ASME与GB150的对照.ppt
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ASME与GB150的对照.ppt
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ASME-1(2013)ASME-1(2013)简要介绍简要介绍(和设计有关的问题和设计有关的问题)(并联系并联系GB150GB150的异同点)的异同点)华东理工大学华东理工大学丁伯民丁伯民2014.4.2-42014.4.2-4,杭州,杭州0各国压力容器标准体系各国压力容器标准体系n主要是三大体系,主要是三大体系,ASMEASME,EN13445EN13445和和。
nASMEASME系统系统:
亚太、北美地区,亚太、北美地区,GB150GB150、JB4732JB4732和和JISJIS标准主要参照标准主要参照ASMEASME规范规范。
nEN13445EN13445系统系统:
欧洲大陆地区,主要参照欧洲大陆地区,主要参照BS5500BS5500(现改为现改为PD5500PD5500),CODAPCODAP和和ADAD规范规范。
n系统系统:
俄罗斯及原东欧国家,现国内很少关心俄罗斯及原东欧国家,现国内很少关心。
n2020世纪末欧共体提出世纪末欧共体提出PED(PED(承压设备指令承压设备指令)并统一并统一成成EN13445EN13445后,形成欧美体系的竞争,后,形成欧美体系的竞争,所以所以ASME(ASME(特别是特别是-2)-2)和和ENEN有相互有相互靠近靠近的趋势的趋势。
1ASMEASME规范体系规范体系n是美国机械工程师学会是美国机械工程师学会(ASME)(ASME)的的行业标准,只有在地方政府的安全监察部门以法律形式行业标准,只有在地方政府的安全监察部门以法律形式认可情况下才能成为法定控制产品质量的技术法规。
未提及容器分类。
认可情况下才能成为法定控制产品质量的技术法规。
未提及容器分类。
nASMEASME规范的卷、版本、增补、条款解释、规范案例规范的卷、版本、增补、条款解释、规范案例。
nASMEASME锅炉及压力容器规范共锅炉及压力容器规范共1212卷,包括锅炉、卷,包括锅炉、压力容器压力容器(移动式和固定式移动式和固定式)、核容器核容器、各各种材料种材料、无损检测、焊接和钎接评定等,一切锅炉和压力容器的建造无损检测、焊接和钎接评定等,一切锅炉和压力容器的建造(包括材料、设计、包括材料、设计、制造、检验、试验、检查、认证和泄压等制造、检验、试验、检查、认证和泄压等)工作,都可以在工作,都可以在ASMEASME规范范围内规范范围内解决解决。
n本世纪起陆续补充了建造后的指导性规则,如本世纪起陆续补充了建造后的指导性规则,如PCC-1PCC-1、22和和33等等(PostConstructionPostConstructionCommitteeCommittee,PCCPCC),即不仅要符合建造规则,还要遵守装配、修复等规则,以保证安全,即不仅要符合建造规则,还要遵守装配、修复等规则,以保证安全使用。
使用。
2ASMEASME压力容器压力容器规范体系规范体系
(1)
(1)nASMEASME压力容器規范是压力容器的压力容器規范是压力容器的建造建造規则。
規则。
n規范制定了規范制定了强制性强制性要求、要求、特殊禁用特殊禁用規定以及規定以及非强制性指南非强制性指南。
n是包括是包括多种制造方法多种制造方法、多种材料多种材料容器的建造规则。
容器的建造规则。
nASME-1ASME-1、-2-2是包括立式或卧式容器、换热器、膨胀节是包括立式或卧式容器、换热器、膨胀节等在内等在内各种压力容器各种压力容器的建造的建造规则。
规则。
n-1-1、-2-2、-3-3共共三册各适用于不同的对象。
三册各适用于不同的对象。
n关于计算机和有限元的使用,设计用线算图和拟合曲线。
关于计算机和有限元的使用,设计用线算图和拟合曲线。
