《ASME锅炉及压力容器规范》简介.pdf

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ダ,ASME,民が容器,技术状
山东故本
1997年第1期(总第93期)
《ASME锅炉及压力容器规范》简介
Brief introduction of"ASME boilers &pressure vessels code
230u东电力科学呼充试检院张广でkュ2厂
1915年,美国机工程师学会(符称ASME)锅织必须为检验师提供所有的图纸、计算书、说明书、
炉压力容器委员会制定出第一版ASME规范,当时工序卡、修复程序、有关记录、试验结果和其它检验
的名称为“电站炉建造规程和许用工作压力准师认为必要的资料文件。投权检验师有很大的自由
见,尚不包括压力容器。现在龙范已发展为11卷,度和权限,来证实规范柝志钢印持有者是否遵守所
分劉为动力锅炉、材料、核动力设备、采炉、无损有要求的規范准別。当设备完成兹体水压而且浸权
检验、采段解炉维护和运行的推荐准、动力炉维检验师签暑数据报告(有着固定格式,用来汇总重要
护的推春准则、压力容器、焊接及焊评定、玻璃纤设计资料并館表明創造厂按ASME规范建造的数
维增强料压力容器、核动力设备在役检查准则等、据表格)后,表明制造厂已提供了符合规范晏求的设
ASME规范是按腺被认可为符合美国国家标准的程备。
序制定的,是一部历史悠久的、倌重的并且建立在长
期成功经验之上的规范。该规范应用遗及美国和加2设计方法
章大,并已成为一部国际公认的标准。近几年来,我2.1常规设计
国引进了不少按照ASME规范建造的国外先进的
ASME第I卷、IV卷、V第一分册以及第
锅炉设备,这就要求我们对ASME規范有一定的了巻的一部分属于常媲没计的范。常规设计是以经
解,本文将对该范的返栽情况及其设计方法和思验为础的设计方法,它的典型过程是:确定设计载
想作简单的介绢。
荷和所用材料的许用应力,然后根据造取的设计公
1范运装况
式计算出容器所壁,再根据规规定的造细
节进行设计。常规没计主要针对以性失效和变失
ASME炉及压力容譽规范规定了建造炉、效两种方式?大部分压力容承受完全稳定載荷,通
压力容器和核动力装量时所应守的规程,包括对常不考虑疲劳破坏,但是如果容器运行中承受机
材料、设计、造、检查,检验打钢印的要求。削造成力或热力等循环载荷,制造厂必须应用疲劳设
厂ー且通过委员会对其削造能力和质量控体系的计方法来设计。
查,取得ASME投权证书后,制遣厂就要抟规
常規设计方法不是建立在详细应力分析基础上
范的绥求建造、出具文件,经第三方检验认可后,在的,在应力分析中,一般只考虑和外载平街的应力,
设备上打上标志钢印。
即一次应力或薄膜应力。这并不是说范忽略了其
第三方检验应依掃ASME范委员会立的它类型的应力,第Vェ巻第一分册UG-23篇,就有
体系来确认从事建遣的制造厂和其它授权机构是否一段关于常规设计采用薄膜应力合理性的陈述:“我
确实遵守ASME范。如炉制造厂和胸买用户是们知道按照这些规则设计和制造的容可能存在高
最初双方,一个授权检验师是融立的第三を,第三方的局部不连续应力?在可能范国内,已写出了详细的
的作用就是确认和证实制造厂从規范。
没计规程将此应力限制到了安全水平”。这就是说
投权检验师是指通过书面考试合格得到检验师规范采用了较低的材料许用应力值,即采用较高的
资格证书并被美国的州或自治区、加拿大各省或保安全系数,补偿了这种处理向题的不精确性引人的
险公司用,投权填写炉及压力容器安全保证书偏差,举例来讲,当受压元件(铁基材料)承受温度低
的职业工程师。
