ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程

ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程1ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程5/9/2024目錄一.適用范圍二.責任三.設(shè)計四.材料采購5/9/20242ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程一.適用范圍［U-1］本冊包括了對壓力容器的材料、設(shè)計、制造、檢驗、檢測、試驗、出證和壓力泄放的強制性要求，特殊的禁止要求和非強制性的指導。1.設(shè)計壓力：15psi(100kPa)＜設(shè)計壓力≤3000psi(20MPa)［U-1(c)(2)(h),U-1(d)］2.容器類型：

(1)不包括的［U-1(c)(2)(a)~(j)］

(2)包括的［U-1(f)(g)(h)(i)(j)］5/9/20243ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程一.適用范圍［U-1］3.內(nèi)徑：>6in.(152mm)［U-1(c)(2)(i)］4.幾何范圍［U-1(e)(1)~(4)］,包括直接焊到受壓件上的非受壓件

［U-1(e)(2)］5.滿足這一冊所有要求的任何壓力容器都可以打“U”標志［U-1(c)(2)］6.沒按照規(guī)范全部要求建造的任何產(chǎn)品都不得使用規(guī)范標志，即100%符合ASME規(guī)范（政策聲明）5/9/20244ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程二.責任1.用戶應(yīng)建立”用戶設(shè)計要求”(合同、圖紙）2.成形、無損檢驗和熱處理等可以外包，給容器打規(guī)范標志的制造廠對符合本冊的全部要求負責3.焊接：［UW-26］［UW-31］5/9/20245ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程5/9/20246ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程5/9/20247ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程5/9/20248ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程5/9/20249ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程5/9/202410ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計(1)客戶提供的文件：制造廠簽字批準用于生產(chǎn)，負總的規(guī)范責任。(2)非受壓件的文件：如支座、吊耳等受力不受壓的零件。(3)規(guī)范沒有給出設(shè)計和建造細節(jié)的，制造廠應(yīng)提供，經(jīng)AI認可［U-2(g)］5.材料選擇［UG-4］(1)受壓件(Pressureparts)—第II卷給出的，5/9/202411ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計并限于C分卷允許的，UG-23(最大許用應(yīng)力值)中引述的表所列出的材料。(2)非受壓件(Nonpressureparts)—如裙座、支座、擋板、吊耳等?？捎梅且?guī)范材料，但是要求(a)焊評(b)沖擊免除評定。因此非規(guī)范材料應(yīng)慎用［UCS-66(a)］,如不去除的襯墊、焊到受壓件上的裝接件、把手、吊耳、銘牌架等。5/9/202412ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計6.計算(1)厚度計算：如筒節(jié)t＝PR／(SE－0.6P)(a)要求的最小厚度(min.requirethk.),即公式算出的厚度［UG-27(a),附錄3］(b)設(shè)計厚度(designthk.):要求的最小厚度＋腐蝕裕量(UG-25)(c)提供的厚度,即公稱厚度(providedthk.)≥設(shè)計厚度5/9/202413ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計(d)軋制下偏差(Undertolerance)［UG-16(c)(d)］板材的下偏差不大于0.01in(0.25mm)或6%采購厚度的小者，設(shè)計時不考慮。管子(pipe)的下偏差-12.5%要考慮，但補強計算時不考慮。(e)最小厚度(min.thk.)［UG-16(b)］(f)核對提供的厚度≥最小厚度＋腐蝕裕量5/9/202414ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計

(2)最大許用應(yīng)力值S第II卷-D篇中表1A&1B許用應(yīng)力值的根據(jù)［II-DAPP.1］(a)抗拉強度安全系數(shù)3.5，屈服強度安全系數(shù)3/2(b)不銹鋼有兩個應(yīng)力值，如SA-240304在100℃的許用應(yīng)力有113MPa和137MPa。對墊片連接的法蘭或少量的變形就會造成滲漏或故障的其他用途，不推薦采用大值。(安全起見均選小值)5/9/202415ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計

(3)焊接接頭系數(shù)E(a)UW-12---除了UW-11(a)(5)之外，焊接接頭系數(shù)只取決于它本身的型式和無損檢測程度，和其他焊縫無關(guān)。但UW-11(a)(5)的A和D類焊接接頭系數(shù)就受到與它相交的環(huán)縫B、C的影響。(b)充分檢測(fullradiographyorfulllength),不是100%也不是全部，只要滿足了某種檢測程度，焊接接頭系數(shù)能取表UW-12中(a)欄的系數(shù)，就是充分檢測。5/9/202416ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計如:接管公稱直徑NPS≤10in，壁厚≤11/8in的B和C類環(huán)縫不要任何RT,但E=1.0;UW-11(a)(5)(b)spotRT滿足了，E=1.0,也為充分檢測。即筒節(jié)或封頭內(nèi)的A&D類焊縫100%檢測，與之相交的B和C類焊縫只有滿足UW-11(a)(5)(b)的sportRT滿足了，E=1.0，稱為充分(full)檢測，否則E=0.85或0.8［UW-12(d)］(c)焊接接頭的分類［UW-3］5/9/202417ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計指接頭在容器上的位置而不是接頭的型式。分A類,B類,C類,D類5/9/202418ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計

