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1、1建造规范允许使用的材料和选用2建造规范对材料的要求(yoqi)3ASME材料与UNS的关系4ASME第II卷材料5ASME第I卷和VIII1卷的材料要求(yoqi)内容内容(nirng)(nirng)第1页/共79页第一页，共80页。规范(gufn)通用要求金属学基础建造规范允建造规范允许许(ynx)使用的材料使用的材料和选用和选用第2页/共79页第二页，共80页。ASMEseminarMarch20041规范通用规范通用(tngyng)要求要求第3页/共79页第三页，共80页。ASMEseminarMarch20041金属通常划分为钢铁材料（铁50%）和有色金属。含有一种以上元素(yuns
2、)的金属为合金。铁合金（SA-XXX）铸铁碳2%，非常脆，不易焊接，适合于制造复杂形状的部件。钢材碳12%，导磁，可通过奥氏体化、(淬火和回火改善强度和硬度。铁素体不锈钢导磁，不可通过淬火和回火来改善强度和硬度。奥氏体不锈钢不导磁，不可通过热处理来改善强度和硬度。可通过冷加工硬化。在冷加工后退火会使其软化。奥氏体/铁素体双相不锈钢高强度，比奥氏体不锈钢具有更好的耐腐蚀性。铸造不锈钢可能是马氏体、奥氏体或二元结构，分两个系列：耐腐蚀系列（C系列）和耐热系列（H系列）。金属学基础金属学基础(jch)第4页/共79页第四页，共80页。ASMEseminarMarch20041ASME规范产品制造中会
3、使用到两个临界温度(lnjiwnd)：下临界温度(lnjiwnd)（A1）=合金开始向奥氏体转变上临界温度(lnjiwnd)（A3）=合金全部转变成奥氏体正火将钢加热到A3以上大约100F，然后在静止空气中冷却。目的是使钢的组织均匀，使硬度高于钢在退火状态的硬度。退火将钢加热到A3以上大约50F，然后随炉缓慢冷却。目的是细化晶粒，使材料软化。焊后热处理加热到A1以上的温度，目的是降低制造和焊接应力，降低热影响区的硬度。淬火钢加热后的冷却速度对提高钢的硬度和强度非常重要，如SA-517这样的钢种，其强度主要靠淬火获得。回火淬火后的钢非常脆，为增加韧性，将其加热到A1以下，然后冷却以得到所期望的高
4、强度和良好韧性的综合性能。钢的热处理钢的热处理第5页/共79页第五页，共80页。ASMEseminarMarch20041主要用于强腐蚀、高温的环境。铝合金-不导磁、具有良好的可成型性、高的强度(qingd)-重量比。铜合金-良好的耐腐蚀性和机械加工性能。镍合金-极好的耐腐蚀性和高温抗氧化性能。钛和锆合金-耐腐蚀性极强。有色金属有色金属(yus jnsh)(yus jnsh)第6页/共79页第六页，共80页。ASMEseminarMarch20041退火将材料加热到一定的温度，然后缓慢冷却。目的是使材料软化(runhu)，消除冷加工应力。正火将材料加热到稍高于退火温度，然后以比退火快的冷却速度
5、冷却。固溶处理在足以使各合金元素可随机弥散的高温下进行的热处理。稳定化低温加热以稳定某种合金元素。对合金以一定的温度处理以产生一稳定的性能。有色金属有色金属(yus jnsh)(yus jnsh)合金的热处合金的热处理理 第7页/共79页第七页，共80页。ASMEseminarMarch20041建造规范建造规范(gufn)(gufn)对材料的要求对材料的要求 第8页/共79页第八页，共80页。ASMEseminarMarch20041建造规范对材料建造规范对材料(cilio)(cilio)的要求的要求 具体( jt)的要求，第9页/共79页第九页，共80页。ASMEseminarMarch2
6、0041建造规范对材料建造规范对材料(cilio)(cilio)的要求的要求 例外(lwi) 第10页/共79页第十页，共80页。1UNS的编制方法2常用材料UNS编号中各数字的具体含义(hny)3ASME材料与UNS的关系ASME材材料料(cilio)与与UNS的的关系关系第11页/共79页第十一页，共80页。ASMEseminarMarch20042（1）统一编号体系（UNS）对金属与合金规定了18 个编号系列，每一种UNS 编号由单个字母作前缀，后面为5 位阿拉伯数字组成，大多数情况下字母代表了金属性。例如，铝用A 表示，贵重金属用P 表示，不锈钢用S 表示。碳素结构钢由AISI 表示为
7、AISI 1020，被容纳在UNS 内标识为G10200，这里G 表示AISI 和SAE（ 美国机动工程师协会）标准的碳钢及合金钢，五位阿拉伯数字中，前4 位数字采用了AISI 和SAE 钢号系统的数字编号。第五位数字，也就是最后一位数字一般为0，若表示钢的特殊性能或含有特殊元素时，则采用其他数字。如GXXXX1， 表示含硼钢种。又如易切削黄铜，由CDA（ 美国铜业学会(xuhu)） 发展为CDA C36000，现被容纳在UNS C36000 内，它属于ASTM B16 标准内的一种铜锌铅合金材料。18 个编号系列如下： UNS的编制的编制(binzh)方法方法第12页/共79页第十二页，共8
8、0页。ASMEseminarMarch20042由AISI与SAE系统材料组成UNS编号：（1）G，G表示AISI与SAE碳钢及合金结构钢，前四个表示AISI与SAE材料系统的数字编号。第一个表示：1为碳素钢，2为镍钢，3为镍铬钢，4为钼钢，5为铬钢，61为铬钒钢，8为低镍铬钢，92为硅锰钢，93、94、97、98为铬镍钼钢；第二个表示钢种(gngzhng)或合金元素含量；第三、四个表示含碳量，以万分之几表示平均值；第五个一般为0，如有特殊要求用1或1以上数字表示。（2）S，S表示AISI与SAE不锈钢及耐热钢；前三个表示不锈钢类型；第一个表示：1为沉淀硬化不锈钢，2为Cr-Mn-Ni-N奥氏
