，其他合金；第三、四个 表示工业纯铝，仅第三个数字表示受控杂质个数，第四、五个数字合成表示合金编号；第五个 表示工业纯铝，第四、五个数字合成组号表示小数点以后的最低含量。由美国铜业发展协会（CDA）材料组成UNS 编号：C，C 表示铜及铜合金；第一个 表示分类代号：1 为纯铜，高铜合金；2 为Cu-Zn 系，3 为Cu-Zn-Pb 系，4 为Cu-Zn-Sn 系，5 为Cu-Sn，Cu-Sn-Pb 系，6 为Cu-Al，Cu-Si，特殊Cu-Zn 系，7 为Cu-Ni，Cu-Ni-Zn 系，8，9

10、 为铸造铜及铜合金；第二、三个 表示合金编号；第四、五个 一般均为00。,常用材料UNS 编号中各数字的具体含义,ASME seminar March 2004,2,A00001 A99999 铝及铝合金C00001 C99999 中铜及铜合金E00001 E99999 稀土和稀土族金属及其合金L00001 L99999 低熔点金属及合金M00001 M99999 杂类有色金属及合金N00001 N99999 镍及镍合金P00001 P99999 贵金属及合金R00001 R99999 活性金属和高熔点金属及合金Z00001 Z99999 锌及锌合金D00001 D99999 特殊机械性能钢F

11、00001 F99999 铸铁及铸钢G00001 G99999 AISI 和SAE 碳钢及合金钢H00001 H99999 AISI 可淬硬钢J00001 J99999 铸钢（工具钢除外）K00001 K99999 杂类钢及黑色金属合金S00001 S99999 耐热及耐腐蚀（不锈）钢T00001 T99999 工具钢W00001 W99999 按焊接涂层分类的焊接填充金属，涂药及管状焊条,ASME 材料与UNS 的关系,ASME seminar March 2004,2,UNS（统一编号体系）对焊接填充金属规定的编号系列通常归入二大类型。第一种类型的成分由填充金属材料分析确定。例如，裸体无药

12、线材、棒材或铸造棒材等。第二种类型的成分由焊接涂层分析确定。例如，涂药焊条、药芯和其他复合线状焊条等。对于第一种类型的焊接填充金属，继续按它们的金属材料成份，被指定在已建立起的编号系列内。例如，SFA-5.9，不锈钢焊丝和填充丝，若用AWS ER316 焊丝，它的UNS 编号为S31680。对于第二种类型焊接材料被指定为新的基本系列，并用字母W 表示，若用AWS E7016 的焊条，它的UNS 编号为W07016。焊材的UNS 编号在ASME 第 卷C 篇焊条，焊丝及填充材料里有较多的介绍。,ASME 材料与UNS 的关系,ASME seminar March 2004,2,ASME 材料与U

13、NS 的关系（1）ASME 规范第 卷A 篇黑色金属材料标准内约有26 种标准的等级号，对应采用UNS 编号，尤其是不锈钢材料绝大多数有UNS 编号。但是标准中没有用UNS 编号表示的材料，不是说明该材料没有UNS 编号，可以从-C 篇和-D 篇里看到，这些材料也有用UNS 编号表示的，如表1 所示。（2）在ASME 规范第 卷B 篇有色金属材料标准内，除了钛材没有直接在标准中采用UNS 编号外，其他较广泛使用的铜铝镍镁锌合金材料标准均直接采用了UNS 编号，但仍然可以在-D 篇中查找出钛材的UNS 编号。采用了UNS 编号的标准中，基本上把UNS 编号作为材料的等级号，因此在使用第 卷B 篇

14、材料时，UNS 编号就显得格外重要，并且有些材料还有专用名称。例如：SB-168 UNS N06600 材料，是一种镍-铬-铁合金，即Inconel 600。,ASME 材料与UNS 的关系,概述Section II中的技术标准Section II,Part C,ASME第II卷材料,ASME seminar March 2004,3,ASME第II卷材料铁基材料非铁基材料焊条、焊丝及填充金属材料性能（英制）性能（公制）对于大多数锅炉压力容器规范卷册，材料的许用应力可在Section II Part D-材料性能中找到。用于：计算所需要的厚度与计算应力值比较Section II Part D所