于控制应力选择的塌变和应力断裂的温度范时
个组织(比如是一个造厂)ー旦获得使用(例如碳钢承受温度在350℃.以下时),ASME规范
ASME范标志钢印的授证书,该组织就必须为规定材料的最大许用应力是下列各值中的最低值:
投权检验师提供方便,来完成規范要求的检查,该组
(1)室温下規定的最小抗拉强度的】/4,(也就是
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1997年第1期(总第93期)
说安全系数a为4)
应力强度,防止由于循环载荷引起的衰劳破坏
(2)承受温度下抗拉强度的1/4,(也就是说安全
新的不常用设计
系数为4
(3)室温下规定的最小屈服强度的2/3,(也就是
ASME规范不对任何一种特定设计作出批准和
说安全系数o,为1,5)
保证,也不限制制造厂自主选用符合规范准则的任
(4)承受温度下屈眼强度的2/3,(地就是说安全何设计方法和任何结构形式。例如山东邹县电厂三
系效为1.5)
期工程引进的两台60MW机组其中炉是由美
而我国锅炉规范中规定,当受压元件承受温度国FW公司按ASME标准跫的,它的汽包筒体相
低于控制应力选择的变和应力断裂的温度范围时邻两筒节的纵孌没有互相惜开,而是此相迷,这在
(例如碳钢承受温度在350℃以下时),材料的最大许我国的JB1609-93(锅炉縐简例造技术条件》中是不
用应力[]等于材料的基本许用应力[]乘以修正允许的,但在ASME第一巷动力锦炉中并没有规
系数η其中η是基本许用应力修正系数,其值在0.9定汽包筒体相邻两节的纵不能此相连,因此
~1,0之间。[]是下列各值中的最低值
F公司的设计是符合ASME规范的娶求的。在规
(1)承受混度下抗拉强度的1/2.7
范第I卷序官中有这样的描述:“规范不包含设计和
(2)承受温度下屈服强度的2/3
造上的所有细节,对未规定的缡节,在取得权检
这就是说,我国锅炉规范的安全系数为2.7/验师的同意之后,制造厂应补充提供设计与制澄
安全系数心为2.7/,安全系数c,为1.5/m安全节,并使之达到与规范同等安全要求。
系数为1.5/,可以看出,ASME规范采用的关于
这段要的论述为接受规范没有提供的新型式
抗拉强度的安全系软我国的高。
或特设计开创了一条路子,只娶投权检验师同意,
2.2分析设计
认为新设计达到规范要求的问等安全性,新的设计
ASME規范第『卷大部分和第V【卷第二分册就是可以接受的。这个“同等安全性的概念近常只
蒋于分析设计的范時。分析设计是考虑大多数可能适用于規范里采用常规没计方法的建造。
的失效形式(过量弹性破坏包括弹性失稳、过量
第卷、第【卷、第矿卷、第卷第一分册规定
性破坏、性断、应力断袭/变破坏、製性失稳一了另一种允许采用的新的或特琮设计的方法,就是
累积塑性变形長發逐渐的期读、低周寂劳、应力腐蚀破坏性或验正性水压试验,当规则没有规定,或不能
等)并针对每种类型的失效形式部提供相应的安全以令人滑意的精确度计算锅炉受压件上的某一结树
裕度(应力极限)》。这种设计方法要求对所有类型的或任何受压件的强度时,可通过这种试验方法来确
应力和如载情况进行精确的分类和分析,严格控制定受压件的安全设计氏力。制遣厂应建立一个全尺
造和检验饔庨,因此,允许果用较高的许用应力,寸的试样?井拔ASME第【卷附录A-22用水
不降低安全性
试验方法确定炉受压件最高允许工作压力的标准
分析设计方法常将应力分为一次应カ、二次应实方法”进行试验,直至试样发生屈服或爆改,这
カ、局部应力或峰值应力。对于三种不同的应力组合取决于采用哪一种试验方法?然后通过一个合造的
建立了不同的应力扱限,