9、体，3为Cr-Ni奥氏体，4为高Cr马氏体和低碳高Cr铁素体，5为低碳马氏体；第二，三个表示该类型钢的分类顺序号；第四、五个表示材料顺序号（区别个别成分差别，00为无差别）。常用材料常用材料UNS编号中各数字编号中各数字(shz)的具体含义的具体含义第13页/共79页第十三页，共80页。ASMEseminarMarch20042由美国铝业协会（AA）材料组成UNS编号：A，A表示铝及铝合金；第一个区别铸造和加工（9表示加工产品，0，1，2，3，4，6表示铸造产品）；第二个表示分类代号(diho)：1为工业纯铝99%，2表示Al-Cu系，3表示Al-Mn系，铸造Al-Si-Cu或Al-Si-Mn
10、系，4为Al-Si系，5为AlMg系，6为Al-Mg-Si系（铸造尚未使用），7为Al-Zn系，8为其他铝合金，铸造Al-Sn系，9为备用系，铸造，其他合金；第三、四个表示工业纯铝，仅第三个数字表示受控杂质个数，第四、五个数字合成表示合金编号；第五个表示工业纯铝，第四、五个数字合成组号表示小数点以后的最低含量。由美国铜业发展协会（CDA）材料组成UNS编号：C，C表示铜及铜合金；第一个表示分类代号(diho)：1为纯铜，高铜合金；2为Cu-Zn系，3为Cu-Zn-Pb系，4为Cu-Zn-Sn系，5为Cu-Sn，Cu-Sn-Pb系，6为Cu-Al，Cu-Si，特殊Cu-Zn系，7为Cu-Ni，C
11、u-Ni-Zn系，8，9为铸造铜及铜合金；第二、三个表示合金编号；第四、五个一般均为00。常用材料常用材料UNS编号中各数字的具体编号中各数字的具体(jt)含义含义第14页/共79页第十四页，共80页。ASMEseminarMarch20042A00001A99999铝及铝合金C00001C99999中铜及铜合金E00001E99999稀土和稀土族金属及其合金L00001L99999低熔点金属及合金M00001M99999杂类有色金属及合金N00001N99999镍及镍合金P00001P99999贵金属及合金R00001R99999活性金属和高熔点金属及合金Z00001Z99999锌及锌合金D
12、00001D99999特殊机械性能钢F00001F99999铸铁及铸钢(zhn)G00001G99999AISI和SAE碳钢及合金钢H00001H99999AISI 可淬硬钢J00001J99999铸钢(zhn)（工具钢除外）K00001K99999杂类钢及黑色金属合金S00001S99999耐热及耐腐蚀（不锈）钢T00001T99999工具钢W00001W99999按焊接涂层分类的焊接填充金属，涂药及管状焊条ASME ASME 材料材料(cilio)(cilio)与与UNS UNS 的关系的关系第15页/共79页第十五页，共80页。ASMEseminarMarch20042UNS（统一编号体
13、系）对焊接填充金属规定的编号系列通常归入二大类型。第一种类型的成分由填充金属材料分析确定。例如，裸体无药线材、棒材或铸造棒材等。第二种类型的成分由焊接涂层分析确定。例如，涂药焊条、药芯和其他复合线状焊条等。对于第一种类型的焊接填充金属，继续按它们的金属材料成份，被指定在已建立起的编号系列内。例如，SFA -5.9，不锈钢焊丝和填充丝，若用AWSER316焊丝，它的UNS编号为S31680。对于第二种类型焊接材料被指定为新的基本系列，并用字母(zm)W表示，若用AWSE7016的焊条，它的UNS编号为W07016。焊材的UNS编号在ASME第卷C篇焊条，焊丝及填充材料里有较多的介绍。ASME A
14、SME 材料材料(cilio)(cilio)与与UNS UNS 的关系的关系第16页/共79页第十六页，共80页。ASMEseminarMarch20042ASME材料与UNS的关系（1）ASME规范(gufn)第卷A篇黑色金属材料标准内约有26种标准的等级号，对应采用UNS编号，尤其是不锈钢材料绝大多数有UNS编号。但是标准中没有用UNS编号表示的材料，不是说明该材料没有UNS编号，可以从-C篇和-D篇里看到，这些材料也有用UNS编号表示的，如表1所示。（2）在ASME规范(gufn)第卷B篇有色金属材料标准内，除了钛材没有直接在标准中采用UNS编号外，其他较广泛使用的铜铝镍镁锌合金材料标准
15、均直接采用了UNS编号，但仍然可以在-D篇中查找出钛材的UNS编号。采用了UNS编号的标准中，基本上把UNS编号作为材料的等级号，因此在使用第卷B篇材料时，UNS 编号就显得格外重要，并且有些材料还有专用名称。例如：SB -168UNSN06600材料，是一种镍-铬-铁合金，即Inconel600。ASME ASME 材料材料(cilio)(cilio)与与UNS UNS 的关系的关系 第17页/共79页第十七页，共80页。1概述(ish)2SectionII中的技术标准3SectionII,PartCASME第第II卷材料卷材料(cilio)第18页/共79页第十八页，共80页。ASMEse
16、minarMarch20043ASME第II卷材料铁基材料非铁基材料焊条、焊丝及填充金属材料性能（英制）性能（公制）对于大多数锅炉压力容器规范(gufn)卷册，材料的许用应力可在SectionIIPartD-材料性能中找到。用于：计算所需要的厚度与计算应力值比较SectionIIPartD所列材料顺序按合金含量递增排列：碳钢铬-钼钢不锈钢在同一“公称化学成分”以内，材料的顺序按抗拉强度递增排列。非常便于设计人员使用：合金类型、强度等级。对于某一具体合金牌号，首先看一下技术条件，找出它的公称合金含量和抗拉强度。概述概述(i sh) (i sh) 第19页/共79页第十九页，共80页。ASMEse
