Lesson2材料要求

1、Lesson 2 材料要求目標本課程結(jié)束后，你將了解到怎樣確定允許使用的材料，怎樣確定材料的特殊要求。另外，你還將了解一些材料技術(shù)條件及其運用。課程概況l 允許使用的材料和選用l Section II材料技術(shù)條件l 焊材l 沖擊試驗要求l 材料的返修l 材料的檢驗和標記允許使用的材料和選用在為VIII-1卷壓力容器選用材料時，應(yīng)查閱以下不同的資料：l Subsection A 材料的一般要求l Subsection B 制造方法和特殊工況影響材料的選擇l Subsection C 針對特殊材料的要求l 材料表 給出VIII-1卷允許使用的材料（UCS-23、UHS-23、UNF-23等）l 強

2、制性附錄l Section II材料的詳細要求Part A- 鋼鐵材料Part B- 有色金屬Part C- 焊材Part D- 材料性能l 有關(guān)規(guī)范案例金屬學(xué)基礎(chǔ)金屬通常劃分為鋼鐵材料（鐵50%）和有色金屬。含有一種以上元素的金屬為合金。鐵合金（SA-XXX）鑄鐵 碳2%，非常脆，不易焊接，適合于制造復(fù)雜形狀的部件。鋼材 碳2%，不脆（有韌性），較易焊接。碳鋼 含硅、錳，用于較低溫度。低合金鋼 含鉻（10%）、鉬、鎳、錳，用于腐蝕、高、低溫。按化學(xué)成分和性能，不銹鋼可分為：馬氏體不銹鋼（如410） 高鉻（12%），導(dǎo)磁，可通過熱處理改善強度和硬度。鐵素體不銹鋼（如405、403） 導(dǎo)磁，不可

3、通過熱處理來改善強度和硬度。奧氏體不銹鋼（如200、300系列） 不導(dǎo)磁，不可通過熱處理來改善強度和硬度。奧氏體/鐵素體雙相不銹鋼（329） 高強度，比奧氏體不銹鋼具有更好的耐腐蝕性。鋼的熱處理ASME規(guī)范產(chǎn)品制造中會使用到兩個臨界溫度：下臨界溫度（A1）=合金開始向奧氏體轉(zhuǎn)變上臨界溫度（A3）=合金全部轉(zhuǎn)變成奧氏體正火將鋼加熱到A3以上大約100F，然后在靜止空氣中冷卻。目的是使鋼的組織均勻，使硬度高于鋼在退火狀態(tài)的硬度。退火將鋼加熱到A3以上大約50F，然后隨爐緩慢冷卻。目的是細化晶粒，使材料軟化。焊 后加熱到A1以上的溫度，目的是降低制造和焊接應(yīng)力，降低熱影響熱處理區(qū)的硬度。淬火鋼加熱后

4、的冷卻速度對提高鋼的硬度和強度非常重要，如SA-517這樣的鋼種，其強度主要靠淬火獲得?；鼗鸫慊鸷蟮匿摲浅４?，為增加韌性，將其加熱到A1以下，然后冷卻以得到所期望的高強度和良好韌性的綜合性能。（參見：Structural Analysis and Design of Process Equipment, Jawad Farr）有色金屬主要用于強腐蝕、高溫的環(huán)境。鋁合金- 不導(dǎo)磁、具有良好的可成型性、高的強度-重量比。銅合金- 良好的耐腐蝕性和機械加工性能。鎳合金- 極好的耐腐蝕性和高溫抗氧化性能。鈦和鋯合金- 耐腐蝕性極強。有色金屬合金的熱處理退火將材料加熱到一定的溫度，然后緩慢冷卻。目的是使

5、材料軟化，消除冷加工應(yīng)力。正火將材料加熱到稍高于退火溫度，然后以比退火快的冷卻速度冷卻。固溶處理在足以使各合金元素可隨機彌散的高溫下進行的熱處理。穩(wěn)定化低溫加熱以穩(wěn)定某種合金元素。溫度處理對合金以一定的溫度處理以產(chǎn)生一穩(wěn)定的性能。（參見：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：受壓件的材料必須是ASME規(guī)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)：非受壓件材料僅須具有可焊性即可。UG-9：焊

6、接材料。UG-11(a)&(c)：允許使用的ASME/ANSI標準（見規(guī)范解釋VIII-77-86）。UG-13(b)：墊片僅須是可鍛綱（Wrought steels）即可。UG-15：同牌號的可鍛材料(Wrought materials)已被批準作為可使用材料，但在“采購清單”中沒有列入的此材料。（見規(guī)范解釋VIII-1-89-194）強制性附錄規(guī)定的材料。規(guī)范案例允許的材料。材料的許用應(yīng)力總則對于大多數(shù)鍋爐壓力容器規(guī)范卷冊，許用應(yīng)力可在Section II Part D-材料性能中找到。用于：- 計算所需要的厚度- 與計算應(yīng)力值比較Section II Part D所列材料順序按合金含量遞

