1、美国ASME规范与中国压力容器标准的比较美国ASME规范与中国压力容器标准的比较.txt生活是过出来的，不是想出来的。放得下的是曾经，放不下的是记忆。无论我在哪里，我离你都只有一转身的距离。 本文由weldzsy贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第卷第期 年月 石油化工设备 ? 厂”。、 标准化： 一? 文章编号：一（）一一 美国规范与中国压力容器标准的比较 于秀美，贾振宇 （北京凯米克尔化工技术有限公司，北京 ； 厉亚项目管理咨询（上海）有限公司上海） 摘要：通过对以 一为核心的我国压力容器标准与美国标准的分析，在标准体 系、设计思想
2、、使用材料、制造及检验等方面进行了初步的比较，旨在理解和运用两种不同的标准时 有个基本的认识。 关键词：压力容器；标准；（）； 一比较 中图分类号：一 文献标志码： （） 彻 一 ， （ ， ，； （）， ，） ： 一 ， ， ， ， ： ；（）； 美国锅炉及压力容器规范是由美国机 械工程师学会（）的锅炉及压力容器委员会 （）制定的，是世界上应用最早的标准之一，现 已被公认为世界上技术内容最为完整、应用最为广 泛的压力容器标准。经过几十年来压力谷器设计、 制造经验的积累总结和完善，我国也已形成以 应以后者为准。目前，国内压力容器标准体系在大 多数领域内都有与国外标准相对应的标准，技术内 容在总
3、体上也达到了国际先进标准的水平。 随着我国经济融入全球经济一体化进程的不断 深入，外商在华投资或承包国内外项目时，或国内公 司承包国外项目时，出现了许多要求压力容器按照 国外标准进行设计制造，并要求监检单位按国外标 准监检的情况。此外还经常遇到一些要求设备由国 内设计制造，而安装使用在国外的情况，这些涉外项 目经常遇到压力容器使用标准的问题。对于相关的 工程技术人员来说，将我国的压力容器标准与 规范进行比较、分析，有助于项目实施过程 中对两种标准体系的理解和运用。 钢制压力容器为核心的一系列压 力容器产品标准、基础标准和零部件标准，并以此构 成了压力容器标准体系的基本框架。压力容器安 全技术监
4、察规程（以下简称容规）主要解决安全 技术监督问题，而不是产品标准。我国作为产品的 设计和制造者，遵守容器安全技术监察规程和标准 是一致的。如果标准与容规中的规定相抵触时， 收稿日期：一 作者简介：于秀美（一），女，内蒙古通辽人，工程师，学士，从事化工工艺、管道设计及压力容器制造工作。 石油化工设备 年第卷 两种压力容器标准对应关系 我国压力容器标准分类相对较细，基本按容器 但在体系上有很大的差别。 （）构成体系 规范把压力容器用材标 准列为规范第二卷，是规范的一个重要组成部分。 我国标准按照不同的类型、用途分别编制了不同的 钢材标准，并形成了一个较为完整的体系，其中主要 有 压力容器用钢板、
5、一 类型及容器主体材料来分别制订相应标准，如钢制 压力容器、铝制压力容器、卧式容器、塔式容器及球 形储罐等。规范并不按容器类型分别制定 相应的标准，只是在设计中引用不同的载荷规范。 两者主要压力容器标准的对应关系见表。 表主要压力容器标准对应关系 低温压力容器用低合金钢板、 输送流体用无缝钢管， 不锈钢 热轧钢板、 合金结构钢、 】 碳素结构钢和低合金结构钢热轧 我国主要压力容器标准 压雪昙围 适用 压力范围 规范 第卷 第一分册 第卷 第一分册 第卷 第一分册 厚钢板和钢带等标准。钢材的牌号、等级少于 规范， 在材料的选用方面进行了补充。 钢制压力容器 （）使用范围 一规定，非本卷许可 铝制
6、压力容器 的其它材料不得采用，而 允许使用标准以 外的材料，只要其符合规定的成分和技术要求就可 以使用。 （，生产许可 规范的前言明确地指 钍制压力容器 强町 脚 钢制压力容器分析设 计标准 超高压力容器（制定中） 第卷 第三分册 第卷 第二分册 出，按认可的材料标准生产的材料对其生产国家没 有限制；采用国内生产的经认可的材料或按照国内 标准设计有利于降低制造成本。 第卷 第卷 钢制压力容器焊接工艺评定） 设计 职责 承压设备无损检测 规范中将设计作为独立的一方，规范中 标准制订、修订和管理 我国的压力容器国家标准是由全国压力容器标 准化技术委员会负责编制、修订工作，由各地安全监 察部门依据国