(d)檢測要求(i)規(guī)范要求的檢測［UW-11］----RT充分檢測UW-11(a):①致死介質(zhì)②對接焊縫，其焊接接頭處最小公稱厚度＞11/2in.(38mm)③非直接火鍋爐④上述容器上的各接管連接的對接焊縫(NPS10-DN≤250，t≤11/8in.-29mm除外)

5/9/202419ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計

評定標準UW-51(焊接接頭的射線檢測)----RT局部檢測①UW-11(a)(5)(b)—UW-52評定②UW-9(d)(焊接接頭的設(shè)計):相鄰A縫間距＜5tmax--UW-51評定③UW-14(b):不補強開孔可開在焊接接頭上，檢測長度為開孔直徑的3倍，滿足UW-51規(guī)定的RT檢測。經(jīng)補強的任何開孔均可位于焊接接頭上，不需RT檢測。5/9/202420ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計

以上三種局部檢測不得用來滿足UW-52局部檢測的要求。即每50ft(15m)另加UW-52,不加UW-52,E不得取為0.85或0.8。RT局部檢測UW-11(b),UW-52,沒有T字焊接接頭(交叉焊接接頭)必照的規(guī)定。----MT或PT檢測,屬表面檢測，與焊接接頭系數(shù)無關(guān)：①UG-93(d)(3)&(4)—Fig.UW-13.2平板的坡口和周邊，(b),(c),(d),(f),(n);焊后外周邊(a),(b),(c),(d)，MT或PT5/9/202421ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計

②UW-50,進行氣壓試驗的容器，開孔周圍的焊縫和所有連接焊縫包括非受壓件與受壓件的連接焊縫,MT或PT③封頭旋壓工藝孔補焊后,MT或PT［UW-34旋壓孔］----UT檢測［UW-53焊接接頭超聲波檢測方法］UW-11(a)(7),最后的封閉焊縫，不能RT時。沒有RT設(shè)備不是理由，不能用UT代用。5/9/202422ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計(ii)RT在銘牌上的標記［UG-116(e)必要的標志］RT1---滿足UW-11(a)&UW-51,E=1.0RT2---滿足UW-11(a)(5)的要求，按UW-11(a)(5)(b)的要求抽樣RT,E=1.0RT3---滿足UW-11(b)spotRT,E=0.85RT4---以上都不適用時5/9/202423ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計(iii)規(guī)范要求之外的檢測可以用戶規(guī)定，也可以制造廠規(guī)定，為了質(zhì)量，或節(jié)省材料(4)接管壁厚［UG-45接管頸部厚度］①UG-45(a)接管設(shè)計壁厚,t1②UG-45(b)(1)裝接管的筒體或封頭設(shè)計厚度(E=1.0),t2③UG-45(b)(4)標準管壁管子的最小厚度+腐蝕裕量，t35/9/202424ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計④取t2和t3的小者=t4⑤取t4和t1的大者=t5⑥提供厚度(公稱壁管)×(1-12.5%)≥t5,OK檢查孔只按UG-45(a)規(guī)定。如果用鍛件做或tube,就不用扣除12.5%。(5)開孔補強---參看設(shè)計公式(6)接管裝接焊縫［UW-16］包括角焊縫和部分穿透焊縫，必須計算，在圖紙上給出。角焊縫尺寸在開孔補強UG-37和接管裝5/9/202425ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計接強度計算UG-41與UW-15要用。tc=腰高=min.［1/4in.(6mm)或0.7tmin.］tmin.=min.［3/4in.(19mm)或去掉腐蝕裕量后兩連接件中較薄件厚度］=te(焊腳長)如：tc=6mm,te=√2tc=8.5mm(7)接管裝接焊縫的強度(a)UG-41(補強件的強度),要求承受的載荷W,W1-1,W2-2,W3-3,取小者。5/9/202426ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計按UW-15(c),UG-45(c)計算各類許用應(yīng)力值。接管壁剪切強度=π／2×中徑×壁厚×接管壁剪切應(yīng)力角焊縫剪切強度=π／2×接管外徑×焊腳高×角焊縫剪切應(yīng)力坡口焊縫拉伸強度=π／2×接管外徑×焊縫厚×坡口焊縫拉應(yīng)力校核各途徑的組合強度都大于所需的強度5/9/202427ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計(b)免除裝接強度計算的焊接接頭:UW-15(b):①Fig.UW-16.1②UG-36(c)(3),免除補強要求的開孔③UG-53,孔橋計算的開孔(8)冷成型纖維伸長［UCS-79］----決定被成型的零件筒體或封頭是否需要熱處理。如：雙曲線形狀的零件---封頭5/9/202428ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計最大纖維伸長率(%)=75t／Rf(1-Rf／Ro)＞5%5個條件有一個滿足，要熱處理5個條件都不滿足，對于P-No.1Gr.Nos.1和2的材料,%＞5%直到40%,不要熱處理(9)最大許用工作壓力(MAWP)［UG-98］要打在銘牌上，是容器在正常工作位置，其頂部可以允許的最大壓力。是各零件計算的值減去靜壓頭后的最小值，用熱態(tài)應(yīng)5/9/202429ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計