7、增排列：- 碳鋼- 鉻-鉬鋼- 不銹鋼在同一“公稱化學(xué)成分”以內(nèi)，材料的順序按抗拉強度遞增排列。- 非常便于設(shè)計人員使用：合金類型、強度等級。- 對于某一具體合金牌號，首先看一下技術(shù)條件，找出它的公稱合金含量和抗拉強度。表1A和1B已于1999增補作了全面修改，以反映出用新的設(shè)計安全系數(shù)3.5重新計算的抗拉許用應(yīng)力。VIII-1卷對于第VIII卷來說，Section II Part D中的表1用于VIII-1卷、表2用于VIII-2。表1進一步分為兩部分：- 表1A 鋼鐵材料- 表1B 有色金屬材料對于鑄鐵（UCI）、球墨鑄鐵（UCD）和低溫材料（ULT），許用應(yīng)力在VIII-1卷中，而不是S

8、ection II Part D。使用此表時應(yīng)注意以下兩點：- 確認你所查閱的那一行在VIII-1卷一欄里沒有“NP”（Not Permitted）字樣。- 確認已查閱過與VIII-1卷有關(guān)的注釋。另外：UG-45(c)：接管剪切許用應(yīng)力 = 接管抗拉許用應(yīng)力的70%UW-15(c)：焊縫的許用應(yīng)力是容器材料許用應(yīng)力的百分之幾：坡口焊縫抗拉許用應(yīng)力 = 74%坡口焊縫抗剪許用應(yīng)力 = 60%角焊縫抗剪許用應(yīng)力 = 49%用于按UG-41的補強強度計算。Subsection A 一般要求Subsection A中有關(guān)材料的基本條款為：UG-4一般要求UG-5板材UG-6鍛件UG-7鑄件UG-8管

9、道和管子UG-9焊接材料UG-11預(yù)制和預(yù)成形受壓件UG-12螺栓和螺柱UG-13螺母和墊圈UG-14棒材一般來說，在VIII-1卷的其它章節(jié)中，如UCS、UHA等，關(guān)于材料的要求通常都具有相同的段落編號。UG-4(a)UG-4(a)將用于承受壓力應(yīng)力的材料限于那些由Subsection C允許使用的材料，同時還提到了UG-9、10、11、15和強制性附錄，給出其它允許使用的材料。UG-4(b)材料不符合Subsection C允許的技術(shù)條件可用于非受壓件，但必須符合UW-5(b)的要求。UW-5(b)指出，必須證實材料具有可焊性。一般來說，如果材料可按UG-10、11、15或93識別，或者，

10、其化學(xué)成分、機械性能已知，按第IX卷進行了焊接工藝評定即可證實材料的可焊性。如果材料不符合上述要求，每一塊未識別的材料必須按第IX卷QW-451的規(guī)定進行導(dǎo)向彎曲試驗。UG-4(b)還提到，未能按UG-93識別的材料，其許用應(yīng)力不能超過Subsection C允許的類似材料的許用應(yīng)力的80%。換句話說，在進行載荷計算時，你只能使用該材料許用應(yīng)力值的80%。UG-4(d)如果材料既沒有列入VIII-1卷，又不符合UG-10或15，要使用此種材料可按附錄B向ASME提交申請。ASME通常要求，此種申請是針對已向ASTM提交過申請的材料。按照附錄B，在一般情況下，可能會出版一份規(guī)范案例，允許采用這種

11、材料。UG-4(f)UG-4(f)建議，設(shè)備的用戶或其指定代理應(yīng)確認建造容器所使用的材料適合于預(yù)期的工作環(huán)境，即在設(shè)備的預(yù)期使用壽命期限內(nèi)，能保持要求的機械性能、具有抗腐蝕、抗侵蝕、抗氧化及其它老化的能力。UG-10未能完全識別的材料通常認為只有“規(guī)范”認可的材料才能用于規(guī)范容器的制造。但是，在UG-4(a)中提到，UG-10允許使用未完全識別、或可按本卷不允許使用的某個技術(shù)條件加以識別、即按此技術(shù)條件制造的材料，只要其滿足UG-10(a)、(b)、(c)的相應(yīng)要求。UG-10(a) 可按材料制造廠提供的完整證明加以識別的材料UG-10(a)允許使用VIII-1卷中沒有列入的材料，只要此材料可

