ASME規(guī)范及認證材料篇解析

會計學1ASME規(guī)范及認證材料篇解析建造規(guī)范允許使用的材料和選用建造規(guī)范對材料的要求 ASME材料與UNS的關系 ASME第II卷材料ASME第I卷和VIII－1卷的材料要求 內容第1頁/共79頁規(guī)范通用要求金屬學基礎建造規(guī)范允許使用的材料和選用第2頁/共79頁ASMEseminarMarch20041

規(guī)范通用要求

第3頁/共79頁ASMEseminarMarch20041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，適合于制造復雜形狀的部件。鋼材 —碳<2%，不脆（有韌性），較易焊接。碳鋼 —碳在0.01%～1.7%，含硅、錳，用于較低溫度。低合金鋼—總合金元素的含量在5%以下，用于高溫和含氫介質。中合金鋼—指合金元素在5%～10%的合金鋼，如含4%～6%鉻和8%～10%鎳的鉻鋼可用作精煉爐管。高合金鋼—指合金元素高于10%的合金鋼，用于腐蝕、高、低溫。按化學成分和性能，不銹鋼可分為：馬氏體不銹鋼— ，鉻含量最低，抗腐蝕性最差的不銹鋼。鉻>12%，導磁，可通過奧氏體化、(淬火和回火改善強度和硬度。鐵素體不銹鋼— 導磁，不可通過淬火和回火來改善強度和硬度。奧氏體不銹鋼— 不導磁，不可通過熱處理來改善強度和硬度?？赏ㄟ^冷加工硬化。在冷加工后退火會使其軟化。奧氏體/鐵素體雙相不銹鋼— 高強度，比奧氏體不銹鋼具有更好的耐腐蝕性。鑄造不銹鋼－可能是馬氏體、奧氏體或二元結構，分兩個系列：耐腐蝕系列（C系列）和耐熱系列（H系列）。金屬學基礎

第4頁/共79頁ASMEseminarMarch20041ASME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變上臨界溫度（A3）= 合金全部轉變成奧氏體正火 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。焊后熱處理 加熱到A1以上的溫度，目的是降低制造和焊接應力，降低熱影響區(qū)的硬度。淬火 鋼加熱后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。回火 淬火后的鋼非常脆，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。鋼的熱處理第5頁/共79頁ASMEseminarMarch20041主要用于強腐蝕、高溫的環(huán)境。鋁合金 -不導磁、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。有色金屬第6頁/共79頁ASMEseminarMarch20041退火 將材料加熱到一定的溫度，然后緩慢冷卻。目的是使材料軟化，消除冷加工應力。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。對合金以一定的溫度處理以產(chǎn)生一穩(wěn)定的性能。有色金屬合金的熱處理第7頁/共79頁ASMEseminarMarch20041建造規(guī)范對材料的要求第8頁/共79頁ASMEseminarMarch20041建造規(guī)范對材料的要求

具體的要求，

第9頁/共79頁ASMEseminarMarch20041建造規(guī)范對材料的要求例外

第10頁/共79頁UNS的編制方法常用材料UNS編號中各數(shù)字的具體含義 ASME材料與UNS的關系 ASME材料與UNS的關系第11頁/共79頁ASMEseminarMarch20042（1）統(tǒng)一編號體系（UNS）對金屬與合金規(guī)定了18個編號系列，每一種UNS編號由單個字母作前綴，后面為5位阿拉伯數(shù)字組成，大多數(shù)情況下字母代表了金屬性。例如，鋁用A表示，貴重金屬用P表示，不銹鋼用S表示。碳素結構鋼由AISI表示為AISI1020，被容納在UNS內標識為G10200，這里G表示AISI和SAE（