15、列材料顺序按合金含量递增排列：碳钢铬-钼钢不锈钢在同一“公称化学成分”以内，材料的顺序按抗拉强度递增排列。非常便于设计人员使用：合金类型、强度等级。对于某一具体合金牌号，首先看一下技术条件，找出它的公称合金含量和抗拉强度。,概述,ASME seminar March 2004,3,ASME第I卷和第VIII卷第1分篇的材料应力在表1A和1B中列出。表1A和1B已于1999增补作了全面修改，以反映出用新的设计安全系数3.5重新计算的抗拉许用应力（第II卷 D篇 附录1）。表1A 钢铁材料表1B 有色金属材料使用此表时应注意以下两点：确认你所查阅的那一行在相应的建造规范一栏里没有“NP”（Not

16、Permitted）字样。确认已查阅过与相应建造规范有关的注释。对于按第I卷建造的产品，铸件的许用应力应以第II卷 D篇表1A和表1B中的材料最大许用应力乘以铸造质量系数，所有铸件材料的铸造质量系数见PG-25。对于按VIII-I卷建造的产品，铸铁（UCI）、球墨铸铁（UCD）和低温材料（ULT），许用应力在VIII-1卷中，而不是Section II Part D。另外，UG-7规定，铸铁材料的许用应力应乘于UG-24给出的质量系数。UG-24对除Part UCI外的铸铁材料规定了质量系数。,概述,ASME seminar March 2004,3,Section II中技术条件基本上可分为

17、以下三种类型：材料技术条件，如SA-285；通用技术条件，如SA-20；试验技术条件，如SA-370；,Section II中的技术标准,ASME seminar March 2004,3,材料技术标准的构成Section II中的技术条件的构成基本一致，以SA-285为例：-范围叙述一般性要求-有关文件引述ASTM A-20（SA-20）-一般要求和采购依据叙述采购协议和引述ASTM A-20-化学成分Table 1给出各级别的化学成分-机械性能给出抗拉、屈服和延伸率要求补充要求由于材料的使用环境要求，采购方有必要规定补充要求。这些补充要求可以在技术条件中找到，也可以在通用技术条件中找到。这

18、些补充要求不是强制性的，仅是在采购方认为有必要时才使用。SA-285中提到补充要求的条款是3.3，写道：“除本技术条件中的基本要求外，当要求对试验或检验进行附加控制以满足最终使用要求时，可以使用附加要求。采购方可查阅技术条件中所列的附加要求，也可查阅A-20/A-20M中详细规定”。,材料技术标准的构成,ASME seminar March 2004,3,Section II中的通用技术条件有：公称管SA-530管子SA-450不锈钢板SA-480碳钢、低合金钢板SA-20结构钢板、型钢SA-6SA-450中的标记要求SA-450是管子的通用技术条件，对管子的标记有以下规定：制造厂名称或商标；

19、技术条件号和级别；如果技术条件中的某项试验将由采购方完成，X、Y或Z字母应标在技术条件号后面。此标记必须采用喷印方式，除非管子的直径小于1-1/4”（32），则可以使用标签。,通用技术条件,ASME seminar March 2004,3,材料的试验和检验基本材料技术条件提出材料的试验和检验项目和要求，对于机械性能试验将要求查阅SA-370、化学成分试验查阅E-30，同时还要查阅相应的通用技术条件。试验结果必须按技术条件的要求进行记录。,材料的试验和检验,ASME seminar March 2004,3,Section II A篇要求的试验类型Section II要求进行的试验有：化学成分

20、所有材料机械性能所有材料水压试验管子类材料超声波调质钢涡流管子类和铸件,Section II A篇要求的试验类型,ASME seminar March 2004,3,Section II A篇要求的机械性能试验Section II要求的机械性能试验有：抗拉、屈服除个别碳钢外，所有材料硬度锻件、管子和棒材弯曲管子或棒材压扁管子类材料导向弯曲填充金属、焊制产品夏比冲击碳钢、低合金钢填充金属,Section II A篇要求的机械性能试验,ASME seminar March 2004,3,SA-20概述,ASME seminar March 2004,3,SA-20对碳钢低合金钢的标记作了强制规定，