nGB150GB150、JB4732JB4732实际上主要引自实际上主要引自ASME-1ASME-1和和-2-2,但由于各种原因,但由于各种原因(国内具体情况,国内具体情况,技术政策,也包括某些误引和漏引技术政策,也包括某些误引和漏引)而造成某些区别而造成某些区别。
3ASMEASME压力容器压力容器规范体系规范体系
(2)
(2)nASME-1ASME-1适用于所设计容器的压力不超过适用于所设计容器的压力不超过20MPa20MPa的固定式压力容器的固定式压力容器,但符合规范相应,但符合规范相应要求的任何压力容器,可以打要求的任何压力容器,可以打ASMEUASMEU钢印钢印。
nASME-2ASME-2也适用于固定式压力容器,其規则没有規定的压力范围也适用于固定式压力容器,其規则没有規定的压力范围(但一般为但一般为70MPa)70MPa),但并不包括所有的结构型式。
对极高的压力,可能需要作出某些补充,容器仍能满足但并不包括所有的结构型式。
对极高的压力,可能需要作出某些补充,容器仍能满足规范一切要求后,规范一切要求后,可以打可以打规范规范钢印钢印。
nASME-3ASME-3适用于通常超过适用于通常超过70MPa70MPa的金属固定式压力容器。
但既不旨在規定的金属固定式压力容器。
但既不旨在規定-1-1或或-2-2的压力上限,也不旨在規定的压力上限,也不旨在規定-3-3的压力下限。
的压力下限。
n规范案例规范案例26952695对对-1-1的元件如采用的元件如采用-2-2第第44篇设计时的各有关要求作了规定。
篇设计时的各有关要求作了规定。
n各册都适用于疲劳分析容器,但未涉及达到蠕变温度的疲劳分析容器。
各册都适用于疲劳分析容器,但未涉及达到蠕变温度的疲劳分析容器。
4ASMEASME压力容器压力容器规范体系规范体系(3)(3)n用户、制造厂、用户、制造厂、AIAI三方,用户提交用户设计说明书给制造厂三方,用户提交用户设计说明书给制造厂(responsibilities(responsibilities,责任责任)1313年版增加了非强制性附录年版增加了非强制性附录NNNN:
对用户及其指定代理人责任的指导。
:
对用户及其指定代理人责任的指导。
n制造厂制造厂(或委讬其它单位或委讬其它单位)提出设计计算书,施工图,制造完成后提出制造厂数据报告、提出设计计算书,施工图,制造完成后提出制造厂数据报告、制造厂建造记录和竣工图并在容器上盖钢印等,对容器因质量而可能引起的后果承担责制造厂建造记录和竣工图并在容器上盖钢印等,对容器因质量而可能引起的后果承担责任任(responsibilities(responsibilities,责任责任)。
n由保险公司聘用的由保险公司聘用的AIAI跟踪各环节,对用户设计说明书、制造厂设计报告、制造厂数据报跟踪各环节,对用户设计说明书、制造厂设计报告、制造厂数据报告等予以证明,并在各制造环节中实施检验。
对容器因质量而可能引起的后果不承担任告等予以证明,并在各制造环节中实施检验。
对容器因质量而可能引起的后果不承担任何法律责任何法律责任(duties(duties,任务任务)。
n设计不需取证。
见设计不需取证。
见U-2U-2节,节,-2-2的的2.12.1节规定得更详细、节规定得更详细、具体具体。
5ASMEASME压力容器压力容器规范体系规范体系(4)(4)n前言:
前言:
强制性要求必须不折不扣地执行,特殊禁用规定必须不折不扣地禁用强制性要求必须不折不扣地执行,特殊禁用规定必须不折不扣地禁用(如禁如禁用的角接接头用的角接接头),规范没有提及建造工作的所有方面,对于没有提及的方面,不宜,规范没有提及建造工作的所有方面,对于没有提及的方面,不宜认为它是被禁用的。
非强制性指南则仅供参考。
认为它是被禁用的。
非强制性指南则仅供参考。
nn当当规范公式是强制性时,应按规范公式计算,规范既不要求、也不禁止使用计算机规范公式是强制性时,应按规范公式计算,规范既不要求、也不禁止使用计算机对按规范建造的部件进行分析或设计。
但设计师要对程序中固有的一切技术上的假对按规范建造的部件进行分析或设计。