美國機動工程師協(xié)會）標準的碳鋼及合金鋼，五位阿拉伯數(shù)字中，前4位數(shù)字采用了AISI和SAE鋼號系統(tǒng)的數(shù)字編號。第五位數(shù)字，也就是最后一位數(shù)字一般為0，若表示鋼的特殊性能或含有特殊元素時，則采用其他數(shù)字。如GXXXX1，

表示含硼鋼種。又如易切削黃銅，由CDA（

美國銅業(yè)學會）

發(fā)展為CDAC36000，現(xiàn)被容納在UNSC36000內，它屬于ASTMB16標準內的一種銅鋅鉛合金材料。18個編號系列如下：

UNS的編制方法第12頁/共79頁ASMEseminarMarch20042由AISI與SAE系統(tǒng)材料組成UNS編號：（1）G×××××，G表示AISI與SAE碳鋼及合金結構鋼，前四個××××表示AISI與SAE材料系統(tǒng)的數(shù)字編號。第一個×表示：1為碳素鋼，2為鎳鋼，3為鎳鉻鋼，4為鉬鋼，5為鉻鋼，61為鉻釩鋼，8為低鎳鉻鋼，92為硅錳鋼，93、94、97、98為鉻鎳鉬鋼；第二個×表示鋼種或合金元素含量；第三、四個××表示含碳量，以萬分之幾表示平均值；第五個×一般為0，如有特殊要求用1或1以上數(shù)字表示。（2）S×××××，S表示AISI與SAE不銹鋼及耐熱鋼；前三個×××表示不銹鋼類型；第一個×表示：1為沉淀硬化不銹鋼，2為Cr-Mn-Ni-N奧氏體，3為Cr-Ni奧氏體，4為高Cr馬氏體和低碳高Cr鐵素體，5為低碳馬氏體；第二，三個××表示該類型鋼的分類順序號；第四、五個××表示材料順序號（區(qū)別個別成分差別，00為無差別）。常用材料UNS編號中各數(shù)字的具體含義第13頁/共79頁ASMEseminarMarch20042由美國鋁業(yè)協(xié)會（AA）材料組成UNS編號：A×××××，A表示鋁及鋁合金；第一個×區(qū)別鑄造和加工（9表示加工產(chǎn)品，0，1，2，3，4，6表示鑄造產(chǎn)品）；第二個×表示分類代號：1為工業(yè)純鋁≥99%，2表示Al-Cu系，3表示Al-Mn系，鑄造Al-Si-Cu或Al-Si-Mn系，4為Al-Si系，5為AlMg系，6為Al-Mg-Si系（鑄造尚未使用），7為Al-Zn系，8為其他鋁合金，鑄造Al-Sn系，9為備用系，鑄造，其他合金；第三、四個××表示工業(yè)純鋁，僅第三個數(shù)字表示受控雜質個數(shù)，第四、五個數(shù)字合成表示合金編號；第五個×表示工業(yè)純鋁，第四、五個數(shù)字合成組號表示小數(shù)點以后的最低含量。由美國銅業(yè)發(fā)展協(xié)會（CDA）材料組成UNS編號：C×××××，C表示銅及銅合金；第一個×表示分類代號：1為純銅，高銅合金；2為Cu-Zn系，3為Cu-Zn-Pb系，4為Cu-Zn-Sn系，5為Cu-Sn，Cu-Sn-Pb系，6為Cu-Al，Cu-Si，特殊Cu-Zn系，7為Cu-Ni，Cu-Ni-Zn系，8，9為鑄造銅及銅合金；第二、三個××表示合金編號；第四、五個××一般均為00。常用材料UNS編號中各數(shù)字的具體含義第14頁/共79頁ASMEseminarMarch20042A00001～A99999鋁及鋁合金C00001～C99999中銅及銅合金E00001～E99999稀土和稀土族金屬及其合金L00001～L99999低熔點金屬及合金M00001～M99999雜類有色金屬及合金N00001～N99999鎳及鎳合金P00001～P99999貴金屬及合金R00001～R99999活性金屬和高熔點金屬及合金Z00001～Z99999鋅及鋅合金D00001～D99999特殊機械性能鋼F00001～F99999鑄鐵及鑄鋼G00001～G99999AISI和SAE碳鋼及合金鋼H00001～H99999AISI可淬硬鋼J00001～J99999鑄鋼（工具鋼除外）K00001～K99999雜類鋼及黑色金屬合金S00001～S99999耐熱及耐腐蝕（不銹）鋼T00001～T99999工具鋼W00001～W99999按焊接涂層分類的焊接填充金屬，涂藥及管狀焊條ASME材料與UNS的關系第15頁/共79頁ASMEseminarMarch20042UNS（統(tǒng)一編號體系）對焊接填充金屬規(guī)定的編號系列通常歸入二大類型。第一種類型的成分由填充金屬材料分析確定。例如，裸體無藥線材、棒材或鑄造棒材等。第二種類型的成分由焊接涂層分析確定。例如，涂藥焊條、藥芯和其他復合線狀焊條等。