17、minarMarch20043ASME第I卷和第VIII卷第1分篇的材料应力在表1A和1B中列出。表1A和1B已于1999增补作了全面修改，以反映出用新的设计安全系数3.5重新计算的抗拉许用应力（第II卷D篇附录1）。表1A钢铁材料表1B有色金属材料使用此表时应注意以下两点：确认你所查阅的那一行在相应的建造规范一栏里没有“NP”（NotPermitted）字样。确认已查阅过与相应建造规范有关的注释。对于按第I卷建造的产品，铸件的许用应力应以第II卷D篇表1A和表1B中的材料最大许用应力乘以铸造质量系数，所有铸件材料的铸造质量系数见PG-25。对于按VIII-I卷建造的产品，铸铁（UCI）、球墨
18、铸铁（UCD）和低温材料（ULT），许用应力在VIII-1卷中，而不是(bshi)SectionIIPartD。另外，UG-7规定，铸铁材料的许用应力应乘于UG-24给出的质量系数。UG-24对除PartUCI外的铸铁材料规定了质量系数。概述概述(i sh) (i sh) 第20页/共79页第二十页，共80页。ASMEseminarMarch20043SectionII中技术条件基本上可分为以下三种类型(lixng)：材料技术条件，如SA-285；通用技术条件，如SA-20；试验技术条件，如SA-370；Section IISection II中的技术标准中的技术标准 第21页/共79页第二十
19、一页，共80页。ASMEseminarMarch20043材料技术标准的构成SectionII中的技术条件的构成基本一致，以SA-285为例：-范围叙述一般性要求-有关文件引述(ynsh)ASTMA-20（SA-20）-一般要求和采购依据叙述采购协议和引述(ynsh)ASTMA-20-化学成分Table1 给出各级别的化学成分-机械性能给出抗拉、屈服和延伸率要求补充要求由于材料的使用环境要求，采购方有必要规定补充要求。这些补充要求可以在技术条件中找到，也可以在通用技术条件中找到。这些补充要求不是强制性的，仅是在采购方认为有必要时才使用。SA-285中提到补充要求的条款是3.3，写道：“除本技术
20、条件中的基本要求外，当要求对试验或检验进行附加控制以满足最终使用要求时，可以使用附加要求。采购方可查阅技术条件中所列的附加要求，也可查阅 A-20/A-20M中详细规定”。材料材料(cilio)(cilio)技术标准的构成技术标准的构成 第22页/共79页第二十二页，共80页。ASMEseminarMarch20043SectionII中的通用技术条件有：公称管SA-530管子SA-450不锈钢板(gngbn)SA-480碳钢、低合金钢板(gngbn)SA-20结构钢板(gngbn)、型钢SA-6SA-450中的标记要求SA-450是管子的通用技术条件，对管子的标记有以下规定：制造厂名称或商标
21、；技术条件号和级别；如果技术条件中的某项试验将由采购方完成，X、Y或Z字母应标在技术条件号后面。此标记必须采用喷印方式，除非管子的直径小于1-1/4”（32），则可以使用标签。通用技术通用技术(jsh)(jsh)条件条件 第23页/共79页第二十三页，共80页。ASMEseminarMarch20043材料(cilio)的试验和检验基本材料(cilio)技术条件提出材料(cilio)的试验和检验项目和要求，对于机械性能试验将要求查阅SA-370、化学成分试验查阅E-30，同时还要查阅相应的通用技术条件。试验结果必须按技术条件的要求进行记录。材料的试验材料的试验(shyn)(shyn)和检验和检
22、验第24页/共79页第二十四页，共80页。ASMEseminarMarch20043SectionIIA篇要求的试验类型SectionII要求进行( jnxng)的试验有：化学成分 所有材料机械性能 所有材料水压试验 管子类材料超声波调质钢涡流管子类和铸件Section II ASection II A篇要求篇要求(yoqi)(yoqi)的试的试验类型验类型 第25页/共79页第二十五页，共80页。ASMEseminarMarch20043SectionIIA篇要求(yoqi)的机械性能试验SectionII要求(yoqi)的机械性能试验有：抗拉、屈服除个别碳钢外，所有材料硬度锻件、管子和棒材
23、弯曲管子或棒材压扁管子类材料导向弯曲填充金属、焊制产品夏比冲击碳钢、低合金钢填充金属Section II ASection II A篇要求篇要求(yoqi)(yoqi)的机械性的机械性能试验能试验 第26页/共79页第二十六页，共80页。ASMEseminarMarch20043SA-20SA-20概述概述(i sh) (i sh) 第27页/共79页第二十七页，共80页。ASMEseminarMarch20043SA-20对碳钢低合金钢的标记作了强制规定，包括：制造厂名称或商标；炉、批号；技术条件号、材料级别或类别；这些标记必须用钢印(gngyn)打在材料上，除非：板厚在1/4”以下；采购方
24、规定喷印。标记标记(bioj)(bioj)要求要求 第28页/共79页第二十八页，共80页。ASMEseminarMarch20043SA-178/SA-209中关于标记的要求除通用技术条件外，材料技术条件也对材料标记提出特殊要求。例如，Tube技术条件SA-178要求将“ERW”标在每一根Tube上。如果(rgu)是用人工做标记，要求将此标记标在距离端部8”（203）处。又例如，Tube技术条件SA-209要求标记除要符合SA-450外，还应在Tube上标出“Hot-finished”或“Cold-drawn”。SA-178/SA-209中关于中关于(guny)标记的要求标记的要求第29页/
25、共79页第二十九页，共80页。ASMEseminarMarch20043SA-370SA-370概述概述(i sh) (i sh) SA-370是关于钢材机械性能试验方法的技术条件，内容概括如下：范围对本技术条件含盖的拉伸、弯曲(wnq)、硬度和冲击等具体要求给出了索引。相关文件列出引用的ASTM标准，如，E-23金属材料的缺口式样冲击试验。注意事项说明一些必须知道的事项，如果处理不适当，可能会得到错误的结果。取样方向说明纵向、环向式样的制取。说明拉伸试验的定义式样参数说明不同产品，如锻件、铸件、等，其式样的参数，包括拉伸式样的尺寸和公差。板材式样板材式样的拉伸试验。薄板式样薄板式样的拉伸试验