但设计师要对程序中固有的一切技术上的假定负责,且要对设计上使用这些程序负责。
定负责,且要对设计上使用这些程序负责。
n规范的规则不能理解为对任何一种专利或特定设计的批准、推荐或认可,也不能规范的规则不能理解为对任何一种专利或特定设计的批准、推荐或认可,也不能理解为以任何形式限制制造厂自行选择符合规范规则的任何设计方法或任何结构型理解为以任何形式限制制造厂自行选择符合规范规则的任何设计方法或任何结构型式式(新新GB150GB150基本上增加了这一前言内容基本上增加了这一前言内容)。
6GB150GB150的体系的体系
(1)
(1)含含GB151GB151,JB4732JB4732等等n以以压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程为框架的具体执行标准为框架的具体执行标准(现改为简单压力容现改为简单压力容器安全技术监察规程、固定式器安全技术监察规程、固定式压力压力容器安全技术监察规程容器安全技术监察规程),按容器的潛,按容器的潛在危险程度分为三类在危险程度分为三类(、类类)。
n还涉及一系列其它标准还涉及一系列其它标准:
GB151:
GB151,JB4732JB4732,GB16749GB16749,JB/T4710JB/T4710,JB/T4731JB/T4731,JB/T4735JB/T4735和铝制、和铝制、钛制、铜制、镍和镍合金制容器等,并和钢制压力容器焊钛制、铜制、镍和镍合金制容器等,并和钢制压力容器焊接工艺评定、钢制压力容器焊接规程、承压设备无损检测等标准配套使用接工艺评定、钢制压力容器焊接规程、承压设备无损检测等标准配套使用。
n20092009年年88月月3131日公布的日公布的新新容规于容规于20102010年年1111月月55日公布了日公布了2828处修改处修改。
7GB150GB150的体系的体系
(2)
(2)含含GB151GB151,JB4732JB4732等等n介质分组介质分组分为以下两组,分为以下两组,包括气体、包括气体、液化气体以及最高工作温度高于或者等于液化气体以及最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体标准沸点的液体(红红色的在色的在第第11号修改单已号修改单已删除删除):
):
n第一组,毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质,易爆介质,液化气体第一组,毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质,易爆介质,液化气体。
n第二组,除第一组以外的介质第二组,除第一组以外的介质。
n(毒性程度为中度危害、非易爆的液化气体也属第一组?
毒性程度为中度危害、非易爆的液化气体也属第一组?
对介质的分组可能会引起对介质的分组可能会引起歧意歧意)n第一组介质似宜表示为第一组介质似宜表示为“毒性程度为极度危害、高度危害毒性程度为极度危害、高度危害或易爆或易爆的化学介质的化学介质和液和液化气体化气体”。
或或删去第一组中的删去第一组中的“液化气体液化气体”字样。
字样。
8GB150GB150的体系的体系(3)(3)含含GB151GB151,JB4732JB4732等等第二组介质的容器分类9GB150GB150的体系的体系(4)(4)含含GB151GB151,JB4732JB4732等等n不不定期出版和修改定期出版和修改(新新GB150GB150虽虽改为压力容器,改为压力容器,取取消钢制二字,消钢制二字,但实际上涉及钢制以但实际上涉及钢制以外的容器还要按照其它引用标准外的容器还要按照其它引用标准)。
n设计、设计、制造都作为独立方,应分别取证,都应接受特种设备安全监察机构的监察制造都作为独立方,应分别取证,都应接受特种设备安全监察机构的监察。
n用户或设计委讬方向设计单位提出设计条件。
用户或设计委讬方向设计单位提出设计条件。