12、以識別、并能夠通過爐批號追蹤到材料制造廠的原始化學(xué)成分。此段敘述了為使用這類材料需要進行的步驟。簡單地說，你應(yīng)將這類材料的理化性能與ASME允許使用的材料進行比較，如果一致，即可對其認可。此認可步驟可以由ASME持證廠家或材料制造廠完成。UG-10(b) 可按生產(chǎn)批號識別、但不能按UG-10(a)認可的材料UG-10(b)允許使用VIII-1卷中沒有列入、雖可識別但不能追蹤到材料制造廠原始化學(xué)成分的材料。與UG-10(a)一樣，此段也敘述了為使用這類材料需要進行的步驟。不過，在此種情況下，你必須對每一爐號都進行理化性能試驗，并將試驗結(jié)果與ASME允許的技術(shù)條件相比較。如果相符，你可認定此材料符

13、合Section II的相應(yīng)材料技術(shù)條件。此認可步驟只能由ASME持證廠家完成。UG-10(c) 未完全識別的材料UG-10(c)允許使用VIII-1卷中沒有列入、不能識別、也不能追蹤到材料制造廠原始化學(xué)成分的材料。此段敘述了為使用這類材料需要進行的步驟，與UG-10(b)相似，但你必須逐件進行試驗。此段只能由ASME持證廠家運用。UG-15 技術(shù)條件的材料形式如果材料以一種材料形式列入Subsection C, UG-15允許使用Section II中的同種材料的另一種材料形式。例一SA-182-317L符合SA-240-317L級別材料的要求，并且在Subsection C中列有SA-18

14、2的材料形式，因此，SA-182-317L可以用于受壓材料，盡管Subsection C中沒有列入此材料。（注：此材料現(xiàn)已列入Subsection C）。例二（摘自HSB Pressure Points, September 1999）問：我們正在為一個要求使用SA-240 UNS32950雙相不銹鋼的項目報價，我們發(fā)現(xiàn)此合金并沒有列入Table UHA-23中SA-240板材里，但在Pipe和Tube材料形式（SA-789和SA-790）里卻列有相同的合金，此材料是否可以用于VIII-1容器的建造？答：可以。通過運用UG-15，可以使用此材料。此條款提到的情況是，規(guī)范以一種或幾種材料形式（如

15、：管子、鍛件）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術(shù)條件列入了VIII-1卷的Subsection C，含蓋了相同級別的其它材料形式，則可以使用此相同級別的其它材料的許用應(yīng)力。當然，有必要去核實材料的理化性能、熱處理、等等，符合相應(yīng)技術(shù)條件的要求。另外，對于焊接管材，許用應(yīng)力應(yīng)作必要的調(diào)整。UG-7 鑄鐵材料UG-7規(guī)定，鑄鐵材料的許用應(yīng)力應(yīng)乘于UG-24給出的質(zhì)量系數(shù)。UG-24對除Part UCI外的鑄鐵材料規(guī)定了質(zhì)量系數(shù)。UG-9 焊材UG-9要求用于生產(chǎn)的焊材應(yīng)符合Section VIII-1、Section IX、和相應(yīng)的WPS。符合Sec

16、tion II Part C技術(shù)條件的焊材，如果材料標記符合技術(shù)條件的規(guī)定，可按標記驗收；非規(guī)范焊材，如果標記符合WPS上的規(guī)定，也可按標記驗收。UG-11 預(yù)制或預(yù)成形的受壓件UG-11提到，一些受壓件的制造可以不提供制造廠部件數(shù)據(jù)報告，這些受壓件包括：鑄造、鍛、軋制或模鍛的標準受壓件 管件、法蘭、等。鑄造、鍛、軋制或模鍛的非標準受壓件 殼體、封頭、可拆除封門、等。除容器殼體、封頭外，焊制受壓件 焊制標準管件、焊制封帽、等。這些部件不是按ASME/ANSI標準（如那些列入UG-44中的標準），就是按制造廠標準制造，這些標準對標在部件上或在制造廠樣本中說明的壓力-溫度等級作出了規(guī)定。焊制受壓標

17、準件UG-11允許使用除殼體或封頭外的其它焊制標準受壓件，并引述到UG-44以及制造廠標準。此只制造廠標準必須：- 符合UW-26到UW-40，或ASTM A-234的要求。對于ANSI標準件也是如此。- 提供質(zhì)量證明，如果不能作標記的話。RT和任何熱處理可以由標準件廠進行，但必須隨件提供證明。UG-44 ASME/ANSI標準UG-44列出了可用于VIII-1卷的ASME/ANSI標準，這些標準的版本號見Table U-3。材料類型在Subsection C中有關(guān)材料的條款通常是UXX-5至UXX-15。在Subsection C中有以下材料類型：UCS-碳鋼UCI-鑄鐵UHT-熱處理鋼UN