26、。圆形式样机加工原形式样的拉伸试验。标距延伸率测定标距点的位置。第30页/共79页第三十页，共80页。ASMEseminarMarch20043SA-370SA-370概述概述(i sh)(i sh)试验设备和操作加载程序及按ASTME4进行( jnxng)鉴定，试验速度。定义拉伸试验定义见ASTME-6，抗拉性能确定说明确定屈服点、和其它抗拉性能的方法。说明弯曲试验总则说明硬度试验的一般要求。布氏硬度说明布氏硬度试验的程序和方法。便携式硬度仪说明便携式硬度仪及其试验要求。洛氏硬度洛氏硬度试验程序及方法。说明夏比冲击试验。式样夏比冲击式样的尺寸、缺口的方位。试验设备和条件说明试验机和温度测量仪
27、的一般特性和鉴定要求。试验结果冲击试验结果的记录和解释。验收标准确定试件强度要求的验收标准。补充要求对不同材料提供特殊的补充要求。第31页/共79页第三十一页，共80页。ASMEseminarMarch20043Section II, Part CSection II, Part C SectionII,PartCSectionII,PartC是焊接材料的技术条件卷册，SFA-5.1及其它技术条件均规定了关于焊材标记的要求，内容如下：包装上AWS技术条件号和分类制造厂名和牌号标准尺寸和净重批号(pho)、控号、或炉号焊条上上距离夹持端1-1/2”范围内应标有AWS分类代码第32页/共79页第三
28、十二页，共80页。1PG-10/UG-10按本卷不允许的标准进行标记或生产以及标记不全的材料2UG-15技术条件的材料形式（VIII-1卷）3焊材4预制(yzh)或预成形的受压件5第VIII卷第1分篇冲击试验要求6材料的返修7材料检验和标记ASME第第I卷和卷和VIII1卷的材料卷的材料(cilio)要求要求第33页/共79页第三十三页，共80页。ASMEseminarMarch20044PG-10 / UG-10PG-10 / UG-10按本卷不允许的标准进行按本卷不允许的标准进行标记或生产标记或生产(shngchn)(shngchn)以及标记不全的以及标记不全的材料材料 通常认为只有“规范
29、”认可的材料才能用于规范容器的制造。但是，ASME第I卷和VIII-1卷均允许使用按本卷不允许使用的材料标准进行标记或生产的材料以及标记不全的材料，只要其满足PG10/UG-10的相应要求。卷I和卷-1的PG-10和UG-10节规定完全-致。应用时，首先要注意PG-10和UG-10节规定对于“单-批量”、“特定批量”和“每-件”而言，具体做法及要求都是不同的。以卷I的PG-10的规定为例，其中只有对“按本卷未允许使用的材料标准认同的材料，或按本卷允许使用的某-材料标准规定的化学成分采购并按该材料标准规定的单-批量进行认同的材料”才允许由锅炉或部件制造厂以外的组织出具复验合格证明、并进行认同。而
30、对于“特定批量”和“每-件”都“不允许由锅炉或部件制造厂以外的组织出具复验合格证明、并进行认同”。当产品为ASME钢印产品时，目前国内的做法是：制造厂自己按后2种情况(qngkung)进行化学分析和力学性能试验合格后、认同为相当于某-种ASME材料，并在材料上作出相应的材料标志。但这种情况(qngkung)下仍需要编制1份“NR(不一致性报告)”，按不-致性报告的处理程序办，并需得到授权检验师的同意。第34页/共79页第三十四页，共80页。ASMEseminarMarch20044PG-10.1/UG-10(a) PG-10.1/UG-10(a) PG-10.1/UG-10(a)可按材料制造厂
31、提供的完整证明加以识别的材料PG10.1/UG-10(a)允许使用卷中没有(miyu)列入的材料，只要此材料可以识别、并能够通过炉批号追踪到材料制造厂的原始化学成分。此段叙述了为使用这类材料需要进行的步骤。简单地说，你应将这类材料的理化性能与ASME允许使用的材料进行比较，如果一致，即可对其认可。此认可步骤可以由ASME持证厂家或材料制造厂完成。第35页/共79页第三十五页，共80页。ASMEseminarMarch20044PG-10.2/UG-10(b) PG-10.2/UG-10(b) PG-10.2/UG-10(b) 可按生产批号识别、但不能按PG-10.1/UG-10(a)认可的材料
32、PG-10.2/UG-10(b)允许使用卷中没有列入、虽可识别但不 能 追 踪 到 材 料 制 造 厂 原 始 化 学 成 分 的 材 料 。 与PG10.1/UG-10(a)一样，此段也叙述了为使用这类材料需要进行的步骤。不过，在此种情况下，你必须对每一炉号都进行理化(lhu)性能试验，并将试验结果与ASME允许的技术条件相比较。如果相符，你可认定此材料符合Section II的 相 应 材 料 技 术 条 件 。 此 认 可 步 骤 只 能 由ASME持证厂家完成。第36页/共79页第三十六页，共80页。ASMEseminarMarch20044PG-10.3/UG-10(c) PG-10
33、.3/UG-10(c) PG-10.3/UG-10(c)未完全识别的材料PG-10.3/UG-10(c)允许使用卷中没有列入、不能识别、也不能追踪到材料制造厂原始化学成分的材料。此段叙述了为使用这类材料需要进行(jnxng)的步骤，与PG-10.2/UG-10(b)相似，但必须逐件进行(jnxng)试验。此段只能由ASME持证厂家运用。第37页/共79页第三十七页，共80页。ASMEseminarMarch20044UG-15 UG-15 技术条件技术条件(tiojin)(tiojin)的材料形的材料形式（式（VIII-1VIII-1卷）卷） UG-15技术条件的材料形式（VIII-1卷）如果