n原原GB150GB150明确要求疲劳分析的容器不属于该标准的范围,明确要求疲劳分析的容器不属于该标准的范围,意指凡涉及疲劳设计时都意指凡涉及疲劳设计时都要按要按JB4732JB4732,应另行取证应另行取证,且,且按规定,应满足该标准所涉及的所有失效方式,按规定,应满足该标准所涉及的所有失效方式,现现改改为为:
“对于有成功使用经验的承受循环载荷的容器,对于有成功使用经验的承受循环载荷的容器,经设计单位技术负责人批准经设计单位技术负责人批准,可,可按本标准设计,并按按本标准设计,并按JB4732JB4732附录附录CC补充疲劳分析和评定,同时满足其相关制造要求补充疲劳分析和评定,同时满足其相关制造要求(.1(.1,4.3.1)4.3.1)。
10ASMEASME概况概况建建造造规规范范(包包括括材材料料、设设计计、制制造造、检检验验、试试验验、认认证证和和泄泄压压在在内内的的全全面面考考虑虑)(GB(GB150150在在引言中引言中基本上增加了前言的这一内容基本上增加了前言的这一内容,但未列入但未列入材料材料),现包括英制和公制。
,现包括英制和公制。
-11914-1191420132013压力容器建造规则压力容器建造规则ASMEUASMEU证证-21968-2196820132013压力容器建造另一规则压力容器建造另一规则ASMEU2ASMEU2证证-31997-3199720132013高高压容器建造另一规则压容器建造另一规则ASMEU3ASMEU3证证n20132013年起,年起,22年一个版本,同时出版至该年有效的规范案例,半年一个条款解释年一个版本,同时出版至该年有效的规范案例,半年一个条款解释(1(1月和月和77月月),在,在PTB-4-2013PTB-4-2013“ASMESectionVIII-Division1ExampleProblemManualASMESectionVIII-Division1ExampleProblemManual”中列出了实例。
中列出了实例。
11ASME-1ASME-1特点和主要内容特点和主要内容
(1)
(1)引言引言UU适用范围和总则适用范围和总则AA分卷分卷通用要求,通用要求,是是适用于全册的要求适用于全册的要求UGUG材料材料UG-4UG-4UG-15UG-15元件元件设计设计UG-16UG-16UG-35UG-35开孔开孔和和其它其它UG-36UG-36UG-55UG-55制制造造UG-75UG-75UG-85UG-85检测和试验检测和试验UG-90UG-90UG-103UG-103标标志和报告志和报告UG-115UG-115UG-120UG-120超超压压保护保护UG-125UG-125UG-140UG-14012ASME-1ASME-1特点和主要内容特点和主要内容
(2)
(2)BB分卷分卷与制造方法有关的要求与制造方法有关的要求UWUW,UFUF,UBUBCC分分卷卷与与各各类类材材料料有有关关的的要要求求UCSUCS,UNFUNF,UHAUHA,UCIUCI,UCLUCL,UCDUCD,UHTUHT,ULWULW,ULTULT,UHXUHX,UIGUIG多多少少年年来来,各各版版修修改改时时其其章章节节号号从从不不改改变变,内内容容上上也也只只是是增增加加,少少有有修修改改,更无反复。
更无反复。
n和国内标准的编写习惯略有不同。
一个主题要涉及多个章节,使用规范时,和国内标准的编写习惯略有不同。
一个主题要涉及多个章节,使用规范时,应查阅和该主题相关的全部条款。
如低温防脆断、焊接接头系数、开孔和焊应查阅和该主题相关的全部条款。
如低温防脆断、焊接接头系数、开孔和焊缝的相遇或相邻、对焊接钢管许用应力规定和相关内容、不需补强开孔直径缝的相遇或相邻、对焊接钢管许用应力规定和相关内容、不需补强开孔直径的规定、带折边锥壳折边段的厚度计算等,执行中如稍有疏忽,会引起问题。
的规定、带折边锥壳折边段的厚度计算等,执行中如稍有疏忽,会引起问题。