7、家锅炉压力容器安全监察局的有关法 规、规程来控制、监督压力容器的设计、制造和检验 各环节，保证产品质量和安全使用。我国标准更强 调结构设计能力和制造厂的总体生产装备能力，重 视产品的最终检验。 定期召开会议，研究规范的修订 工作，安全监察和管理工作是通过授权检验机构对 建造方取证审查、授权检查和注册登记工作，配合使 用压力容器产品的有关法令、法规、行业规定等完成 的。美国的标准法规给制造厂以较多的选择，强调 生产经验和过程责任，重视压力容器生产过程控制 程序和质量体系。 提及的设计是作为压力容器建造方工作的一个环 节，是容器制造厂工作内容的一部分，而不是建造方 以外的另一方。 和容规中明确地把
8、设计 作为独立于制造的另一方，实行设计许可证制度，标 准中规定了设计单位的职责。 设计思想和许用应力 和都采用了一次薄膜应力或最 大直接应力不得超过许用应力这一设计思想。但两 个标准中规定的安全系数有所不同，主要依据的是 经验、试验证据和理论评估，同时与其规定的材料标 准、计算方法、制造要求和检验要求相适应。 与规范所使用的许用应力差别 见表。表中，为钢材标准抗拉强度下限值，以 （口叫）为钢材标准常温屈服强度（或屈服强 度），（：）为钢材在设计温度下的屈服强度（或者 屈服强度），而为设计温度下钢材经 断裂的持久强度的平均值，一为钢材在设计温度下 经蠕变率为的蠕变极限，。为 室温下规定的最小抗拉
9、强度，为室温下规定的最 小屈服强度，：为设计温度下产生（）蠕 材料 虽然 、容规、规范中都有专门 章节对压力容器用材的标准、牌号及要求进行规定， 第期 于秀美，等：美国规范与中国压力容器标准的比较 变率的平均应力；：为钢材在设计温度下的 最小屈服强度，为设计温度下规定的最小屈服强 度，备为设计温度下 断裂的持久强度的 平均值，。 表许用应力对比 焊接接头及接头系数 和 对焊接接头的分类是一样 头都规定了焊接接头系数，同时允许采用降低焊接 接头系数而免除无损检测要求。 的，均为、这类，针对不同接头型式的焊 接接头系数和检验要求有所区别。 规范中，焊接接头系数仅取决于该焊接 接头型式和无损检测程度
10、，而与任何其他接头的无 损检测程度无关，即台容器不同的接头可以使用 不同的焊接接头系数，对、这类焊接接 中，焊接接头系数特指、类焊接接 头，且以射线和超声检测为准，不允许降低焊接接头 系数而免除无损检测要求，产品制造完成后必须对 、类接头进行射线或超声检测，、类焊接接头 只要求在限定条件下进行磁粉或渗透检测。现以母 材为钢的焊接接头为对象作比较，见表。 表焊接接头系数对比 强度计算 在压力容器设计时，主要考虑了两种失效理论， 容器的内部或外部，应整圈围绕在圆筒的圆周上，容 器内部的构件如塔盘等，若设计成起加强作用时，也 可作加强圈用。加强圈与圆筒之间可采用连续或间 接的焊接，当加强圈设置在容器
11、外面时，加强圈每侧 间断焊接的总长度应不少于圆筒外圆周长的， 当设置在容器里面时，应不少于圆筒内周长的。 对于上述加强圈设置准则，我国压力容器标准与 将 和 规范是一致的。 规范中规定每段填角焊缝的长度应不 小于 ，相邻两段之间的最大净距为外加强圈 时艿。，内加强圈艿，其中函为加强圈连接外壳体 的壁厚。在符合规范的有关条件时还允许 加强圈一侧填角焊缝为连续的焊接，另一侧为间断 焊的焊接，焊接段的长度应不小于 ，相邻两 焊段间的最大净距应为艿。我国压力容器标准 中并未规定每段填角焊缝的长度，同时也未建议使 用一侧连续焊，而另一侧为间断焊。 一是过量的弹性变形，包括基于弹性理论的弹性失 稳。另一个
12、是过量的弹性变形和塑性失稳，即增量 跨塌，设计时通常假定弹性失效。各国压力容器标 准都将上述强度理论用于压力容器的设计，但具体 的计算公式却存在着差异。 （）内压圆筒厚度计算 规范第卷第一分册有关受内压时的设计计算公式 进行比较，见表。 中，户。为计算压力，口 为设计温度下材料的许用应力，；为内直径， 艿为计算厚度，；西为焊接接头系数；、为 相关的形状系数；口为锥壳半顶角，（。）。规 范公式中为设计内压力，为最大许用应力值， ；为焊接接头系数；为所计算的内半径， 为球形或碟形封头球面部分的内半径，。 （）外压圆筒加强圈的设置 加强圈可设置在 石油化工设备 年第卷 裹主要受压元件计算公式比较 比