34、材料以一种材料形式列入SubsectionC,UG-15允许使用SectionII中的同种材料的另一种材料形式。例一SA-182-317L符合SA-240-317L级别材料的要求，并且在Subsection C中列有SA-182的材料形式，因此(ync)，SA-182-317L可以用于受压材料，尽管SubsectionC中没有列入此材料。（注：此材料现已列入SubsectionC）。第38页/共79页第三十八页，共80页。ASMEseminarMarch20044UG-15 UG-15 技术技术(jsh)(jsh)条件的材料形式条件的材料形式（VIII-1VIII-1卷）卷） 例 二 （ 摘
35、自 HSB Pressure Points, September1999）问：我们正在为一个要求使用SA-240UNS32950双相不锈钢的项目报价，我们发现此合金并没有列入TableUHA-23中SA-240板材里，但在Pipe和Tube材料形式（SA-789和SA-790）里却列有相同的合金，此材料是否可以用于VIII-1容器的建造？答：可以。通过运用UG-15，可以使用此材料。此条款提到的情况是，规范以一种或几种材料形式（如：管子、锻件）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术条件(tiojin)列入了VIII-1卷的SubsectionC，含盖
36、了相同级别的其它材料形式，则可以使用此相同级别的其它材料的许用应力。当然，有必要去核实材料的 理 化 性 能 、 热 处 理 、 等 等 ， 符 合 相 应 技 术 条 件(tiojin)的要求。另外，对于焊接管材，许用应力应作必要的调整。第39页/共79页第三十九页，共80页。ASMEseminarMarch20044焊材焊材 第I卷PW5.4焊条和填充金属应选用能提供融敷金属的化学成份和力学性能与被连接材料和预期的使用条件相适应的。第VIII1卷UG-9要求用于生产的焊材应符合SectionVIII-1、SectionIX、和相应的WPS。UG-9允许使用未列入规范的焊接材料。材料试验报告
37、（MTR）可以(ky)不要，但必须满足：焊材包装的标记符合SectionII的要求；或包装上的标记可追踪到用于焊接工艺评定的焊材。第40页/共79页第四十页，共80页。ASMEseminarMarch20044预制预制(y zh)(y zh)或预成形的受压件或预成形的受压件预制或预成形的受压件建造规范提到，一些受压件的制造可以不提供制造厂部件数据报告，这些受压件包括：PG-11.1/UG-11(a)铸造、锻、轧制或模锻的标准受压件管件、法兰、等。PG-11.2/UG-11(b)铸造、锻、轧制或模锻的非标准受压件壳体、封头、可拆除封门(fnmn)、等。PG-11.3/UG-11(c)除容器壳体、
38、封头外，焊制受压件焊制标准管件、焊制封帽、等。这些部件不是按ASME/ANSI标准（如那些列入UG-44中的标准），就是按制造厂标准制造，这些标准对标在部件上或在制造厂样本中说明的压力-温度等级作出了规定。第41页/共79页第四十一页，共80页。ASMEseminarMarch20044VIII-1冲击冲击(chngj)要求要求背景VIII-1卷在87A之前(zhqin)对于碳钢、低合金钢用于设计温度在-20F（-29C）以上的容器可不做冲击试验。尽管运行记录表明按规范建造的容器是非常安全的，但脆性破坏越来越引起重视。曾经发生过的少数脆性破坏大都发生在水压试验过程中。现有的缺口韧性法则是以线性
39、弹性断裂力学（LEFM）理论为基础，并根据材料的试验结果建立的，同时，也广泛考虑了好的经验、以及压力容器工业里脆性破坏的低发生率。第42页/共79页第四十二页，共80页。ASMEseminarMarch20044碳钢、低合金钢碳钢、低合金钢冲击性能材料的缺口韧性与以下因素有关：温度厚度应力UG-20（ b） 最 低 金 属 设 计 壁 温 （ MDMT） - 容 器 运 行 过 程 中 的 最 低 温 度 。MDMT必须与相应的MAWP一起标在容器的铭牌上。冲击试验法则的主要特点是，使用一组冲击试验免除曲线，该曲线按MDMT对应于元件的厚度将常用的钢材分成(fnchn)了四个组。冲击免除曲线是
40、依据钢材的韧性在一定的温度区域内呈现急剧变化这一特性建立的。对于给定的材料，如果MDMT在曲线上或在曲线的上方，则用冲击试验来证实材料的韧性是没有必要的。第43页/共79页第四十三页，共80页。ASMEseminarMarch20044冲击试验如果要求进行冲击试验，UG-84规定(gudng)了应该使用的程序。应该假设要求进行冲击试验，除非在SubsectionA或C中找到了可以免除的依据。UG-84接着提到，试验的程序和设备应符合SA-370的要求。第44页/共79页第四十四页，共80页。ASMEseminarMarch20044冲击(chngj)式样 第45页/共79页第四十五页，共80页
41、。ASMEseminarMarch20044UG-84(c)(4)(b)夏比冲击夏比冲击(chngj)试验试验UG-84(c)(4)(b)夏比冲击(chngj)试验UG-84(c)(4)(b)规定，对于抗拉强度大于或等于95,000PSI的Table UCS-23的材料，以及TableUHA-23的材料，其相应的最小侧向膨胀量应按UHT-6。第46页/共79页第四十六页，共80页。ASMEseminarMarch20044侧向侧向(c xin)(c xin)膨胀量膨胀量侧向(c xin)膨胀量第47页/共79页第四十七页，共80页。ASMEseminarMarch20044图UG-84.1第4