力腐蝕后的厚度計算：P=SEt／(R+0.6t)也可以不計算，就取其等于設(shè)計壓力。(10)水壓試驗壓力和溫度［UG-99］UG-99(b)----MAWP×1.3×應(yīng)力最小比值UG-99(c)----根據(jù)計算來決定試驗壓力,用公式:P=SEt／(R+0.6t)在新的冷的狀態(tài)下，即用試驗溫度下的應(yīng)力，公稱壁厚，計算出每個受壓件的最大允許的壓力，乘1.3，再減去那個受壓件上的靜壓頭，其中的最小值就是容器頂部的5/9/202430ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計試驗壓力。試驗溫度----指的是金屬溫度，建議的溫度＞30°F(17℃)＋MDMT,＜120°F(48℃)(11)焊后熱處理(PWHT)測溫熱電偶要求直接裝在工件上［UW-40(c)］公稱厚度，就是焊接接頭厚度［UW-40(f)］:①全焊透對接焊等厚零件，為除去焊縫余高的焊縫總深度5/9/202431ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計②坡口焊縫，是坡口深度③角焊縫是腰高④不等厚度零件焊接，按［UW-40(f)(5)］。不等厚兩件，薄者；接管裝接焊縫，取接管頸或殼體或補強板或角焊縫的厚者；非受壓件裝點處的焊縫厚度⑤返修焊縫為返修焊縫深度5/9/202432ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計熱處理試板［UCS-85］:①UCS-85(c)---經(jīng)Ac1相變溫度以上和焊后熱處理的容器都得有試板，但是：②在UCS-85(f)---P-No.1Gr.1和2的材料以及退火狀態(tài)使用的所有碳鋼和低合金鋼免除上述①中的試板③非正火狀態(tài)供貨的材料，熱成形時要帶試板5/9/202433ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計(12)沖擊評定［UCS-66］:確定容器免除沖擊試驗的最低設(shè)計金屬溫度的方法，所確定MDMT是要打在銘牌上的,這個溫度低于用戶給定的最低使用溫度(UG-20)時，就免除沖擊。(1)UG-20(f)----五個條件同時滿足，沖擊試驗可免除：①P-No.1Gr1或2，UCS-66的曲線A,1/2in.(13mm);曲線B、C或D,1in.(25mm);

5/9/202434ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計②按UG-99(b)或(c)進行液壓試驗③-20°F(-29℃)≤設(shè)計溫度≤650°F(345℃)UCS-66----材料、厚度和溫度三者組合確定沖擊是否免除，每一個受壓件和焊到受壓件上的裝接件都要評定。(2)控制厚度，見FigUCS-66.3［UCS-66(a)］:①對接接頭，最后的焊縫，圖(a)5/9/202435ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計②角接焊縫，角焊縫，搭接焊縫，兩件的薄者，圖(f),(g)③平封頭或管板，兩件的薄者或平板元件除以4的厚者，圖(c),(d),(e)④接管的焊接組件，最熱的MDMT作為該焊接組件的許用MDMT,圖(b)⑤平的非焊接件，螺栓連接的法蘭、管板和平封頭，平板元件厚除以45/9/202436ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程三.設(shè)計(3)進一步降低MDMT［UCS-66(b)］:如果上述確定的MDMT高于最低使用溫度，就得做沖擊，如不做沖擊，可以用Fig.UCS-66.1來降低MDMT到最低使用溫度以下，而避免沖擊。(4)在MDMT不低于-20°F(-29℃)下使用的法蘭無須做沖擊試驗［UCS-66(c)］:ASMEB16.5，ASMEB16.47鐵素體鋼法蘭5/9/202437ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程四.材料采購1.概述(1)體系：第II卷-A篇---鐵基材料第II卷-B篇---非鐵基材料第II卷-C篇---焊條、焊絲和填充金屬材料第II卷-D篇---性能(2)SA-/SA-M(公制)---ASME;A---ASTM(3)制造公差5/9/202438ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程四.材料采購①板---通用要求SA-20,表A1.1,0.01in.；表A2.1，0.3mm②管---pipe，通用要求SA-530，B36.10，-12.5%,SA-106tube，通用要求SA-450,負偏差為零,SA-179,SA-192(4)技術(shù)條件說明(specification)5/9/202439ASMEVIIII壓力容器建造規(guī)則基本設(shè)計過程四.材料采購①正文---是強制要求,必須滿足的