13、较项目 圆筒形壳体 圆形或长圆形孔时，孔的长径与短径之比应不大于 。规范第卷第一分册则允许孔的长径 与短径之比大于，但应增强短径方向的补强，以 避免扭转力矩产生的过度变形，且形状不仅限于圆 形、椭圆形和长圆形，但其所有转角应具有适当的半 径。同时两者在开孔尺寸的限制和补强面积的计算 上存在着一些差异，见表表。 表中，为内直径，为开孔最大直径，、，为 壳体开孔处的计算厚度，况，、“为接管有效厚度，乱 为壳体开孔处的名义厚度，文。为接管名义厚度，为 规定的容器壁厚（不包括成型裕量），为补强有效 宽度，；为开孔削弱所需要的补强截面积， ；，为削弱强度系数；为校正系数；正。 ，为用于插入壳体壁的接管系
14、数；。为接管许用 应力值，为容器许用应力值，。 第卷第一分册 声（一）， 艿户。（力一户。） 环向应力 占一户（户） 纵向应力 环形壳体 艿。（口，一九） 艿（） 椭圆形封头占。（一户。），艿户（一） 标准型 占。（口一户。） 非标准型 碟形封头 半球形封头 锥段和锥形封头 艿一。（司一户）护（） 艿。（口。） 艿户。 艿（） （口，壬一户。）口 艿户口 （户） （）开孑尺寸和开孔补强 规定壳体上 的开孔应为圆形、椭圆形或长圆形，当在壳体上开椭 表开孔尺寸的限制对比 表补强面积计算公式对比 对比项 所需补强面积 验师的职责和工作程序除了规范中有所规 定外，还应符合美国锅炉压力容器检验师总部（）
15、 的有关规定。 规范第卷第一分册 ，。“（一） 矗，瓶。（一，） 有效补强宽度（，抚如）（，“） 我国压力容器标准和规程虽然也列入了有关质 量控制要求，但没有分制造厂检验和检验师检查两 种不同性质的检验要求。 和容规没有对 检验师的职责、工作内容、程序、方式和要求做出具 体规定。 有效外侧高度 “（实际外伸高度 （抚，） （。） 有效内侧高度 （实际内伸高度。（实际内伸高度， （旗。） ，。） 制造、检验 在两个标准和规范体系中，制造是最具共性的 焊工考试和管理 焊接压力容器的焊工必须经焊接技能评定或考 试，取得焊工合格证后才能在有效期内担任合格项 目范围内的焊接工作。最新出版的锅炉压力容器
16、压力管道焊工考试与管理规则与规范第 卷在许多方面的要求是一致的，但也存在一些差别， 见表。 环节。当然，在容器制造厂控制产品质量以及保证 产品安全性能的具体措施方面还是存在着众多不同 之处。 规范中，制造包括了制造厂的工艺和质 量控制要求以及制造厂必须进行的检验和试验项 目。此外，制造厂还必须配合并接受授权检验机构 （钢印和注册产品）或第三方检验机构（非钢印产品） 的检查。规范中列出了明确的检验项目、试验（制造 厂）和检查（检验机构）项目、程序及要求。授权检 ， 焊工技能评定（焊工考试）前必须有完整的焊接 工艺评定。标准规定，二名焊工只要通过经 工艺评定过的任一材料的焊接，就能认为该焊工同 样
17、拥有使用该焊接方法的其它经评定的材料的焊接 资格，且不需要理论考试。而中国标准要求按材料 第期 于秀美，等：美国规范与中国压力容器标准的比较 ? 等级进行焊工考试，只有通过该等级的考试才能取 得该等级的焊接资格，高等级可以代替低等级，反 之则不可，而且考试首先通过理论考试，并应逐级 进行。 袭焊工考试和管理对比 焊接工艺评定 焊接工艺评定的方式、方法及评定项目、检验等 基本相同，但两者也存在着一定的差异。 根据标准，凡未列入标准的金属材料焊 接前均需一一进行评定，即凡是美国以外的国家生 产的材料，不论其化学成分和力学性能多么相似，都 应一一进行评定，这无疑会造成大量的人力和物力 的浪费。而我国
18、的标准规定，凡化学成分和力学性 能能划入中国标准的某一级别的国外材料均可视为 中国同级别材料，同级别材料的工艺评定可以套用， 因而省去了大量的重复工作。 对于氩弧焊打底电弧焊盖面焊接方法的工艺评 定，要求底层的氩弧焊需做厚度为 （ 关章节没有具体规定。 表对口错边对比 注：为对口处钢材厚厦，胁。 待焊接表面的清理及施焊环境 ）的氩弧焊评定，做起来十分困难， 对待焊接表面的清理要求更为具体，特 而我国规程无此要求。 别是规定了对高强度钢材和低合金钢材经 火焰切割的坡口表面应进行磁粉或渗透检测。 则对可能遇到的情况做了一些指导性规定。 焊接材料 两种标准中相似焊接材料的化学成分、力学性 能基本相同