42、8页/共79页第四十八页，共80页。ASMEseminarMarch20044TableUG-84.2TableUG-84.2第49页/共79页第四十九页，共80页。ASMEseminarMarch20044TableUG-84.3TableUG-84.3材料(cilio)类型 技术条件号板材PartUCS和UHTSA-20,S5PartUHASA-480PipeSA-333TubeSA-334锻件SA-350铸件SA-352螺栓SA-320管件SA-420第50页/共79页第五十页，共80页。ASMEseminarMarch20044TableUG-84.4TableUG-84.4第51页/
43、共79页第五十一页，共80页。ASMEseminarMarch20044冲击试验冲击试验(shyn)(shyn)要求要求 冲击试验要求对于碳钢低合金钢材料，应首先假定要做冲击试验，然后再来确定是否可以(ky)免除。第52页/共79页第五十二页，共80页。ASMEseminarMarch20044UG-20(f) UG-20(f) 免除冲击免除冲击(chngj)(chngj)条款条款 UG-20(f)免除冲击条款如果满足以下条件，P-1Group1或2的材料的冲击试验可以免除。材料的控制(kngzh)厚度：1/2”(13mm)对于Fig.UCS-66曲线A的材料；1”(25mm)对于Fig.UC
44、S-66曲线B、C或D的材料。整台容器按UG-99(b)、(c)或(k)进行水压试验。设 计 温 度 不 低 与 -20F（ -29C） ， 不 高 于650F（343C）。由于季节性温度变化引起的操作温度偶然低于-20F（-29C）是允许的。热、冲击或循环载荷不是设计的关键因素。（见UG-22）第53页/共79页第五十三页，共80页。ASMEseminarMarch20044UCS-66 UCS-66 材料材料(cilio) (cilio) UCS-66材料除非(chfi)另有条款给予免除，对于最低设计金属壁温和厚度的交点落于代表材料的曲线下方，必须进行冲击试验。如果温度-厚度的交点落于曲线
45、上或上方，对母材可不必做冲击试验。壳体、管接头、人孔接管、开孔补强板、法兰、管板、平封头板、焊缝衬垫、与容器构成结构整体并与受压件相焊的装接件，都应分别判断是否要进行冲击试验。第54页/共79页第五十四页，共80页。ASMEseminarMarch20044Fig. UCS-66 Fig. UCS-66 Fig.UCS-66根据(gnj)材料的牌号，如果最低金属设计壁温和厚度的交点落于Fig.UCS-66相应曲线的上方，可免做冲击试验。图中使用的厚度按UCS-66(a)(13)的定义来确定。第55页/共79页第五十五页，共80页。ASMEseminarMarch20044UCS-66(a) U
46、CS-66(a) UCS-66(a)UCS-66(a)定义的厚度有以下4种类型：铸件；除铸件外，其它用对接焊缝连接的材料；除铸件外，其它用角接焊缝连接的材料；除铸件外，其它非焊接件，如，螺栓连接的平封盖。UCS-66(a)不管什么材料，对于以下情况，必须(bx)进行冲击试验：如果焊缝处的控制厚度大于4 in（100），并且MDMT120F（48C），必须(bx)进行冲击试验；控制厚度超过6in（152），用螺栓连接的元件，如果MDMT120F（48C）必须(bx)进行冲击试验。第56页/共79页第五十六页，共80页。ASMEseminarMarch20044UCS-66(b), UCS-66(
47、b), 降低降低(jingd)(jingd)温度温度 UCS-66(b),降低( jingd)温度UCS-66(b)允许使用Fig.UCS-66.1进一步降低( jingd)由Fig.UCS-66确定的最低金属设计壁温。另外，UCS-66(b)还对使用Fig.UCS-66.1提出了2条限制：最低金属设计壁温不能低于-55F（-48C），除非实际拉应力与许用应力的比值小于0.35，在这种情况下，可不进行冲击试验，且-55F（-48C）的限制不适用；所有的材料在-55F（-48C）以下均应做冲击试验，除非实际应力与许用应力的比值小于0.35，在此情况下，温度不低于-155F（-103C）可不做冲击
48、试验。UCS-66(b)(1)(b)允许将Fig.UCS-66.1和Fig.UCS-66.2用于承受非一次薄膜应力的元件，如平封头、管板、法兰等。按UCS-66(b)(1)(c)，对于用焊接连接的法兰，其MDMT可按与其相连的管颈或壳体确定的温度降低( jingd)值一样予以降低( jingd)。第57页/共79页第五十七页，共80页。ASMEseminarMarch20044UCS-66(c)UCS-66(c)，免除，免除(minch) (minch) UCS-66(c)，免除UCS-66(c)规定，ASME/ANSIB16.5和B16.47铁素体钢法兰、以及(yj)SA-216GRWCB制
49、成的对开式活套法兰用于设计金属温度等于或高于-20F（-29C）时，可不必进行冲击试验。第58页/共79页第五十八页，共80页。ASMEseminarMarch20044UCS-66(d)，免除，免除(minch)UCS-66(d)，免除UCS-66(d)允许对厚度小于0.10in（2.5）的材料免除冲击试验(shyn)。对于材料为P-No.1的小直径管子（NPS4或以下），当厚度不超过对应于规定最小屈服强度值的以下厚度值时，可免做冲击试验(shyn)：规定最小屈服强度ksi最大厚度in.(mm)20350.237(6)36450.125(3.2)46和更高0.100(2.54)第59页/共7
50、9页第五十九页，共80页。ASMEseminarMarch20044UCS-66(e)(h)，免除，免除(minch)UCS-66(e)UCS-66(e)规定，对于厚度小于1/4”（6mm）的板材，材料技术条件要求的制造厂标记不能使用钢印，除非符合规定的条件可以例外。UCS-66(f)除非按Fig.UCS-66可以免除，规定最小屈服强度(qingd)值大于65ksi的材料必须进行冲击试验。UCS-66(g)按材料技术条件由材料制造厂做过冲击试验的材料，只要MDMT不低于材料技术条件规定的温度、或低于材料技术条件规定的温度不超过5F（3C），容器或部件制造厂不必再进行冲击试验。UCS-66(h)
