ASME锅炉及压力容器规范新材料的批准要求.pdf

2008年第2期
No.2.2008
Nuclear Satety
2な
ASME锅妒及压力容恐规施
新材料的抛准要求
宁冬,姚伟达
(上海核工程设计研究院,上海20023
摘要:本文依据ASME-BPV規范,对新村料批准的方针、新村料申请的力学性能
及其他性能要求、新材料中请和批准的流程、认可的国家或机构要求及新材料批准的规
范案例等方面要求进行了说明和论述,同时对我国材料制造业普遍关心的ASME-BPV规
范的核电材将制造取证也进行了简要闻述。
关词:ASME规范;新材料;力学性能;ASME取证
电工业界正在积极推动核电材料国产化以及自
1前音
主知识产权的核电新材料研发。未来会有更多
美国机械工程师学会锅炉与压力容器规范的国产化和新核电材料被开发出来。
(ASME-BPV)由美国机械工程师学会
在ASME-BPⅣ规范第Ⅱ卷中规定了新材
(ASME)编制。1914年首次出版,之后每年料批准的指南,它是一种强制性要求
在用户的反镄意见基础上并吸收最新的技术成
本文依据ASME-BPV规范,对新材料批准
果,对相应章节进行修订,定期(7月1日)的方针、新材料申请的力学性能及其他性能要
发放“增朴补”版,即对内容的修订版本。求、新材料申请和批准的流程、认可的国家或
ASME-BPV规范每三年升版一次。
机构要求及新材料批准的规范案例等方面要求
ASME-BPV规范是目前国际上关于核电厂进行了说明和论述,问时就我国材料制造业普
部件的设计、制作、检测、试验、在役检査等遍关心和遇到问题的ASME-BPV规范的核电
方面比较通用和代表性的规范之一,是世界上材料制造的取证也进行了简要阐述。
最早颁布和使用的核电厂和其他核设施设计建
ASME-BP规范第Ⅱ卷及第II卷,包括
造规范;后被一些国家参照和采纳,并在其基对新材料的批准要求,整套的锅炉、压力容器
础上发展成具有自己国家特色的标准规范体及核电设备材料的设计、制作、检测等要求
论系。ASME-BPV规范也可作为建立我国核电规这对我国引进、消化、吸收和掌握第三代核电
范标准体系的重要参照范本。
技术以及自主建立我国核电规范标准体系具有
ASME-BPV规范中考虑到随着工业和科学借鉴意义和参考价值。
技术水平的不断发展,具有更高性能的新材料
2新材料申请和批准的方针
会不断开发出来,并且新材料的出现不仅限于
美国本土,也会在其他国家或国际机构;另
ASME-BPV规范对新材料申请和批准的方
外,其他国家也会在锅炉、压力容器及核电部针是
件设计、制作中采用本国的成熟材料。我国核
(1)第卷所包括的材料标准只是已被
2c1994-2009ChinaAcademicJomalElectronicblishingHouse.Arightsreservedhttp:/.cnkimer
2008年第2期
会
08
美国材料与试验学会(ASTM)和美国焊接学结果
会(AWS)所采用的标准以及其他认可的国
若材料在低于室温条件下使用或设计在较
家或国际机构所采用的标准。通常情况是已有低温度下增加强度,材料申请者还应提供
认可的国家或国际机枘标准的材料才能获得50℃温度间隔至预计最低金属使用温度不随时
ASME规范的批准。
间变化的性能数据。
(2)申请者应同时通知材料标准制定机
亵1新材料申的力学性能数据
构,其向ASME委员会提出了申请并需该机构
力学性能
性能数据
说明
授权ASME委员会翻印申请的标准。对于没有
杭拉强度
认可机构标准的材料,申请者应向相关机构申
風服强度室品到比最高设计温度
请制定能向ASME规范委员会提交的材料
断匝收缩率高0℃,50℃温度间隔
标准。
常规力学
伸长率
性能
(3)ASME-BPⅣ规范委员会只考虑由锅
快口初性
最低使用温度和材料全
「度
炉、压力容器和核设施部件生产商或最终用户
低于室温下使用;50℃
提出的采用新材料的申请
同上述各项「湿度间隔至顶计最低金
使用温度
另外,在新材料申请时,申请者应向委员
断应力数据「比性能随时间空化时的
遖时间变化
温度低25℃的温度至比
会明确:新材料应编人规范的哪一卷或哪些卷
力学性能
最高预计使用温度高
和分册;新材枓的使用条件,如使用温度范
变速率(50℃的醒度
围、是否考虑循环运行,是否考虑承受到外压外压和应力」应力应变由线」度→自温度:50℃湿
预计使
的运行;以及新材料所有产品型式、尺寸范围环下力学性能
疲劳性能设计温度范固
及引用的标准。
3新材料申斎的力学性能要求
3.3随时间变化力学性能要求
若随时间变化的力学性能控制材料的设计
除向ASME-BPV委员会提供材料的标准值,则应提供随时间变化的力学性能数据,数
外,申请者还应向委员会提供足够的材料相关据温度范围从低于性能随时间变化温度约
数据,用于确定相关表中所列的设计值的基25℃的温度到比最高预计使用温度高50℃的
础。表1给出了新材料申请时需提供的对力学温度。这些数据包括测定断裂应力和变速率
性能要求的数据。
数据。
3.1常规力学性能求
断裂应力数据为对数坐标时间间隔,在每
常规力学性能包括抗拉强度、屈服强度、一试验温度下正常时间间隔为100h、300h
断面收缩率和伸长率。试验温度范围为从室温800h、2200b和6000h。在对数坐标时间间隔
到比最高预计使用温度高50℃,温度间隔为相等的断裂时间的应カ下至少3个附加试验。论
50℃。并应说明达到该力学性能的所有熱处理若时间更长和附加试验更多则会得到更好的试
要求。
验结果。两个连续试验温度的间隔应选择为对
对用于规范的韧性规则材料,还要提供申2个相邻温度在任何给定应力作用下断裂寿命
请材料的缺口韧性的数据。数据为在预计最低相差应不大于约10倍。通常最大试验时间不坛
金属使用温度下和材料厚度范围内的试验结超过6000h,试验温度间隔为25℃。
果。对焊接结构,则应包括用预定焊接方法焊
与断裂应力数据相同温度范围内在每一选
制的焊缝金属和热影响区的缺口韧性试验定温度下最小应力下使最小变速率达到
c 1994-2009 China Academic o Electronic ashing Hose. A rights reseed. /www ki. ne