21、包括：制造厂名称或商标；炉、批号；技术条件号、材料级别或类别；这些标记必须用钢印打在材料上，除非：板厚在1/4”以下；采购方规定喷印。,标记要求,ASME seminar March 2004,3,SA-178/SA-209中关于标记的要求 除通用技术条件外，材料技术条件也对材料标记提出特殊要求。例如，Tube技术条件SA-178要求将“ERW”标在每一根Tube上。如果是用人工做标记，要求将此标记标在距离端部8”（203）处。又例如，Tube技术条件SA-209要求标记除要符合SA-450外，还应在Tube上标出“Hot-finished”或“Cold-drawn”。,SA-178/SA-2

22、09中关于标记的要求,ASME seminar March 2004,3,SA-370概述,SA-370是关于钢材机械性能试验方法的技术条件，内容概括如下：范围对本技术条件含盖的拉伸、弯曲、硬度和冲击等具体要求给出了索引。相关文件 列出引用的ASTM标准，如，E-23金属材料的缺口式样冲击试验。注意事项 说明一些必须知道的事项，如果处理不适当，可能会得到错误的结果。取样方向 说明纵向、环向式样的制取。说明 拉伸试验的定义式样参数 说明不同产品，如锻件、铸件、等，其式样的参数，包括拉伸式样的尺寸和公差。板材式样 板材式样的拉伸试验。薄板式样 薄板式样的拉伸试验。圆形式样 机加工原形式样的拉伸试验

23、。标距 延伸率测定标距点的位置。,ASME seminar March 2004,3,SA-370概述,试验设备和操作加载程序及按ASTM E4进行鉴定，试验速度。定义拉伸试验定义见ASTM E-6，抗拉性能确定说明确定屈服点、和其它抗拉性能的方法。说明弯曲试验总则说明硬度试验的一般要求。布氏硬度说明布氏硬度试验的程序和方法。便携式硬度仪说明便携式硬度仪及其试验要求。洛氏硬度洛氏硬度试验程序及方法。说明夏比冲击试验。式样夏比冲击式样的尺寸、缺口的方位。试验设备和条件说明试验机和温度测量仪的一般特性和鉴定要求。试验结果冲击试验结果的记录和解释。验收标准确定试件强度要求的验收标准。补充要求对不同材

24、料提供特殊的补充要求。,ASME seminar March 2004,3,Section II,Part C,Section II,Part CSection II,Part C是焊接材料的技术条件卷册，SFA-5.1及其它技术条件均规定了关于焊材标记的要求，内容如下：包装上AWS技术条件号和分类制造厂名和牌号标准尺寸和净重批号、控号、或炉号焊条上上距离夹持端1-1/2”范围内应标有AWS分类代码,PG-10/UG-10按本卷不允许的标准进行标记或生产以及标记不全的材料UG-15 技术条件的材料形式（VIII-1卷）焊材预制或预成形的受压件第VIII卷第1分篇 冲击试验要求材料的返修材料检验

25、和标记,ASME 第I卷和VIII1卷的材料要求,ASME seminar March 2004,4,PG-10/UG-10按本卷不允许的标准进行标记或生产以及标记不全的材料,通常认为只有“规范”认可的材料才能用于规范容器的制造。但是，ASME 第I卷和VIII-1 卷均允许使用按本卷不允许使用的材料标准进行标记或生产的材料以及标记不全的材料，只要其满足PG10/UG-10的相应要求。卷I和卷-1的PG-10和UG-10节规定完全-致。应用时，首先要注意PG-10和UG-10节规定对于“单-批量”、“特定批量”和“每-件”而言，具体做法及要求都是不同的。以卷I的PG-10的规定为例，其中只有对

26、“按本卷未允许使用的材料标准认同的材料，或按本卷允许使用的某-材料标准规定的化学成分采购并按该材料标准规定的单-批量进行认同的材料”才允许由锅炉或部件制造厂以外的组织出具复验合格证明、并进行认同。而对于“特定批量”和“每-件”都“不允许由锅炉或部件制造厂以外的组织出具复验合格证明、并进行认同”。当产品为ASME钢印产品时，目前国内的做法是：制造厂自己按后2种情况进行化学分析和力学性能试验合格后、认同为相当于某-种ASME材料，并在材料上作出相应的材料标志。但这种情况下仍需要编制1份“NR(不一致性报告)”，按不-致性报告的处理程序办，并需得到授权检验师的同意。,ASME seminar Mar