51、保留在焊缝上的衬垫和其它规范材料一样，必须判断是否要求进行冲击试验。对于衬垫属于曲线A的材料，如厚度不超过1/4”（6mm）、且MDMT-20F，可免做冲击试验。第60页/共79页第六十页，共80页。ASMEseminarMarch20044UCS-66(i)UCS-66(i)对于做过冲击试验的材料，如果Fig.UCS-66.1定义(dngy)的比值小于1.0，最低金属设计壁温低于冲击试验温度的数值不得超过Fig.UCS-66.1规定的允许降低温度值，而且，决不允许低于-155F（-104C）。Fig.UCS-66.1和Fig.UCS-66.2还可以用于承受非一次薄膜应力的元件，如平封头、管板
52、、法兰等。对于用焊接连接的法兰，其MDMT不可低于与其相连的管颈或壳体的冲击温度减去确定的允许温度降低值。第61页/共79页第六十一页，共80页。ASMEseminarMarch20044冲击试验的控制冲击试验的控制(kngzh)厚度厚度Fig.UCS-66使用的厚度是按UCS-66(a)(13)的定义确定的。UCS-66(a)(1)焊接件对接(duji)接头最厚接头处的公称厚度；角接接头两被连接件中较薄件的厚度；平封头、管板两被连接件中较薄件的厚度、或t/4，取较小值。如果焊接件的控制厚度超过4”（101mm）、且其MDMT6”（152mm）、且MDMT120F（49C），必须进行冲击试验。
53、UCS-66(a)(4)非焊接的成形封头见Fig.1-6sketch(c)的控制厚度为法兰的厚度除4（t/4）、或封头成形处的厚度，取较大值。第62页/共79页第六十二页，共80页。ASMEseminarMarch20044UCS-67焊接工艺的冲击焊接工艺的冲击(chngj)试验试验焊接工艺规程试验。UCS-67(a)有填充金属的焊缝，凡属下列情况之一，焊缝金属必须按 UG-84做冲击试验：任何一边母材要做冲击试验；焊接按技术条件进行过冲击试验的材料（ TableUG-84.3 ）、或曲线C或D的母材，且当-55FMDMT-20F（-48CMDMT-29C）时；（除非焊材已按相应的 SFA
54、技术条件在不高于MDMT的温度下进行过冲击试验并按此分类。）焊接按技术条件进行过冲击试验的材料 UCS-66(g)，当MDMT1/2”（13mm），无论MDMT为多少；或焊缝处的厚度5/16”（8mm），且当MDMT1/2”（13mm），且MDMT70F（20C）；焊接按技术条件进行过冲击试验的材料 UCS-66(g)，当MDMT-55F（-48C）时。UCS-67(d)按UG-84(i)进行的容器(rngq)产品冲击试验属下列情况之一可以免除：焊缝金属连接的母材按 UCS-66免除了冲击试验，且 MDMT-20F（-29C）；属于UCS-67(a)(2)曲线C/D、或按技术条件进行过冲击试验
55、的材料且 -55FMDMT-20F（-48CMDMT-29C）或(a)(3)按技术条件进行过冲击试验的材料，当 MDMT-55F（-48C）定义的焊缝金属；HAZ所在母材按UCS-66免除了冲击试验，但当 UCS-67(c)(3)按技术条件进行过冲击试验的材料，当 MDMT-55F（-48C）适用时除外。第63页/共79页第六十三页，共80页。ASMEseminarMarch20044UHA-51高合金材料的冲击高合金材料的冲击(chngj)试验试验UHA-51d构成如下：试验要求：UHA-51(a)母材、焊缝和HAZ的试样、验收标准、复验要求；UHA-51(b)焊缝和HAZ的要求；UHA-5
56、1(c)有热处理时的特殊要求。免除(minch)试验：UHA-51(d)母材和HAZUHA-51(e)焊缝UHA-51(f)容器（产品）焊缝UHA-51(g)低应力情况下的免除(minch)第64页/共79页第六十四页，共80页。ASMEseminarMarch20044UHA-51母材的冲击母材的冲击(chngj)要要求求第65页/共79页第六十五页，共80页。ASMEseminarMarch20044UHA-51焊缝焊缝(hnfn)的冲击要的冲击要求求第66页/共79页第六十六页，共80页。ASMEseminarMarch20044UHA-51（C）UHA-51(c)母材UHA-51(c)
57、当进行了热处理，则要求(yoqi)做冲击试验。注意：此要求(yoqi)超越UHA-51中其它任何免除条文。只要进行了下列热处理，就要求(yoqi)在MDMT下（但最高不超过70F）做冲击试验：(c)(1)奥氏体不锈钢：900F到1659FType304、304L、316、316L经900F到1300F的热处理，如果MDMT不低于-20F，且容器（产品）经过热处理的A、B类接头的焊缝金属做冲击试验，可免除冲击试验。(c)(2)奥氏体-铁素体双相不锈钢：600F到1759F(c)(3)铁素体铬不锈钢：800F到1350F(c)(4)马氏体铬不锈钢：800F到1350F第67页/共79页第六十七页，
58、共80页。ASMEseminarMarch20044UHA-51（C）第68页/共79页第六十八页，共80页。ASMEseminarMarch200414UHA-51(b)焊接工艺评定焊接工艺评定(pngdng)（焊缝和（焊缝和HAZ）第69页/共79页第六十九页，共80页。ASMEseminarMarch20044UHA-51（g）母材、母材、HAZ和焊缝和焊缝(hnfn)UHA-51(g)是关于在低应力(yngl)下免除冲击试验的条款。当设计拉应力(yngl)与许用应力(yngl)的比值小于0.4时，且没有进行UHA-51(c)所述的热处理，那么，对于任何UHA-23的材料（母材、HAZ、