18、F-有色金屬UCL-復(fù)合材料ULW-多層容器UHA-高合金UDC-球墨鑄鐵ULT-低溫材料碳鋼和低合金鋼Subsection C中Part UCS是關(guān)于碳鋼和低合金鋼材料。有關(guān)一般要求的條款有：UCS-6 板材UCS-7 鍛件UCS-8 鑄件UCS-9 管材UCS-10 螺栓UCS-11 螺母/墊圈UCS-12 棒料和型材UCS-5 一般要求UCS-5是關(guān)于碳鋼和低合金鋼的一般要求，重復(fù)UG-4(a)的要求，提到Table UCS-23。此條規(guī)定，如材料的含碳量超過0.35%，不允許焊接或氣割。UCS-6 板材UCS-6討論碳鋼和低合金鋼，對使用SA-36和SA-283材料制造受壓部件規(guī)定了以

19、下幾條限制：- 不能用于有毒介質(zhì)；- 不能用于非受火蒸汽鍋爐；- 對于殼體、封頭或管接頭，允許對承力焊縫施焊的最大厚度為5/8”（15.8）。Section II中的技術(shù)條件類型Section II中技術(shù)條件基本上可分為以下三種類型：- 材料技術(shù)條件，如SA-285；- 通用技術(shù)條件，如SA-20；- 試驗技術(shù)條件，如SA-370；材料技術(shù)條件的構(gòu)成Section II中的技術(shù)條件的構(gòu)成基本一致，以SA-285為例：- 范圍敘述一般性要求-有關(guān)文件引述ASTM A-20（SA-20）-一般要求和采購依據(jù)敘述采購協(xié)議和引述ASTM A-20-化學(xué)成分Table 1給出各級別的化學(xué)成分-機械性能給

20、出抗拉、屈服和延伸率要求補充要求由于材料的使用環(huán)境要求，采購方有必要規(guī)定補充要求。這些補充要求可以在技術(shù)條件中找到，也可以在通用技術(shù)條件中找到。這些補充要求不是強制性的，僅是在采購方認為有必要時才使用。SA-285中提到補充要求的條款是3.3，寫道：“除本技術(shù)條件中的基本要求外，當要求對試驗或檢驗進行附加控制以滿足最終使用要求時，可以使用附加要求。采購方可查閱技術(shù)條件中所列的附加要求，也可查閱A-20/A-20M中詳細規(guī)定”。通用技術(shù)條件Section II中的通用技術(shù)條件有：PipeSA-530TubeSA-450不銹鋼板SA-480碳鋼、低合金鋼板SA-20結(jié)構(gòu)鋼板、型鋼SA-6SA-45

21、0中的標記要求SA-450是Tube的通用技術(shù)條件，對Tube的標記有以下規(guī)定：- 制造廠名稱或商標；- 技術(shù)條件號和級別；- 如果技術(shù)條件中的某項試驗將由采購方完成，X、Y或Z字母應(yīng)標在技術(shù)條件號后面。此標記必須采用噴印方式，除非Tube的直徑小于1-1/4”（32），則可以使用標簽。材料的試驗和檢驗基本材料技術(shù)條件提出材料的試驗和檢驗項目和要求，對于機械性能試驗將要求查閱SA-370、化學(xué)成分試驗查閱E-30，同時還要查閱相應(yīng)的通用技術(shù)條件。試驗結(jié)果必須按技術(shù)條件的要求進行記錄。Section II要求的試驗類型Section II要求進行的試驗有：-化學(xué)成分所有材料-機械性能所有材料-水

22、壓試驗管子類材料-超聲波調(diào)質(zhì)鋼-渦流管子類和鑄件Section II要求的機械性能試驗Section II要求的機械性能試驗有：-抗拉、屈服除個別碳鋼外，所有材料-硬度鍛件、管子和棒材-彎曲管子或棒材-壓扁管子類材料-導(dǎo)向彎曲填充金屬、焊制產(chǎn)品-Charpy沖擊碳鋼、低合金鋼填充金屬SA-20概述SA-20是碳鋼低合金鋼的通用技術(shù)條件，其構(gòu)成如下：-范圍敘述運用SA-20的材料技術(shù)條件-相關(guān)文件給出用于試驗的引用文件，如SA-370-術(shù)語對鋼材制造的術(shù)語給出定義-采購依據(jù)說明在采購訂單里應(yīng)說明的項目-制造說明要求使用的熔煉方法-熱處理說明所要求的熱處理，如正火-化學(xué)分析說明化學(xué)分析如何進行及其

23、要求-金相組織說明晶粒度和確定晶粒度的試驗方法-質(zhì)量說明表面、邊緣的驗收要求，焊接返修要求-試驗方法說明要求使用的試驗方法-抗拉試驗說明抗拉試驗的數(shù)量和位置-缺口韌性引用SA-370，說明標在材料上的字母標記-材料標記說明鋼板標記的部位和方法-尺寸和重量給出重量要求、尺寸要求-檢驗和試驗說明與采購方檢驗人員的接口-復(fù)驗引用SA-370，同時也給出了一些例外情況-重復(fù)熱處理如果要求復(fù)驗，給出了重復(fù)熱處理的要求-拒收略-包裝包裝、標記和裝運的一般要求與材料技術(shù)條件一樣，SA-20也包含有附加要求，是否采用這些附加要求通常由規(guī)范或用戶提出，沖擊試驗就是一個例子。標記要求SA-20對碳鋼低合金鋼的標記