對于第一種類型的焊接填充金屬，繼續(xù)按它們的金屬材料成份，被指定在已建立起的編號系列內。例如，SFA-5.9，不銹鋼焊絲和填充絲，若用AWSER316焊絲，它的UNS編號為S31680。對于第二種類型焊接材料被指定為新的基本系列，并用字母W表示，若用AWSE7016的焊條，它的UNS編號為W07016。焊材的UNS編號在ASME第Ⅱ卷C篇焊條，焊絲及填充材料里有較多的介紹。ASME材料與UNS的關系第16頁/共79頁ASMEseminarMarch20042ASME材料與UNS的關系（1）ASME規(guī)范第Ⅱ卷A篇黑色金屬材料標準內約有26種標準的等級號，對應采用UNS編號，尤其是不銹鋼材料絕大多數(shù)有UNS編號。但是標準中沒有用UNS編號表示的材料，不是說明該材料沒有UNS編號，可以從Ⅱ-C篇和Ⅱ-D篇里看到，這些材料也有用UNS編號表示的，如表1所示。（2）在ASME規(guī)范第Ⅱ卷B篇有色金屬材料標準內，除了鈦材沒有直接在標準中采用UNS編號外，其他較廣泛使用的銅鋁鎳鎂鋅合金材料標準均直接采用了UNS編號，但仍然可以在Ⅱ-D篇中查找出鈦材的UNS編號。采用了UNS編號的標準中，基本上把UNS編號作為材料的等級號，因此在使用第Ⅱ卷B篇材料時，UNS編號就顯得格外重要，并且有些材料還有專用名稱。例如：SB-168UNSN06600材料，是一種鎳-鉻-鐵合金，即Inconel600。ASME材料與UNS的關系第17頁/共79頁概述 SectionII中的技術標準 SectionII,PartC ASME第II卷材料第18頁/共79頁ASMEseminarMarch20043ASME第II卷材料鐵基材料非鐵基材料焊條、焊絲及填充金屬材料性能（英制）性能（公制）對于大多數(shù)鍋爐壓力容器規(guī)范卷冊，材料的許用應力可在SectionIIPartD-材料性能中找到。用于：計算所需要的厚度與計算應力值比較SectionIIPartD所列材料順序按合金含量遞增排列：碳鋼鉻-鉬鋼不銹鋼在同一“公稱化學成分”以內，材料的順序按抗拉強度遞增排列。非常便于設計人員使用：合金類型、強度等級。對于某一具體合金牌號，首先看一下技術條件，找出它的公稱合金含量和抗拉強度。概述第19頁/共79頁ASMEseminarMarch20043ASME第I卷和第VIII卷第1分篇的材料應力在表1A和1B中列出。表1A和1B已于1999增補作了全面修改，以反映出用新的設計安全系數(shù)3.5重新計算的抗拉許用應力（第II卷D篇附錄1）。表1A–鋼鐵材料表1B–有色金屬材料使用此表時應注意以下兩點：確認你所查閱的那一行在相應的建造規(guī)范一欄里沒有“NP”（NotPermitted）字樣。確認已查閱過與相應建造規(guī)范有關的注釋。對于按第I卷建造的產(chǎn)品，鑄件的許用應力應以第II卷D篇表1A和表1B中的材料最大許用應力乘以鑄造質量系數(shù)，所有鑄件材料的鑄造質量系數(shù)見PG-25。對于按VIII-I卷建造的產(chǎn)品，鑄鐵（UCI）、球墨鑄鐵（UCD）和低溫材料（ULT），許用應力在VIII-1卷中，而不是SectionIIPartD。另外，UG-7規(guī)定，鑄鐵材料的許用應力應乘于UG-24給出的質量系數(shù)。UG-24對除PartUCI外的鑄鐵材料規(guī)定了質量系數(shù)。概述第20頁/共79頁ASMEseminarMarch20043SectionII中技術條件基本上可分為以下三種類型：材料技術條件，如SA-285；通用技術條件，如SA-20；試驗技術條件，如SA-370；SectionII中的技術標準第21頁/共79頁ASMEseminarMarch20043材料技術標準的構成SectionII中的技術條件的構成基本一致，以SA-285為例：- 范圍 敘述一般性要求- 有關文件 引述ASTMA-20（SA-20）- 一般要求和采購依據(jù) 敘述采購協(xié)議和引述ASTMA-20- 化學成分 Table1給出各級別的化學成分- 機械性能 給出抗拉、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條件中找到，也可以在通用技術條件中找到。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。采購方可查閱技術條件中所列的附加要求，也可查閱A-20/A-20M中詳細規(guī)定”。材料技術標準的構成