59、和焊缝金属）均可以免除冲击试验。第70页/共79页第七十页，共80页。ASMEseminarMarch20044UG-84(i)，产品，产品(chnpn)冲击试冲击试板板UG-84(i)规定，当规范的其它条款、如UG-67、UHT-82或UHA-51要求做冲击试验时，必须为所有的焊接接头制备产品冲击试板。试板材料必须与容器材料同P-No.和GroupNo.，A类接头的试板一般必须是产品焊缝的延伸部分，B类焊缝可以使用单独的产品试板。注意(zhy)：只有当WPS要求做冲击试验时，才要求带产品冲击试板。UG-84( j)规定，如果产品冲击试板没有满足冲击要求，试板所代表的焊缝不合格。允许再次进行热
60、处理，然后复检。第71页/共79页第七十一页，共80页。ASMEseminarMarch20044UHA-51(f)产品冲击产品冲击(chngj)试试板的免除板的免除当按UG-84(i)要求带产品冲击试板时，按UHA-51(f)，如果满足以下条件，产品冲击试板可以免除；对于焊接奥氏体铬-镍（除双相钢外的300系列）或奥氏体铬-锰-镍（200系列）不锈钢的焊缝，如果MDMT-320F、且以下所有条件都满足，容器（产品）试板可以免除：焊接方法(fngf)为SMAW、SAW、GMAW、GTAW、PAW；PQRs有冲击试验或免除冲击试验；焊缝金属C0.10%；填充金属符合特别修改过的SFA技术条件（每
61、炉和/或批焊材；每批焊剂；组合焊或几炉、批焊材的组合）UNF-65冲击试验免除轧制铝合金材料-452F铜和铜合金、镍和镍合金、铸铝合金-325F钛或镐-75F第72页/共79页第七十二页，共80页。ASMEseminarMarch20044材料材料(cilio)的返修的返修建造规范的许多条文都提到允许对材料进行返修，如：PG-78/UG-78：要求AI的认可。UCI-78：铸铁材料不允许焊接返修。UCD-78：球墨铸铁不允许焊接返修。已经制造完成的锅炉当发现存在材料缺陷时，按卷I的PG-78“材料缺陷的修补”和PW-40“焊接缺陷的返修”的规定，可以由制造厂或者ASME“R”钢印授权认证的工厂
62、及安装公司进行材料缺陷的修补；但如果是打ASME规范标志钢印的产品，凡是原材料缺陷的焊接修补其修补范围和所采用的修补方法在修补前应取得授权检验师的批准(pzhn)。有关NDE，PQR，WPS和焊后热处理等应该按PW-40“焊接缺陷的返修”的规定进行。第73页/共79页第七十三页，共80页。1ASME第I卷PG-772ASME第VIII卷第1分篇材料材料(cilio)检检验和标记验和标记第74页/共79页第七十四页，共80页。ASMEseminarMarch20045ASME第第I卷卷PG-77PG-77.1锅炉制造完成后，在筒体、炉胆和封头的钢板上应留有钢板生产厂所打的标志钢印。PG-77.2
63、可使用编码标记代替材料的原始标记，但此编码标记必须经AI的认可。可以使用材料汇总表或竣工图记录所要求的标记，以保证每一件材料在制造过程中直到最终(zuzhn)完成具有可追踪的标记。当材料被分割或机械加工时，不管是编码标记、还是原始标记，都必须进行移植。PG-77.4当钢厂未按材料标准的规定进行热处理时，应由锅炉制造厂或在其监督下补做，并在钢板上打上“T”且提供一份补充文件证明已进行规定的热处理。第75页/共79页第七十五页，共80页。ASMEseminarMarch20045ASME第第VIII卷第卷第1分篇分篇UG-93，材料检验UG-93中说到材料检验就是通常所说的材料入厂检验，该条给出了
64、材料在用于规范(gufn)产品之前必须满足的要求，即：对于板材，应有MTR或CC。其它材料，每一件上都必须有技术条件号、Grade、Type和Class。管子可按捆进行标记。本条中有关AI必须进行的检验：审查MTR和CC，核实材料标记的一致性、可追踪性。核实材料标记是否符合材料技术条件的要求。制造厂必须在AI之前先审查上述内容，另外，还必须进行：尺寸检查。如AI要求，提供样板、并进行检查。第76页/共79页第七十六页，共80页。ASMEseminarMarch20045ASME第第VIII卷第卷第1分篇分篇UG-77材料标记一旦材料经验收合格，制造厂应按UG-77的规定对材料进行管理：材料必须
65、保持有识别标记，直到容器制造完毕。可使用编码标记代替材料的原始标记，但此编码标记必须经AI的认可。可以使用材料汇总表或竣工图记录所要求的标记，以保证每一件材料在制造过程中直到最终完成具有可追踪的标记。当材料被分割或机械加工时，不管(bgun)是编码标记、还是原始标记，都必须进行移植。第77页/共79页第七十七页，共80页。ASMEseminarMarch20045ASME第第VIII卷第卷第1分篇分篇材料试验报告材料试验报告是由材料制造厂提供的文件，是对材料技术条件中要求的报告，如：试验或检验结果；材料返修；热处理；补充要求；材料标记；炉号。按UG-93，以下材料必须(bx)有材料试验报告：板
66、材；不是由材料制造厂进行的某些试验；VIII-1卷有时要求的高于技术条件或补充的试验要求。第78页/共79页第七十八页，共80页。ASMEseminarMarch2004谢谢您的观看(gunkn)！第79页/共79页第七十九页，共80页。内容(nirng)总结建造规范允许使用的材料和选用。正火 将材料加热到稍高于退火温度，然后以比退火快的冷却速度冷却。第五个 表示工业纯铝，第四、五个数字合成组号表示小数点以后的最低含量。UNS（ 统一编号体系）对焊接填充金属规定的编号系列通常归入二大类型。例如，裸体无药线材、棒材或铸造棒材等。例如，涂药焊条、药芯和其他(qt)复合线状焊条等。例如，Tube技术条件SA-178要求将“ERW”标在每一根Tube上。谢谢您的观看第八十页，共80页。