24、作了強制規(guī)定，包括：- 制造廠名稱或商標；- 爐、批號；- 技術(shù)條件號、材料級別或類別；這些標記必須用鋼印打在材料上，除非：- 板厚在1/4”以下；- 采購方規(guī)定噴印。SA-178/SA-209中關(guān)于標記的要求除通用技術(shù)條件外，材料技術(shù)條件也對材料標記提出特殊要求。例如，Tube技術(shù)條件SA-178要求將“ERW”標在每一根Tube上。如果是用人工做標記，要求將此標記標在距離端部8”（203）處。又例如，Tube技術(shù)條件SA-209要求標記除要符合SA-450外，還應(yīng)在Tube上標出“Hot-finished”或“Cold-drawn”。UG-94中關(guān)于授權(quán)檢驗師（AI）AI應(yīng)對所有的材料進行

25、檢查，核實材料上是否具有相關(guān)技術(shù)條件規(guī)定的識別標記。SA-370概述SA-370是關(guān)于鋼材機械性能試驗方法的技術(shù)條件，內(nèi)容概括如下：范圍對本技術(shù)條件含蓋的拉伸、彎曲、硬度和沖擊等具體要求給出了索引。相關(guān)文件列出引用的ASTM標準，如，E-23金屬材料的缺口式樣沖擊試驗。注意事項說明一些必須知道的事項，如果處理不適當，可能會得到錯誤的結(jié)果。取樣方向說明縱向、環(huán)向式樣的制取。說明拉伸試驗的定義式樣參數(shù)說明不同產(chǎn)品，如鍛件、鑄件、等，其式樣的參數(shù)，包括拉伸式樣的尺寸和公差。板材式樣板材式樣的拉伸試驗。薄板式樣薄板式樣的拉伸試驗。圓形式樣機加工原形式樣的拉伸試驗。標距延伸率測定標距點的位置。試驗設(shè)備和

26、操作加載程序及按ASTM E4進行鑒定，試驗速度。定義拉伸試驗定義見ASTM E-6，抗拉性能確定說明確定屈服點、和其它抗拉性能的方法。說明彎曲試驗總則說明硬度試驗的一般要求。布氏硬度說明布氏硬度試驗的程序和方法。便攜式硬度儀說明便攜式硬度儀及其試驗要求。洛氏硬度洛氏硬度試驗程序及方法。說明Charpy沖擊試驗。式樣Charpy沖擊式樣的尺寸、缺口的方位。試驗設(shè)備和條件說明試驗機和溫度測量儀的一般特性和鑒定要求。試驗結(jié)果沖擊試驗結(jié)果的記錄和解釋。驗收標準確定試件強度要求的驗收標準。補充要求對不同材料提供特殊的補充要求。焊接材料Section II, Part CSection II, Part

27、 C是焊接材料的技術(shù)條件卷冊，SFA-5.1及其它技術(shù)條件均規(guī)定了關(guān)于焊材標記的要求，內(nèi)容如下：包裝上- AWS技術(shù)條件號和分類- 制造廠名和牌號- 標準尺寸和凈重- 批號、控號、或爐號焊條上-焊條上距離夾持端1-1/2”范圍內(nèi)應(yīng)標有AWS分類代碼UG-9 焊接材料UG-9允許使用未列入規(guī)范的焊接材料。材料試驗報告（MTR）可以不要，但必須滿足：焊材包裝的標記符合Section II的要求；或包裝上的標記可追蹤到用于焊接工藝評定的焊材。Section II, Part C推薦的焊材保存要求(1) 由于焊材在制造方面存在著不同，因此，對于這些焊條的具體烘干要求應(yīng)根據(jù)焊條廠商的推薦。(2) 從制造

28、廠的包裝里取出之后。其它試驗在某些情況下，VIII-1卷要求在Section II的基礎(chǔ)上再附加一些材料試驗項目，如：UCS-85UNF-95UHA-52UHT-6UHT-81附加試驗由于使用或設(shè)計條件，VIII-1卷要求的附加試驗有：Charpy沖擊試驗：- 用于低溫條件下的碳鋼、低合金鋼；- 熱處理過的鐵素體鋼；- WPS評定（如有要求的話）。落錘試驗：- 由于低溫的熱處理鐵素體鋼RT、PT或MT：- 焊縫、堆焊和鑄件。UT- 厚壁鑄件、及某些焊縫。結(jié)合面剪切、結(jié)合面拉伸試驗：- 整體復(fù)合鋼板。其它有關(guān)材料的條款在處理規(guī)范材料問題時，必須查閱VIII-1的所有部分，其它關(guān)于材料的條目有：U