第22頁/共79頁ASMEseminarMarch20043SectionII中的通用技術條件有：公稱管 SA-530管子 SA-450不銹鋼板 SA-480碳鋼、低合金鋼板 SA-20結構鋼板、型鋼 SA-6SA-450中的標記要求SA-450是管子的通用技術條件，對管子的標記有以下規(guī)定：制造廠名稱或商標；技術條件號和級別；如果技術條件中的某項試驗將由采購方完成，X、Y或Z字母應標在技術條件號后面。此標記必須采用噴印方式，除非管子的直徑小于1-1/4”（32），則可以使用標簽。通用技術條件

第23頁/共79頁ASMEseminarMarch20043材料的試驗和檢驗基本材料技術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、化學成分試驗查閱E-30，同時還要查閱相應的通用技術條件。試驗結果必須按技術條件的要求進行記錄。材料的試驗和檢驗第24頁/共79頁ASMEseminarMarch20043SectionIIA篇要求的試驗類型SectionII要求進行的試驗有：化學成分 所有材料機械性能 所有材料水壓試驗 管子類材料超聲波 調質鋼渦流 管子類和鑄件SectionIIA篇要求的試驗類型第25頁/共79頁ASMEseminarMarch20043SectionIIA篇要求的機械性能試驗SectionII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 管子類材料導向彎曲 填充金屬、焊制產(chǎn)品夏比沖擊 碳鋼、低合金鋼填充金屬SectionIIA篇要求的機械性能試驗第26頁/共79頁ASMEseminarMarch20043SA-20概述第27頁/共79頁ASMEseminarMarch20043SA-20對碳鋼低合金鋼的標記作了強制規(guī)定，包括：制造廠名稱或商標；爐、批號；技術條件號、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。標記要求第28頁/共79頁ASMEseminarMarch20043SA-178/SA-209中關于標記的要求除通用技術條件外，材料技術條件也對材料標記提出特殊要求。例如，Tube技術條件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技術條件SA-209要求標記除要符合SA-450外，還應在Tube上標出“Hot-finished”或“Cold-drawn”。SA-178/SA-209中關于標記的要求第29頁/共79頁ASMEseminarMarch20043SA-370概述SA-370是關于鋼材機械性能試驗方法的技術條件，內容概括如下：范圍 對本技術條件含蓋的拉伸、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。第30頁/共79頁ASMEseminarMarch20043SA-370概述試驗設備和操作 加載程序及按ASTME4進行鑒定，試驗速度。定義 拉伸試驗定義見ASTME-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 夏比沖擊試驗。式樣 夏比沖擊式樣的尺寸、缺口的方位。試驗設備和條件 說明試驗機和溫度測量儀的一般特性和鑒定要求。試驗結果 沖擊試驗結果的記錄和解釋。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。第31頁/共79頁ASMEseminarMarch20043SectionII,PartC