27、ch 2004,4,PG-10.1/UG-10(a),PG-10.1/UG-10(a)可按材料制造厂提供的完整证明加以识别的材料PG10.1/UG-10(a)允许使用卷中没有列入的材料，只要此材料可以识别、并能够通过炉批号追踪到材料制造厂的原始化学成分。此段叙述了为使用这类材料需要进行的步骤。简单地说，你应将这类材料的理化性能与ASME允许使用的材料进行比较，如果一致，即可对其认可。此认可步骤可以由ASME持证厂家或材料制造厂完成。,ASME seminar March 2004,4,PG-10.2/UG-10(b),PG-10.2/UG-10(b)可按生产批号识别、但不能按PG-10.1/U

28、G-10(a)认可的材料PG-10.2/UG-10(b)允许使用卷中没有列入、虽可识别但不能追踪到材料制造厂原始化学成分的材料。与PG10.1/UG-10(a)一样，此段也叙述了为使用这类材料需要进行的步骤。不过，在此种情况下，你必须对每一炉号都进行理化性能试验，并将试验结果与ASME允许的技术条件相比较。如果相符，你可认定此材料符合Section II的相应材料技术条件。此认可步骤只能由ASME持证厂家完成。,ASME seminar March 2004,4,PG-10.3/UG-10(c),PG-10.3/UG-10(c)未完全识别的材料PG-10.3/UG-10(c)允许使用卷中没有列

29、入、不能识别、也不能追踪到材料制造厂原始化学成分的材料。此段叙述了为使用这类材料需要进行的步骤，与PG-10.2/UG-10(b)相似，但必须逐件进行试验。此段只能由ASME持证厂家运用。,ASME seminar March 2004,4,UG-15 技术条件的材料形式（VIII-1卷）,UG-15 技术条件的材料形式（VIII-1卷）如果材料以一种材料形式列入Subsection C,UG-15允许使用Section II中的同种材料的另一种材料形式。例一SA-182-317L符合SA-240-317L级别材料的要求，并且在Subsection C中列有SA-182的材料形式，因此，SA-

30、182-317L可以用于受压材料，尽管Subsection C中没有列入此材料。（注：此材料现已列入Subsection C）。,ASME seminar March 2004,4,UG-15 技术条件的材料形式（VIII-1卷）,例二（摘自HSB Pressure Points,September 1999）问：我们正在为一个要求使用SA-240 UNS32950双相不锈钢的项目报价，我们发现此合金并没有列入Table UHA-23中SA-240板材里，但在Pipe和Tube材料形式（SA-789和SA-790）里却列有相同的合金，此材料是否可以用于VIII-1容器的建造？答：可以。通过运用

31、UG-15，可以使用此材料。此条款提到的情况是，规范以一种或几种材料形式（如：管子、锻件）列入了某一合金，但未列入相同合金的其它材料形式，如板材、棒料，只要此板材和棒料技术条件列入了VIII-1卷的Subsection C，含盖了相同级别的其它材料形式，则可以使用此相同级别的其它材料的许用应力。当然，有必要去核实材料的理化性能、热处理、等等，符合相应技术条件的要求。另外，对于焊接管材，许用应力应作必要的调整。,ASME seminar March 2004,4,焊材,第I 卷PW5.4焊条和填充金属应选用能提供融敷金属的化学成份和力学性能与被连接材料和预期的使用条件相适应的。第VIII1卷UG

32、-9要求用于生产的焊材应符合Section VIII-1、Section IX、和相应的WPS。UG-9允许使用未列入规范的焊接材料。材料试验报告（MTR）可以不要，但必须满足：焊材包装的标记符合Section II的要求；或包装上的标记可追踪到用于焊接工艺评定的焊材。,ASME seminar March 2004,4,预制或预成形的受压件,预制或预成形的受压件建造规范提到，一些受压件的制造可以不提供制造厂部件数据报告，这些受压件包括：PG-11.1/UG-11(a)铸造、锻、轧制或模锻的标准受压件 管件、法兰、等。PG-11.2/UG-11(b)铸造、锻、轧制或模锻的非标准受压件 壳体、封