13ASME-1ASME-1特点和主要内容特点和主要内容(3)(3)强制性附录强制性附录3838个个(13(13版增加到版增加到4242个个),以数字排序,以数字排序非强制性附录非强制性附录2525个个(13(13版增加到版增加到2626个个),以字,以字母母排序排序和压力容器设计相关的卷和压力容器设计相关的卷卷卷材料材料AA篇篇铁铁基基材材料料,BB篇篇非非铁铁基基材材料料,CC篇篇焊焊条条、焊焊丝丝及及填填充充金金属属材材料料,DD篇篇性能性能(英制、公制英制、公制)卷卷无损检测无损检测卷卷焊接和钎焊评定焊接和钎焊评定14我国标准的我国标准的主要主要特点和主要内容特点和主要内容n新版新版GB150GB150压力容器压力容器在编排格式上参照在编排格式上参照EN13445EN13445和和ASME-2ASME-2,划分为通用要求,划分为通用要求,材料,设计材料,设计,制造、检验和验收制造、检验和验收等等44个部分个部分,虽取消了,虽取消了“钢制钢制”二字,实际上还是钢二字,实际上还是钢制制。
n本版本版编排格式和章节都大变,编排格式和章节都大变,很难对照本版相对于旧版的修改内容,很难对照本版相对于旧版的修改内容,且修改且修改内容内容往往往有反复往有反复,在标准释义中也难以查找,个别修改在释义中却表示为并无修改,在标准释义中也难以查找,个别修改在释义中却表示为并无修改。
15ASME-1(ASME-1(20132013版版)主要修改主要修改(和和设计有关的内容设计有关的内容)
(1)
(1)n设计方面总体上无多大改变,仅一些具体内容有修改。
设计方面总体上无多大改变,仅一些具体内容有修改。
n删删除所有计算举例,所有例子都列在除所有计算举例,所有例子都列在ASMEPTB-4(ASME-1,ExampleProblemASMEPTB-4(ASME-1,ExampleProblemManualManual中中UG-16(f)UG-16(f)节节。
n将将所有脚注都统一编号,全部列在规范的最后部分。
所有脚注都统一编号,全部列在规范的最后部分。
n标标题的编码分得更清晰,如原写题的编码分得更清晰,如原写UW-11(a)(5)(b)UW-11(a)(5)(b),现改为,现改为UW-11(a)(5)(-b)UW-11(a)(5)(-b)。
16ASME-1(ASME-1(20132013版版)主要修改主要修改(和和设计有关的内容设计有关的内容)
(2)
(2)n对焊缝热影响区的冲击试验的取样和要求规定得更详细对焊缝热影响区的冲击试验的取样和要求规定得更详细(图图UG-84.5UG-84.5,表,表UG-84.6)UG-84.6)。
n对对内压和外压无折边锥壳大、小端和圆筒连接处的加强设计根据和锥壳相连圆筒的长内压和外压无折边锥壳大、小端和圆筒连接处的加强设计根据和锥壳相连圆筒的长度大小作了修改。
度大小作了修改。
n对对各类换热器设计所用的载荷情况,按设计载荷情况和操作载荷情况分别列表表示,各类换热器设计所用的载荷情况,按设计载荷情况和操作载荷情况分别列表表示,并根据用户规定是否可用压差设计然后由设计人员选定。
并根据用户规定是否可用压差设计然后由设计人员选定。
n增增加加44个强制性附录,为:
沉浸式电加热器元件的支承板,扩散法连接,压力容器及元个强制性附录,为:
沉浸式电加热器元件的支承板,扩散法连接,压力容器及元件规范版本和案例的制定和管理,奧氏体不锈钢压力容器的冷态强化。
件规范版本和案例的制定和管理,奧氏体不锈钢压力容器的冷态强化。
n钢钢印标志由原来的相应印标志由原来的相应UU改为改为ASMEASME,并带有相应,并带有相应UU。
17ASME-1(ASME-1(20132013版版)主要修改主要修改(和和设计有关的内容设计有关的内容)(3)(3)n许用的碳钢和低合金钢有修改和补充,如许用的碳钢和低合金钢有修改和补充,如SA/GB665416MnRSA/GB665416MnR改为改为SA/GB713SA/GB713Q345RQ345R,并补充了,并补充了SA/ENSA/EN材料。
材料。