SectionII,PartCSectionII,PartC是焊接材料的技術條件卷冊，SFA-5.1及其它技術條件均規(guī)定了關于焊材標記的要求，內容如下：包裝上AWS技術條件號和分類制造廠名和牌號標準尺寸和凈重批號、控號、或爐號焊條上上距離夾持端1-1/2”范圍內應標有AWS分類代碼第32頁/共79頁PG-10/UG-10按本卷不允許的標準進行標記或生產(chǎn)以及標記不全的材料 UG-15技術條件的材料形式（VIII-1卷）焊材 預制或預成形的受壓件 第VIII卷第1分篇沖擊試驗要求 材料的返修 材料檢驗和標記 ASME第I卷和VIII－1卷的材料要求第33頁/共79頁ASMEseminarMarch20044PG-10/UG-10按本卷不允許的標準進行標記或生產(chǎn)以及標記不全的材料

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，ASME第I卷和VIII-1卷均允許使用按本卷不允許使用的材料標準進行標記或生產(chǎn)的材料以及標記不全的材料，只要其滿足PG－10/UG-10的相應要求。卷I和卷Ⅷ-1的PG-10和UG-10節(jié)規(guī)定完全-致。應用時，首先要注意PG-10和UG-10節(jié)規(guī)定對于“單-批量”、“特定批量”和“每-件”而言，具體做法及要求都是不同的。以卷I的PG-10的規(guī)定為例，其中只有對“按本卷未允許使用的材料標準認同的材料，或按本卷允許使用的某-材料標準規(guī)定的化學成分采購并按該材料標準規(guī)定的‘單-批量’進行認同的材料”才允許由鍋爐或部件制造廠以外的組織出具復驗合格證明、并進行認同。而對于“特定批量”和“每-件”都“不允許由鍋爐或部件制造廠以外的組織出具復驗合格證明、并進行認同”。當產(chǎn)品為ASME鋼印產(chǎn)品時，目前國內的做法是：制造廠自己按后2種情況進行化學分析和力學性能試驗合格后、認同為相當于某-種ASME材料，并在材料上作出相應的材料標志。但這種情況下仍需要編制1份“NR(不一致性報告)”，按不-致性報告的處理程序辦，并需得到授權檢驗師的同意。第34頁/共79頁ASMEseminarMarch20044PG-10.1/UG-10(a)PG-10.1/UG-10(a)可按材料制造廠提供的完整證明加以識別的材料PG10.1/UG-10(a)允許使用卷中沒有列入的材料，只要此材料可以識別、并能夠通過爐批號追蹤到材料制造廠的原始化學成分。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。第35頁/共79頁ASMEseminarMarch20044PG-10.2/UG-10(b)PG-10.2/UG-10(b)可按生產(chǎn)批號識別、但不能按PG-10.1/UG-10(a)認可的材料PG-10.2/UG-10(b)允許使用卷中沒有列入、雖可識別但不能追蹤到材料制造廠原始化學成分的材料。與PG10.1/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，并將試驗結果與ASME允許的技術條件相比較。如果相符，你可認定此材料符合SectionII的相應材料技術條件。此認可步驟只能由ASME持證廠家完成。第36頁/共79頁ASMEseminarMarch20044PG-10.3/UG-10(c)PG-10.3/UG-10(c)未完全識別的材料PG-10.3/UG-10(c)允許使用卷中沒有列入、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PG-10.2/UG-10(b)相似，但必須逐件進行試驗。此段只能由ASME持證廠家運用。第37頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UG-15技術條件的材料形式（VIII-1卷）UG-15技術條件的材料形式（VIII-1卷）如果材料以一種材料形式列入SubsectionC,UG-15允許使用SectionII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SubsectionC中列有SA-182的材料形式，因此，SA-182-317L可以用于受壓材料，盡管SubsectionC中沒有列入此材料。（注：此材料現(xiàn)已列入SubsectionC）。