超過 UG-20f規(guī)定范圍工作的碳素鋼高

　　ASME規(guī)范VIII—1卷中低溫沖擊試驗要求的評定原則_工程科技_專業(yè)資料。ASME 規(guī)范 VIII—1 卷中低溫沖擊試驗要求的評定原則 【摘要】本文主要介紹了 ASME 規(guī)范第Ⅷ-1 卷中對碳鋼低合金鋼材料的沖 擊要求進行了詳細講解，便于實際設(shè)計生產(chǎn)中借鑒。 【關(guān)鍵詞】A

　　ASME 規(guī)范 VIII—1 卷中低溫沖擊試驗要求的評定原則 【摘要】本文主要介紹了 ASME 規(guī)范第Ⅷ-1 卷中對碳鋼低合金鋼材料的沖 擊要求進行了詳細講解，便于實際設(shè)計生產(chǎn)中借鑒。 【關(guān)鍵詞】ASME；控制厚度；設(shè)計金屬溫度 前言 ASME 規(guī)范第 VIII-1 卷對不同材料其低溫使用限制是不同的，高低溫交變濕熱試驗箱 我們主要對碳 鋼及低合金鋼制造的壓力容器的低溫使用限制進行講解， 同時對高合金鋼及有色 金屬的低溫使用限制也進行簡單介紹。 對于碳鋼及低合金鋼材料來說，主要按照 UCS-66 節(jié)的規(guī)定執(zhí)行。同種材料 的設(shè)計金屬溫度主要取決于控制厚度， 不同材料的設(shè)計金屬溫度是不同 的，一臺壓力容器需要很多獨立部件構(gòu)成，每個部件的材料也不完全相同，所以 相應(yīng)的設(shè)計金屬溫度也不同。 根據(jù)容器上不同的元件材料類別、控制厚度、應(yīng)力狀態(tài)等特性，應(yīng)用沖擊試 驗免除曲線計算確定容器允許的設(shè)計金屬溫度（MDMT） ，取各元件中的 高 MDMT 與容器的使用溫度進行比較。當 MDMT 低于使用溫度時， 設(shè)屬于低溫操作，相應(yīng)元件需要做沖擊試驗。在 MDMT 的確定過程中，可以 通過改變材料熱處理狀態(tài)，增加未要求的焊后熱處理工序等方法來降低 MDMT 溫度來豁免沖擊試驗。 單獨元件控制厚度與焊接組合件的控制厚度是不同的，單獨元件分板材，鍛 件， 鑄件， 管材等， 不同類別材料的設(shè)計金屬溫度按相應(yīng)章節(jié)要求進行評定。 焊接組合件的控制厚度按組合件規(guī)定選取并評定其組合件的實際金屬溫度。 壓力容器、管道、設(shè)及其構(gòu)件在低溫下操作容易發(fā)生脆性斷裂，因此設(shè)計 人員在容器設(shè)計時需要對材料在低溫狀況下使用時的強韌性提出高的要求。在 GB150 中規(guī)定，容器設(shè)計溫度低于-20℃則屬于低溫容器，其受壓元件用鋼必須 做夏比（V 型缺口）試驗。 在 ASME Ⅷ-1 中則是通過確定容器允許的設(shè)計金屬溫度 MDMT， 與容 器的使用溫度進行比較，若使用溫度低于 MDMT，則屬于低溫容器。反之， 則不屬于。ASME Ⅷ-1 對其所用的材料是否做低溫沖擊給出了免除沖擊試驗的 條件和確定沖擊試驗溫度的方法。 1.沖擊試驗評定原則 首先要界定容器上哪些零件需要做沖擊試驗的判定。 在 ASME Ⅷ-1 UCS-66 （a）中指出：所謂的部件不外乎殼體、封頭、接管、人孔、補強圈、法蘭、管 板、高低溫交變濕熱試驗箱平蓋、襯環(huán)（焊后不去除）及對容器整體結(jié)構(gòu)必需的且與承壓件相焊件。每 個部件都應(yīng)按其相應(yīng)的材料類別、 控制厚度及設(shè)計金屬溫度對其沖擊實驗要 求進行評定，按標準所定義的厚度和設(shè)計金屬溫度來判定沖擊試驗的要求。 