33、头、可拆除封门、等。PG-11.3/UG-11(c)除容器壳体、封头外，焊制受压件 焊制标准管件、焊制封帽、等。这些部件不是按ASME/ANSI标准（如那些列入UG-44中的标准），就是按制造厂标准制造，这些标准对标在部件上或在制造厂样本中说明的压力-温度等级作出了规定。,ASME seminar March 2004,4,VIII-1 冲击要求,背景VIII-1卷在87A之前对于碳钢、低合金钢用于设计温度在-20F（-29C）以上的容器可不做冲击试验。尽管运行记录表明按规范建造的容器是非常安全的，但脆性破坏越来越引起重视。曾经发生过的少数脆性破坏大都发生在水压试验过程中。现有的缺口韧性法则是

34、以线性弹性断裂力学（LEFM）理论为基础，并根据材料的试验结果建立的，同时，也广泛考虑了好的经验、以及压力容器工业里脆性破坏的低发生率。,ASME seminar March 2004,4,碳钢、低合金钢,冲击性能材料的缺口韧性与以下因素有关：温度厚度应力UG-20（b）最低金属设计壁温（MDMT）-容器运行过程中的最低温度。MDMT 必须与相应的MAWP一起标在容器的铭牌上。冲击试验法则的主要特点是，使用一组冲击试验免除曲线，该曲线按MDMT对应于元件的厚度将常用的钢材分成了四个组。冲击免除曲线是依据钢材的韧性在一定的温度区域内呈现急剧变化这一特性建立的。对于给定的材料，如果MDMT在曲线上

35、或在曲线的上方，则用冲击试验来证实材料的韧性是没有必要的。,ASME seminar March 2004,4,冲击试验如果要求进行冲击试验，UG-84规定了应该使用的程序。应该假设要求进行冲击试验，除非在Subsection A或C中找到了可以免除的依据。UG-84接着提到，试验的程序和设备应符合SA-370的要求。,ASME seminar March 2004,4,冲击式样,ASME seminar March 2004,4,UG-84(c)(4)(b)夏比冲击试验,UG-84(c)(4)(b)夏比冲击试验UG-84(c)(4)(b)规定，对于抗拉强度大于或等于95,000 PSI的Ta

36、ble UCS-23的材料，以及Table UHA-23的材料，其相应的最小侧向膨胀量应按UHT-6。,ASME seminar March 2004,4,侧向膨胀量,侧向膨胀量,ASME seminar March 2004,4,图UG-84.1,ASME seminar March 2004,4,Table UG-84.2,Table UG-84.2,ASME seminar March 2004,4,Table UG-84.3,Table UG-84.3 材料类型技术条件号板材Part UCS和UHTSA-20,S5Part UHASA-480PipeSA-333TubeSA-334锻件

37、SA-350铸件SA-352螺栓SA-320管件SA-420,ASME seminar March 2004,4,Table UG-84.4,Table UG-84.4,ASME seminar March 2004,4,冲击试验要求,冲击试验要求对于碳钢低合金钢材料，应首先假定要做冲击试验，然后再来确定是否可以免除。,ASME seminar March 2004,4,UG-20(f)免除冲击条款,UG-20(f)免除冲击条款如果满足以下条件，P-1Group 1或2的材料的冲击试验可以免除。材料的控制厚度：1/2”(13mm)对于Fig.UCS-66曲线A的材料；1”(25mm)对于Fig

38、.UCS-66曲线B、C或D的材料。整台容器按UG-99(b)、(c)或(k)进行水压试验。设计温度不低与-20F（-29C），不高于650F（343C）。由于季节性温度变化引起的操作温度偶然低于-20F（-29C）是允许的。热、冲击或循环载荷不是设计的关键因素。（见UG-22）,ASME seminar March 2004,4,UCS-66 材料,UCS-66材料除非另有条款给予免除，对于最低设计金属壁温和厚度的交点落于代表材料的曲线下方，必须进行冲击试验。如果温度-厚度的交点落于曲线上或上方，对母材可不必做冲击试验。壳体、管接头、人孔接管、开孔补强板、法兰、管板、平封头板、焊缝衬垫、与容