第38頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UG-15技術條件的材料形式（VIII-1卷）例二（摘自HSBPressurePoints,September1999）問：我們正在為一個要求使用SA-240UNS32950雙相不銹鋼的項目報價，我們發(fā)現(xiàn)此合金并沒有列入TableUHA-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：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條件列入了VIII-1卷的SubsectionC，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，符合相應技術條件的要求。另外，對于焊接管材，許用應力應作必要的調整。第39頁/共79頁ASMEseminarMarch20044焊材第I卷PW－5.4焊條和填充金屬應選用能提供融敷金屬的化學成份和力學性能與被連接材料和預期的使用條件相適應的。第VIII－1卷UG-9要求用于生產(chǎn)的焊材應符合SectionVIII-1、SectionIX、和相應的WPS。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SectionII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。第40頁/共79頁ASMEseminarMarch20044預制或預成形的受壓件預制或預成形的受壓件建造規(guī)范提到，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：PG-11.1/UG-11(a)鑄造、鍛、軋制或模鍛的標準受壓件–管件、法蘭、等。PG-11.2/UG-11(b)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。PG-11.3/UG-11(c)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。第41頁/共79頁ASMEseminarMarch20044VIII-1沖擊要求背景VIII-1卷在87A之前對于碳鋼、低合金鋼用于設計溫度在-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（LEFM）理論為基礎，并根據(jù)材料的試驗結果建立的，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。第42頁/共79頁ASMEseminarMarch20044碳鋼、低合金鋼

沖擊性能材料的缺口韌性與以下因素有關：溫度厚度應力UG-20（b）最低金屬設計壁溫（MDMT）-容器運行過程中的最低溫度。MDMT–必須與相應的MAWP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。第43頁/共79頁ASMEseminarMarch20044沖擊試驗如果要求進行沖擊試驗，UG-84規(guī)定了應該使用的程序。應該假設要求進行沖擊試驗，除非在SubsectionA或C中找到了可以免除的依據(jù)。UG-84接著提到，試驗的程序和設備應符合SA-370的要求。第44頁/共79頁ASMEseminarMarch20044沖擊式樣

第45頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UG-84(c)(4)(b)夏比沖擊試驗

UG-84(c)(4)(b)夏比沖擊試驗UG-84(c)(4)(b)規(guī)定，對于抗拉強度大于或等于95,000PSI的TableUCS-23的材料，以及TableUHA-23的材料，其相應的最小側向膨脹量應按UHT-6。第46頁/共79頁ASMEseminarMarch20044側向膨脹量側向膨脹量第47頁/共79頁ASMEseminarMarch20044圖UG-84.1第48頁/共79頁ASMEseminarMarch20044TableUG-84.2TableUG-84.2第49頁/共79頁ASMEseminarMarch20044TableUG-84.3

TableUG-84.3材料類型 技術條件號板材

PartUCS和UHT SA-20,S5PartUHA SA-480Pipe SA-333Tube SA-334鍛件 SA-350鑄件 SA-352螺栓 SA-320管件 SA-420第50頁/共79頁ASMEseminarMarch20044TableUG-84.4