29、G-84UCS-66UHA-51沖擊試驗要求碳鋼、低合金鋼背景VIII-1卷在87A之前對于碳鋼、低合金鋼用于設(shè)計溫度在-20F（-29C）以上的容器可不做沖擊試驗。盡管運行記錄表明按規(guī)范建造的容器是非常安全的，但脆性破壞越來越引起重視。曾經(jīng)發(fā)生過的少數(shù)脆性破壞大都發(fā)生在水壓試驗過程中。現(xiàn)有的缺口韌性法則是以線性彈性斷裂力學(xué)（LEFM）理論為基礎(chǔ)，并根據(jù)材料的試驗結(jié)果建立的，同時，也廣泛考慮了好的經(jīng)驗、以及壓力容器工業(yè)里脆性破壞的低發(fā)生率。沖擊性能材料的缺口韌性與以下因素有關(guān)：溫度厚度應(yīng)力UG-20（b）最低金屬設(shè)計壁溫（MDMT） - 容器運行過程中的最低溫度。MDMT 必須與相應(yīng)的MAWP

30、一起標在容器的銘牌上。沖擊試驗法則的主要特點是，使用一組沖擊試驗免除曲線，該曲線按MDMT對應(yīng)于元件的厚度將常用的鋼材分成了四個組。沖擊免除曲線是依據(jù)鋼材的韌性在一定的溫度區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)急劇變化這一特性建立的。對于給定的材料，如果MDMT在曲線上或在曲線的上方，則用沖擊試驗來證實材料的韌性是沒有必要的。沖擊試驗如果要求進行沖擊試驗，UG-84規(guī)定了應(yīng)該使用的程序。應(yīng)該假設(shè)要求進行沖擊試驗，除非在Subsection A或C中找到了可以免除的依據(jù)。UG-84接著提到，試驗的程序和設(shè)備應(yīng)符合SA-370的要求。沖擊式樣小截面式樣的厚度見UG-84(c)圖UG-84沖擊式樣（Charpy試驗）UG-84

31、(c)(4)(b) Charpy沖擊試驗UG-84(c)(4)(b)規(guī)定，對于抗拉強度大于或等于95,000 PSI的Table UCS-23的材料，以及Table UHA-23的材料，其相應(yīng)的最小側(cè)向膨脹量應(yīng)按UHT-6。側(cè)向膨脹量圖UG-84.1Table UG-84.2小尺寸式樣_厚 度 溫 度 降 低 值 in. F._0.394 (全尺寸)00.35400.31500.295 (3/4 尺寸)50.27680.262 (2/3 尺寸)100.236150.197 (1/2 尺寸)200.158300.131 (1/3 尺寸)350.118400.099 (1/4 尺寸)50_ 允許用

32、線性插值法求得中間值。Table UG-84.3材料類型技術(shù)條件號板材Part UCS和UHTSA-20, S5Part UHASA-480PipeSA-333TubeSA-334鍛件SA-350鑄件SA-352螺栓SA-320管件SA-420Table UG-84.4最小規(guī)定屈服強度（ksi）溫度差（注1） 4010 555 550注：沖擊試驗溫度可以高于最低金屬設(shè)計壁溫的溫度數(shù)值見此表。沖擊試驗要求對于碳鋼低合金鋼材料，應(yīng)首先假定要做沖擊試驗，然后再來確定是否可以免除。UG-20(f) 免除沖擊條款如果滿足以下條件，P-1Group 1或2的材料的沖擊試驗可以免除。材料的控制厚度： 1/2

33、” (12.7) 對于Fig. UCS-66曲線A的材料； 1” (25.4) 對于Fig. UCS-66曲線B、C或D的材料。整臺容器按UG-99(b)、(c)或(k)進行水壓試驗。設(shè)計溫度不低與-20F（-29C），不高于650F（343C）。由于季節(jié)性溫度變化引起的操作溫度偶然低于-20F（-29C）是允許的。熱、沖擊或循環(huán)載荷不是設(shè)計的關(guān)鍵因素。（見UG-22）UCS-66材料除非另有條款給予免除，對于最低設(shè)計金屬壁溫和厚度的交點落于代表材料的曲線下方，必須進行沖擊試驗。如果溫度-厚度的交點落于曲線上或上方，對母材可不必做沖擊試驗。殼體、管接頭、人孔接管、開孔補強板、法蘭、管板、平封頭

34、板、焊縫襯墊、與容器構(gòu)成結(jié)構(gòu)整體并與受壓件相焊的裝接件，都應(yīng)分別判斷是否要進行沖擊試驗。Fig. UCS-66根據(jù)材料的牌號，如果最低金屬設(shè)計壁溫和厚度的交點落于Fig. UCS-66相應(yīng)曲線的上方，可免做沖擊試驗。圖中使用的厚度按UCS-66(a)(13)的定義來確定。UCS-66(a)UCS-66(a)定義的厚度有以下4種類型：- 鑄件；- 除鑄件外，其它用對接焊縫連接的材料；- 除鑄件外，其它用角接焊縫連接的材料；- 除鑄件外，其它非焊接件，如，螺栓連接的平封蓋。UCS-66(a)不管什么材料，對于以下情況，必須進行沖擊試驗：- 如果焊縫處的控制厚度大于4 in（100），并且MDMT1