39、器构成结构整体并与受压件相焊的装接件，都应分别判断是否要进行冲击试验。,ASME seminar March 2004,4,Fig.UCS-66,Fig.UCS-66根据材料的牌号，如果最低金属设计壁温和厚度的交点落于Fig.UCS-66相应曲线的上方，可免做冲击试验。图中使用的厚度按UCS-66(a)(13)的定义来确定。,ASME seminar March 2004,4,UCS-66(a),UCS-66(a)UCS-66(a)定义的厚度有以下4种类型：铸件；除铸件外，其它用对接焊缝连接的材料；除铸件外，其它用角接焊缝连接的材料；除铸件外，其它非焊接件，如，螺栓连接的平封盖。UCS-66(

40、a)不管什么材料，对于以下情况，必须进行冲击试验：如果焊缝处的控制厚度大于4 in（100），并且MDMT120F（48C），必须进行冲击试验；控制厚度超过6 in（152），用螺栓连接的元件，如果MDMT120F（48C）必须进行冲击试验。,ASME seminar March 2004,4,UCS-66(b),降低温度,UCS-66(b),降低温度UCS-66(b)允许使用Fig.UCS-66.1进一步降低由Fig.UCS-66确定的最低金属设计壁温。另外，UCS-66(b)还对使用Fig.UCS-66.1提出了2条限制：最低金属设计壁温不能低于-55F（-48C），除非实际拉应力与许用应

41、力的比值小于0.35，在这种情况下，可不进行冲击试验，且-55F（-48C）的限制不适用；所有的材料在-55F（-48C）以下均应做冲击试验，除非实际应力与许用应力的比值小于0.35，在此情况下，温度不低于-155F（-103C）可不做冲击试验。UCS-66(b)(1)(b)允许将Fig.UCS-66.1和Fig.UCS-66.2用于承受非一次薄膜应力的元件，如平封头、管板、法兰等。按UCS-66(b)(1)(c)，对于用焊接连接的法兰，其MDMT可按与其相连的管颈或壳体确定的温度降低值一样予以降低。,ASME seminar March 2004,4,UCS-66(c)，免除,UCS-66(

42、c)，免除UCS-66(c)规定，ASME/ANSI B16.5和B16.47铁素体钢法兰、以及SA-216 GR WCB制成的对开式活套法兰用于设计金属温度等于或高于-20F（-29C）时，可不必进行冲击试验。,ASME seminar March 2004,4,UCS-66(d)，免除,UCS-66(d)，免除UCS-66(d)允许对厚度小于0.10 in（2.5）的材料免除冲击试验。对于材料为P-No.1的小直径管子（NPS 4或以下），当厚度不超过对应于规定最小屈服强度值的以下厚度值时，可免做冲击试验：规定最小屈服强度 ksi最大厚度 in.(mm)2035 0.237(6)3645

43、0.125(3.2)46和更高 0.100(2.54),ASME seminar March 2004,4,UCS-66(e)(h)，免除,UCS-66(e)UCS-66(e)规定，对于厚度小于1/4”（6 mm）的板材，材料技术条件要求的制造厂标记不能使用钢印，除非符合规定的条件可以例外。UCS-66(f)除非按Fig.UCS-66可以免除，规定最小屈服强度值大于65 ksi的材料必须进行冲击试验。UCS-66(g)按材料技术条件由材料制造厂做过冲击试验的材料，只要MDMT不低于材料技术条件规定的温度、或低于材料技术条件规定的温度不超过5F（3C），容器或部件制造厂不必再进行冲击试验。UCS

44、-66(h)保留在焊缝上的衬垫和其它规范材料一样，必须判断是否要求进行冲击试验。对于衬垫属于曲线A的材料，如厚度不超过1/4”（6 mm）、且MDMT-20F，可免做冲击试验。,ASME seminar March 2004,4,UCS-66(i),UCS-66(i)对于做过冲击试验的材料，如果Fig.UCS-66.1定义的比值小于1.0，最低金属设计壁温低于冲击试验温度的数值不得超过Fig.UCS-66.1规定的允许降低温度值，而且，决不允许低于-155F（-104C）。Fig.UCS-66.1和Fig.UCS-66.2还可以用于承受非一次薄膜应力的元件，如平封头、管板、法兰等。对于用焊接连