n对承压件冷成形后的热处理规定,按材料种类有较多修改对承压件冷成形后的热处理规定,按材料种类有较多修改(UG-79(UG-79,UCS-79)UCS-79)。
n对要否采取防止低温脆断的判断图形中,将原名义对要否采取防止低温脆断的判断图形中,将原名义(公称公称)厚度改为控制厚度。
厚度改为控制厚度。
n对外压容器设计中支撑线示意图注对外压容器设计中支撑线示意图注
(1)
(1)中的名义中的名义(公称公称)厚度改为所需要厚度。
厚度改为所需要厚度。
n对强制性附录对强制性附录2626中中UU形加强型和形加强型和形膨胀节有较多细节修改。
形膨胀节有较多细节修改。
n增加非强制性附录增加非强制性附录NNNN,对用户及其指定代理人责任的指导。
,对用户及其指定代理人责任的指导。
n将附录将附录1616“向锅炉及压力容器委员会提交技术咨询书的方式向锅炉及压力容器委员会提交技术咨询书的方式”已移到已移到“前言前言”之后。
之后。
18设计参数和有关的问题设计参数和有关的问题
(1)
(1)所考虑的失效准则和强度理论所考虑的失效准则和强度理论弹弹性性,弹弹-塑塑性性,塑塑性性,安安定定性性,稳稳定定性性(线线性性弹弹性性,非非线线性性弹弹性性,塑塑性性),膨膨胀胀节节部部分分也也包包括括疲疲劳劳,-1-1采采用用最最大大主主应应力力理理论论,-2-2则则为为第第三三和和第第四四强强度度理论。
理论。
设设计计压压力力(独独立立容容器器各各元元件件,组组合合容容器器独独用用元元件件、公公用用元元件件,按按独独立立容容器器设设计计,按按压差设计压差设计)UG-21)UG-21,UG-99UG-99,UG-19,UG-19,附录附录3-23-2。
设计温度设计温度(最高、最低最高、最低MDMT)UG-20MDMT)UG-20,UCS-66UCS-66。
腐蚀裕量,材料壁厚负偏差及制造减薄量腐蚀裕量,材料壁厚负偏差及制造减薄量UG-25UG-25,UG-16UG-16,UG-32UG-32注注1818。
19设计参数和有关的问题设计参数和有关的问题
(2)
(2)压力试验压力试验UG-99UG-99,100100,气压试验时的注意点气压试验时的注意点(UW-50)(UW-50)。
目目的的:
选选材材正正确确、结结构构合合理理、计计算算可可靠靠、按按规规范范要要求求检检验验合合格格(包包括括无无损损检检测测和和形形状状允允差差检检验验)的的容容器器,按按理理说说在在正正常常运运行行中中能能够够保保证证安安全全,但但检检验验合合格格只只说说明明不不再再存存在在不不合合格格的的缺缺陷陷,但但可可能能存存在在规规范范认认为为合合格格的的缺缺陷陷,在在正正常常运运行行中中、特特别别是是在在交交变变载载荷荷作作用用下下会会引引起起事事故故。
实实践践已已说说明明,在在压压力力试试验验时时爆爆裂裂事事故故偶偶有有发发生生,所所以以在在运运行行前前对对完完工工容容器器各各元元件件的的超超压压(超超过过设设计计应应力力水水平平的的应应力力)试试验验是是检检验验容容器器宏宏观观强强度度、焊焊缝缝的的致致密密性性、密密封封件件密密封封性性的的极极为为有有效效的的必必不不可可少少的的手手段段。
如如果果有有可可能能爆爆裂裂,也也尽尽可可能能让让它它发发生生在在压压力力试试验验时时而而予予报报废废。
且且能能改改善善其其防防脆脆断断性性能能UG-20(f)UG-20(f)。
(由由GBGB150150相相应应问问题题集集的的1-261-26,对压力试验目的可能否有不同理解,对压力试验目的可能否有不同理解)20设计参数和有关的问题设计参数和有关的问题(3)(3)n试验压力试验压力:
总比元件的设计压力为高,可以由总比元件的设计压力为高,可以由最大允许用工作压力最大允许用工作压力,设计压设计压力力,计算求得的试验压力计算求得的试验压力的三者之一为基准并按一定倍数的三者之一为基准并按一定倍数,一、三者一、三者都指成都指成品容器品
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