TableUG-84.4第51頁/共79頁ASMEseminarMarch20044沖擊試驗要求

沖擊試驗要求對于碳鋼低合金鋼材料，應首先假定要做沖擊試驗，然后再來確定是否可以免除。第52頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UG-20(f)免除沖擊條款UG-20(f)免除沖擊條款如果滿足以下條件，P-1Group1或2的材料的沖擊試驗可以免除。材料的控制厚度：1/2”(13mm)對于Fig.UCS-66曲線A的材料；1”(25mm)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)載荷不是設計的關鍵因素。（見UG-22）第53頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UCS-66材料UCS-66材料除非另有條款給予免除，對于最低設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、平封頭板、焊縫襯墊、與容器構成結構整體并與受壓件相焊的裝接件，都應分別判斷是否要進行沖擊試驗。第54頁/共79頁ASMEseminarMarch20044Fig.UCS-66Fig.UCS-66根據(jù)材料的牌號，如果最低金屬設計壁溫和厚度的交點落于Fig.UCS-66相應曲線的上方，可免做沖擊試驗。圖中使用的厚度按UCS-66(a)(1~3)的定義來確定。第55頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UCS-66(a)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4in（100），并且MDMT<120F（48C），必須進行沖擊試驗；控制厚度超過6in（152），用螺栓連接的元件，如果MDMT<120F（48C）必須進行沖擊試驗。第56頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UCS-66(b),降低溫度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：最低金屬設計壁溫不能低于-55F（-48C），除非實際拉應力與許用應力的比值小于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）以下均應做沖擊試驗，除非實際應力與許用應力的比值小于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。第57頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UCS-66(c)，免除UCS-66(c)，免除UCS-66(c)規(guī)定，ASME/ANSIB16.5和B16.47鐵素體鋼法蘭、以及SA-216GRWCB制成的對開式活套法蘭用于設計金屬溫度等于或高于-20F（-29C）時，可不必進行沖擊試驗。第58頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UCS-66(d)，免除UCS-66(d)，免除UCS-66(d)允許對厚度小于0.10in（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（NPS4或以下），當厚度不超過對應于規(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)20~35 0.237(6)36~45 0.125(3.2)46和更高 0.100(2.54)第59頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UCS-66(e)~(h)，免除UCS-66(e)UCS-66(e)規(guī)定，對于厚度小于1/4”（6mm）的板材，材料技術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65ksi的材料必須進行沖擊試驗。UCS-66(g)按材料技術條件由材料制造廠做過沖擊試驗的材料，只要MDMT不低于材料技術條件規(guī)定的溫度、或低于材料技術條件規(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”（6mm）、且MDMT-20F，可免做沖擊試驗。第60頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UCS-66(i)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）。Fig.UCS-66.1和Fig.UCS-66.2還可以用于承受非一次薄膜應力的元件，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。第61頁/共79頁ASMEseminarMarch20044沖擊試驗的控制厚度Fig.UCS-66使用的厚度是按UCS-66(a)(1~3)的定義確定的。UCS-66(a)(1)焊接件對接接頭–最厚接頭處的公稱厚度；角接接頭–兩被連接件中較薄件的厚度；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”（101mm）、且其MDMT<120F（49C），必須做沖擊試驗。UCS-66(a)(2)鑄件的控制厚度為鑄件的最大公稱厚度。UCS-66(a)(3)非焊接平板狀件（如螺栓連接法蘭蓋、管板、平封頭等）的控制厚度為平板狀件的厚度除以4（t/4）。如果非焊接件的控制厚度>6”（152mm）、且MDMT<120F（49C），必須進行沖擊試驗。UCS-66(a)(4)非焊接的成形封頭見Fig.1-6sketch(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。第62頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UCS-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：任何一邊母材要做沖擊試驗；焊接按技術條件進行過沖擊試驗的材料（TableUG-84.3）、或曲線C或D的母材，且當-55FMDMT-20F（-48CMDMT-29C）時；（除非焊材已按相應的SFA技術條件在不高于MDMT的溫度下進行過沖擊試驗并按此分類。）焊接按技術條件進行過沖擊試驗的材料UCS-66(g)，當MDMT<-55F（-48C）時。