45、接的法兰，其MDMT不可低于与其相连的管颈或壳体的冲击温度减去确定的允许温度降低值。,ASME seminar March 2004,4,冲击试验的控制厚度,Fig.UCS-66使用的厚度是按UCS-66(a)(13)的定义确定的。UCS-66(a)(1)焊接件对接接头 最厚接头处的公称厚度；角接接头 两被连接件中较薄件的厚度；平封头、管板 两被连接件中较薄件的厚度、或t/4，取较小值。如果焊接件的控制厚度超过4”（101 mm）、且其MDMT6”（152 mm）、且MDMT120F（49C），必须进行冲击试验。UCS-66(a)(4)非焊接的成形封头见Fig.1-6 sketch(c)的控制

46、厚度为法兰的厚度除4（t/4）、或封头成形处的厚度，取较大值。,ASME seminar March 2004,4,UCS-67 焊接工艺的冲击试验,焊接工艺规程试验。UCS-67(a)有填充金属的焊缝，凡属下列情况之一，焊缝金属必须按UG-84做冲击试验：任何一边母材要做冲击试验；焊接按技术条件进行过冲击试验的材料（Table UG-84.3）、或曲线C或D的母材，且当-55FMDMT-20F（-48CMDMT-29C）时；（除非焊材已按相应的SFA技术条件在不高于MDMT的温度下进行过冲击试验并按此分类。）焊接按技术条件进行过冲击试验的材料UCS-66(g)，当MDMT1/2”（13 mm

47、），无论MDMT为多少；或焊缝处的厚度5/16”（8 mm），且当MDMT1/2”（13mm），且MDMT70F（20C）；焊接按技术条件进行过冲击试验的材料UCS-66(g)，当MDMT-55F（-48C）时。UCS-67(d)按UG-84(i)进行的容器产品冲击试验属下列情况之一可以免除：焊缝金属连接的母材按UCS-66免除了冲击试验，且MDMT-20F（-29C）；属于UCS-67(a)(2)曲线C/D、或按技术条件进行过冲击试验的材料且-55FMDMT-20F（-48CMDMT-29C）或(a)(3)按技术条件进行过冲击试验的材料，当MDMT-55F（-48C）定义的焊缝金属；HAZ所

48、在母材按UCS-66免除了冲击试验，但当UCS-67(c)(3)按技术条件进行过冲击试验的材料，当MDMT-55F（-48C）适用时除外。,ASME seminar March 2004,4,UHA-51 高合金材料的冲击试验,UHA-51d构成如下：试验要求：UHA-51(a)母材、焊缝和HAZ的试样、验收标准、复验要求；UHA-51(b)焊缝和HAZ的要求；UHA-51(c)有热处理时的特殊要求。免除试验：UHA-51(d)母材和HAZUHA-51(e)焊缝UHA-51(f)容器（产品）焊缝UHA-51(g)低应力情况下的免除,ASME seminar March 2004,4,UHA-5

49、1 母材的冲击要求,ASME seminar March 2004,4,UHA-51 焊缝的冲击要求,ASME seminar March 2004,4,UHA-51（C）,UHA-51(c)母材UHA-51(c)当进行了热处理，则要求做冲击试验。注意：此要求超越UHA-51中其它任何免除条文。只要进行了下列热处理，就要求在MDMT下（但最高不超过70F）做冲击试验：(c)(1)奥氏体不锈钢：900F到1659FType 304、304L、316、316L经900F到1300F的热处理，如果MDMT不低于-20F，且容器（产品）经过热处理的A、B类接头的焊缝金属做冲击试验，可免除冲击试验。(c

50、)(2)奥氏体-铁素体双相不锈钢：600F到1759F(c)(3)铁素体铬不锈钢：800F到1350F(c)(4)马氏体铬不锈钢：800F到1350F,ASME seminar March 2004,4,UHA-51（C）,ASME seminar March 2004,14,UHA-51(b)焊接工艺评定（焊缝和HAZ）,ASME seminar March 2004,4,UHA-51（g）母材、HAZ和焊缝,UHA-51(g)是关于在低应力下免除冲击试验的条款。当设计拉应力与许用应力的比值小于0.4时，且没有进行UHA-51(c)所述的热处理，那么，对于任何UHA-23的材料（母材、HAZ