35、20F（48C），必須進行沖擊試驗；- 控制厚度超過6 in（152），用螺栓連接的元件，如果MDMT120F（48C）必須進行沖擊試驗。UCS-66(b), 降低溫度UCS-66(b)允許使用Fig. UCS-66.1進一步降低由Fig. UCS-66確定的最低金屬設(shè)計壁溫。另外，UCS-66(b)還對使用Fig. UCS-66.1提出了2條限制：- 最低金屬設(shè)計壁溫不能低于-55F（-48C），除非實際拉應(yīng)力與許用應(yīng)力的比值小于0.35，在這種情況下，可不進行沖擊試驗，且-55F（-48C）的限制不適用；- 所有的材料在-55F（-48C）以下均應(yīng)做沖擊試驗，除非實際應(yīng)力與許用應(yīng)力的比值小

36、于0.35，在此情況下，溫度不低于-155F（-103C）可不做沖擊試驗。UCS-66(b)(1)(b)允許將Fig. UCS-66.1和Fig. UCS-66.2用于承受非一次薄膜應(yīng)力的元件，如平封頭、管板、法蘭等。按UCS-66(b)(1)(c)，對于用焊接連接的法蘭，其MDMT可按與其相連的管頸或殼體確定的溫度降低值一樣予以降低。UCS-66(c)，免除UCS-66(c)規(guī)定，ASME/ANSI B16.5和B16.47鐵素體鋼法蘭、以及SA-216 GR WCB制成的對開式活套法蘭用于設(shè)計金屬溫度等于或高于-20F（-29C）時，可不必進行沖擊試驗。UCS-66(d)，免除UCS-66

37、(d)允許對厚度小于0.10 in（2.5）的材料免除沖擊試驗。對于材料為P-No. 1的小直徑管子（NPS 4或以下），當厚度不超過對應(yīng)于規(guī)定最小屈服強度值的以下厚度值時，可免做沖擊試驗：規(guī)定最小屈服強度 ksi最大厚度 in. (mm)20350.237 (6)36450.125 (3.2)46和更高0.100 (2.54)UCS-66(e)UCS-66(e)規(guī)定，對于厚度小于1/4”（6 mm）的板材，材料技術(shù)條件要求的制造廠標記不能使用鋼印，除非符合規(guī)定的條件可以例外。UCS-66(f)除非按Fig. UCS-66可以免除，規(guī)定最小屈服強度值大于65 ksi的材料必須進行沖擊試驗。UC

38、S-66(g)按材料技術(shù)條件由材料制造廠做過沖擊試驗的材料，只要MDMT不低于材料技術(shù)條件規(guī)定的溫度、或低于材料技術(shù)條件規(guī)定的溫度不超過5F（3C），容器或部件制造廠不必再進行沖擊試驗。UCS-66(h)保留在焊縫上的襯墊和其它規(guī)范材料一樣，必須判斷是否要求進行沖擊試驗。對于襯墊屬于曲線A的材料，如厚度不超過1/4”（6 mm）、且MDMT-20F，可免做沖擊試驗。UCS-66(i)對于做過沖擊試驗的材料，如果Fig. UCS-66.1定義的比值小于1.0，最低金屬設(shè)計壁溫低于沖擊試驗溫度的數(shù)值不得超過Fig. UCS-66.1規(guī)定的允許降低溫度值，而且，決不允許低于-155F（-104C）。

39、Fig. UCS-66.1和Fig. UCS-66.2還可以用于承受非一次薄膜應(yīng)力的元件，如平封頭、管板、法蘭等。對于用焊接連接的法蘭，其MDMT不可低于與其相連的管頸或殼體的沖擊溫度減去確定的允許溫度降低值。UCS-160UCS-160為操作溫度低于銘牌MDMT的容器提供指導(dǎo)。由于UG-116的修改，在MDMT下的壓力必須等于MAWP，這樣可能造成許多容器的MDMT比原來的更高，本條有助于為那些隨著溫度降低（如在開啟/關(guān)閉的自冷階段）而壓力和總體一次薄膜應(yīng)力也隨之降低的容器，確定安全的操作壓力和溫度。沖擊試驗的控制厚度Fig. UCS-66使用的厚度是按UCS-66(a)(13)的定義確定的