其中對“對容器整體結(jié)構(gòu)必需的且與承壓件相焊件”的理解， 筆者認為其意指容器 上的支座，吊耳等，因此也應(yīng)進行沖擊試驗的判定。 UCS-66 中對沖擊試驗評定是使用一組沖擊試驗免除曲線，該組曲線是按材 料的設(shè)計金屬溫度及材料的控制厚度將常用的鋼材分成了 A， B， C， D 四組。 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。 除非另有條款給予免除， 對于設(shè)計金屬溫度和控制厚度進行查圖， 反之對該元件可不必做沖擊試驗。 在評定沖擊試驗要求時確定元件的控制厚度非常重要，ASME Ⅷ-1 中給出 了一些典型容器控制厚度的定義。 2.進一步降低溫度的方法 規(guī)范中進一步規(guī)定： 當受壓元件與承載元件在操作條件下的實際應(yīng)力值與材 料的許用應(yīng)力值的比值小于 1 時，設(shè)計金屬溫度可進一步降低。 ASME 規(guī)范中還規(guī)定，對于 P-No.1 材料，當進行了焊后熱處理，而此焊后 熱處理又不是規(guī)范要求的，此時 UCS-68 允許將 MDMT 降低 300F（170C） 。 3.可以免除的條件 在 ASME Ⅷ-1 中制定了一些可以免做沖擊試驗的條件。 a.在 UG-20（f）規(guī)定，滿足以下所有條件時，材料可以免做沖擊試驗： 1）P 值為 1，組別為 1 或 2 的材料； 2）曲線 A 適用的材料，但厚度不超過 1/2in； 3）曲線 B，C 和 D 適用的材料，但厚度不超過 1in； 4）按 UG-99（b） ， （c）或 27-3 的方法對容器進行液壓試驗； 5）設(shè)計溫度在-20～6500（-290C～3450C）之間； 6）容器使用過程中不受到熱沖擊載荷、機械沖擊載荷或交變載荷的作用。 在應(yīng)用上述條件時， 要求薄壁容器既不在過低溫度下工作也不受交變溫度和 壓力的作用。高低溫交變濕熱試驗箱低合金鋼容器，超過 UG-20（f）規(guī)定范圍工作的碳素鋼容器，需 要根據(jù) UCS-66 確定是否可免除沖擊試驗。 b.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-200F （-290C） 時， c.當 MDMT 低于-550F（-480C） ，但不低于-1550F（-1040C） ，圖 UCS-66.1 所定義的相應(yīng)比值不大于 0.35，則無須做沖擊試驗。 4. 不可獲免的條件 同樣在 ASME Ⅷ-1 中也制定了一些不可免做沖擊試驗的條件。 a.不管什么材料，對于以下情況，必須進行沖擊試驗： 1）如果焊接接頭處的控制厚度大于 4 in 且設(shè)計金屬溫度低于 1200F （480C） ，必須進行沖擊試驗； 2）對于非焊接件其控制厚度超 6in.（150mm） ，且設(shè)計金屬溫度低于 1200F（500C）必須進行沖擊試驗。 b.除非圖 UCS-66 中指定豁免外，規(guī)定小屈服強度大于 65ksi（448MPa） 的材料必須做沖擊試驗。 5.高合金及有色金屬材料的低溫沖擊試驗要求 ASME 規(guī)范第 VIII-1 卷 C 分篇中對不同類別材料的沖擊要求有具體規(guī)定， 高合金鋼的沖擊要求見 UHA，有色金屬材料的沖擊要求見 UNF 等。 6、結(jié)
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