UCS-67(b)無填充金屬的焊縫，在下列情況下焊縫應做沖擊試驗：焊縫處的厚度>1/2”（13mm），無論MDMT為多少；或焊縫處的厚度>5/16”（8mm），且當MDMT<50F（10C）。注：此處不包括ERWPipe/Tube材料。UCS-67(c)焊縫熱影響區(qū)（HAZ）應做沖擊試驗，當：母材要求做沖擊試驗；焊縫有單個焊道的厚度>1/2”（13mm），且MDMT<70F（20C）；焊接按技術條件進行過沖擊試驗的材料UCS-66(g)，當MDMT<-55F（-48C）時。UCS-67(d)按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：焊縫金屬連接的母材按UCS-66免除了沖擊試驗，且MDMT-20F（-29C）；屬于UCS-67(a)(2)曲線C/D、或按技術條件進行過沖擊試驗的材料且-55FMDMT-20F（-48CMDMT-29C）或(a)(3)按技術條件進行過沖擊試驗的材料，當MDMT<-55F（-48C）定義的焊縫金屬；HAZ所在母材按UCS-66免除了沖擊試驗，但當UCS-67(c)(3)按技術條件進行過沖擊試驗的材料，當MDMT<-55F（-48C）適用時除外。第63頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UHA-51高合金材料的沖擊試驗UHA-51d構成如下：試驗要求：UHA-51(a) 母材、焊縫和HAZ的試樣、驗收標準、復驗要求；UHA-51(b) 焊縫和HAZ的要求；UHA-51(c) 有熱處理時的特殊要求。免除試驗：UHA-51(d) 母材和HAZUHA-51(e) 焊縫UHA-51(f) 容器（產(chǎn)品）焊縫UHA-51(g) 低應力情況下的免除第64頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UHA-51母材的沖擊要求第65頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UHA-51焊縫的沖擊要求第66頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UHA-51（C）UHA-51(c)母材UHA-51(c)當進行了熱處理，則要求做沖擊試驗。注意：此要求超越UHA-51中其它任何免除條文。只要進行了下列熱處理，就要求在MDMT下（但最高不超過70F）做沖擊試驗：(c)(1) 奧氏體不銹鋼：900F到1659FType304、304L、316、316L經(jīng)900F到1300F的熱處理，如果MDMT不低于-20F，且容器（產(chǎn)品）經(jīng)過熱處理的A、B類接頭的焊縫金屬做沖擊試驗，可免除沖擊試驗。(c)(2) 奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼：600F到1759F(c)(3) 鐵素體鉻不銹鋼：800F到1350F(c)(4) 馬氏體鉻不銹鋼：800F到1350F第67頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UHA-51（C）第68頁/共79頁ASMEseminarMarch200414UHA-51(b)焊接工藝評定（焊縫和HAZ）第69頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UHA-51（g）母材、HAZ和焊縫UHA-51(g)是關于在低應力下免除沖擊試驗的條款。當設計拉應力與許用應力的比值小于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的材料（母材、HAZ、和焊縫金屬）均可以免除沖擊試驗。第70頁/共79頁ASMEseminarMarch20044UG-84(i)，產(chǎn)品沖擊試板UG-84(i)規(guī)定，當規(guī)范的其它條款、如UG-67、UHT-82或UHA-51要求做沖擊試驗時，必須為所有的焊接接頭制備產(chǎn)品沖擊試板。試板材料必須與容器材料同P-No.和GroupNo.，A類接頭的試板一般必須是產(chǎn)品焊縫的延伸