40、。UCS-66(a)(1) 焊接件(a) 對接接頭 最厚接頭處的公稱厚度；(b) 角接接頭 兩被連接件中較薄件的厚度；(c) 平封頭、管板 兩被連接件中較薄件的厚度、或t/4，取較小值。如果焊接件的控制厚度超過4”（101 mm）、且其MDMT6”（152 mm）、且MDMT120F（49C），必須進行沖擊試驗。UCS-66(a)(4)非焊接的成形封頭見Fig. 1-6 sketch (c)的控制厚度為法蘭的厚度除4（t/4）、或封頭成形處的厚度，取較大值。UCS-67 焊接工藝的沖擊試驗焊接工藝規(guī)程試驗。UCS-67(a)有填充金屬的焊縫，凡屬下列情況之一，焊縫金屬必須按UG-84做沖擊試驗

41、：任何一邊母材要做沖擊試驗；- 焊接按技術(shù)條件進行過沖擊試驗的材料（Table UG-84.3）、或曲線C或D的母材，且當-55FMDMT-20F（-48CMDMT-29C）時；（除非焊材已按相應(yīng)的SFA技術(shù)條件在不高于MDMT的溫度下進行過沖擊試驗并按此分類。）- 焊接按技術(shù)條件進行過沖擊試驗的材料UCS-66(g)，當MDMT1/2”（13 mm），無論MDMT為多少；或(2) 焊縫處的厚度5/16”（8 mm），且當MDMT1/2”（13mm），且MDMT70F（20C）；(3) 焊接按技術(shù)條件進行過沖擊試驗的材料UCS-66(g)，當MDMT-55F（-48C）時。UCS-67(d)按

42、UG-84(i)進行的容器產(chǎn)品沖擊試驗屬下列情況之一可以免除：(1) 焊縫金屬連接的母材按UCS-66免除了沖擊試驗，且MDMT-20F（-29C）；(2) 屬于UCS-67(a)(2) 曲線C/D、或按技術(shù)條件進行過沖擊試驗的材料且-55FMDMT-20F（-48CMDMT-29C） 或(a)(3) 按技術(shù)條件進行過沖擊試驗的材料，當MDMT-55F（-48C） 定義的焊縫金屬；(3) HAZ所在母材按UCS-66免除了沖擊試驗，但當UCS-67(c)(3) 按技術(shù)條件進行過沖擊試驗的材料，當MDMT 0.10%的其它材料-55FUHA-51(d)(1)(c)奧氏體鉻-錳-鎳不銹鋼（200系

43、列）C 0.10%-320FUHA-51(d)(2)(a)C 0.10%-55FUHA-51(d)(2)(b)奧氏體-鐵素體雙相鋼，公稱厚度1/8 in. *-20FUHA-51(d)(3)(a)鐵素體鉻不銹鋼，公稱厚度1/8 in.*-20FUHA-51(d)(3)(b)馬氏體鉻不銹鋼，公稱厚度1/4 in.*-29FUHA-51(d)(3)(c)*注：公稱厚度指的是按UCS-66(a)確定的公稱控制厚度。UHA-51(b) 焊接工藝評定（焊縫和HAZ）UHA-51(b)是關(guān)于焊接工藝評定要求做沖擊試驗的條款。當焊接接頭（母材或焊縫金屬）任何部分要求做沖擊試驗，那么，焊接工藝規(guī)程（WPS）的

44、評定必須做沖擊試驗。UHA-51(e) 焊接工藝評定（焊縫和HAZ）UHA-51(e)是關(guān)于焊縫是否免除沖擊試驗的條款。對于焊縫符合以下焊縫金屬與MDMT的組合，除非UHA-51(c)另有要求外，可免除沖擊試驗。母材焊縫金屬免除沖擊試驗的MDMT 規(guī)范條款奧氏體鉻-鎳不銹鋼（除雙相鋼外的300系列），C 0.10%無填充金屬-155FUHA-51(e)(1)任何材料奧氏體，C 0.10%*-155FUHA-51(e)(2)(a)任何材料奧氏體，C 0.10%*-55FUHA-51(e)(2)(b)奧氏體-鐵素體雙相鋼，公稱厚度1/8 in. *奧氏體-鐵素體雙相-20FUHA-51(e)(3)(a)鐵素體鉻不銹鋼，公稱厚度1/8 in.*鐵素體鉻-20FUHA-51(e)(3)(b)馬氏體鉻不銹鋼，公稱厚度1/4 in.*馬氏體鉻-20FUHA-51(e)(3)(c)*注：用符合SFA-5.4、SFA-5.9、SFA-5.11、SFA-5.14、SFA-5.22技術(shù)條件的焊材焊成的焊縫。*注：公稱厚度指的是按UCS-66(a)確定的公稱控制厚度。UHA-51（g） 母材、HAZ和焊縫UHA-51(g)是關(guān)于在低應(yīng)力下免除沖擊試驗的條款。當設(shè)計拉應(yīng)力與許用應(yīng)力的比值小于0.4時，且沒有進行UHA-51(c)所述的熱處理，那么，對于任何UHA-23的