19、。 焊前装配要求 （）对口错边量 见表。 （）壳体圆度 与对口错边 明确规定了焊接材料的储存条件和施 焊环境对温度、风速及相对湿度等的限制条件， 仅对温度做了明确要求，其余影响因素均为 建议性要求。 量的要求基本一致，具体数值稍有差异，其数值比较 与中对承受内 焊缝余高 对、类焊缝区分了焊缝坡口侧焊缝 压容器的壳体圆度的规定基本一致， 附加有 且不大于 要求，较严格一些。 两者标准对承受外压及真空容器的壳体圆度规 定一致。 （）壳体直线度 余高旬和焊缝根部侧焊缝余高晚，并分别做了规 定，且要求较严，对、类焊缝要求焊缝与 母材呈圆滑过渡。剐弓按照材料厚度和焊缝类型 分别做了规定，两者数值比较见表
20、和表。 明确规定，壳体直线 焊工和焊接操作工识别 度允差应不大于壳体长度的，当直立容器的壳 体长度超过 时，其壳体直线度允差应当符合 钢制塔式容器的规定。而相 仅简单地规定了应在规定的部位打上 焊工钢印，则详细规定了在各种情况下对焊 工和焊接操作工识别的要求，体现了重视过 石油化工设备 年第卷 程控制的原则。 表 要的冲击试验，凡属下列情况之一的压力容器应每 规定的焊缝余商 台制作产品焊接试板： （）移动式压力容器（批量生产的除外）。 （）设计压力大于 的压力容器。 （）现场组焊的球形储罐。 （）使用有色金属制造的中、高压容器或使用 巩 的高强度钢制造的压力容器。 （）异种钢（不同组别）焊接的
21、压力容器。 （）设计图样上或用户要求按台制作产品焊接 试板的压力容器。 （） 中规定应每台制作产品焊接试板的 压力容器。 表 规定的焊缝余高 而规范第卷第一分册对常规经过焊 接工艺评定合格的不要求做产品焊接试板，而下述 情况则要求按规范规定制作产品焊接试板。 （）对于焊接接头系数不大于，以 规范给定的任一压焊焊接方法（电阻焊除外）制作的 接头，在其容器或零件上此类焊缝应制作产品焊接 试板，试样可取自壳体本身或取自纵焊缝的延长部 位。容器无纵焊缝时可取自容器相同材质、相同厚 度且按相同工艺焊制的试板，并裁取件小截面拉 伸试样和件侧弯试样进行试验。 （）若焊接工艺评定要求做焊缝及热影响区冲 击试验
22、时，容器冲击试板应从用于单台或多台容器 几炉钢号中的某一炉钢板上制取。对于类接头， 试板应尽可能成为产品接头端部的延长部分，以使 试板焊接件尽可能接近于容器焊接接头的质量和形 式。对于焊接工艺与类接头不同的类接头，试 板应在与制造容器相同的焊接条件下焊接，使用同 样型式的设备、位置和焊接工艺，且焊接应与产品的 焊接同时进行，或在即将开始焊接产品时进行。 焊后热处理 按照焊接母材的分组号分别详细规定了 各组材料必须进行热处理和非强制性热处理的范围， 以及各组材料在不同厚度时的热处理要求。 则概括性地规定了须热处理的范围以及热处理的方 法，但基本涵盖了各种情况对材料热处理的要求。二 者焊后热处理方
23、法的具体规定略有差异，见表。 表热处理方法比较 质量检验等级的划分 中国标准根据焊缝的重要程度把焊缝划分为 一、二、三级。而标准对所有的焊缝不划分 等级，均采用一个标准，势必造成对重要焊缝的质量 要求相对较低，而对次要焊缝的质量要求叉太高的 情况，对工程质量来说并不是好事。 无损检测 注：为焊接接头处钢材厚度， 和规范第卷第一分册对无损 检测人员资格、焊缝透照比例、评定要求等方面存在 着一定差异，见表。 产品试板 为了检验产品焊接接头和其他受压元件的力学 无损检验质量标准 性能和弯曲性能，容规里明确规定对压力容器纵 焊缝应制作焊接试板，制取试样进行拉伸、冷弯和必 以射线检验为例，比较标准和中国
24、标 准的异同。 第期 于秀美，等：美国规范与中国压力容器标准的比较 。 人员资格要求 必须经过技术培训，并按照锅炉压力容器无损检测 人员资格监定试考核合格获得锅炉压力容器无损 检测人员资格证） 由持有认证证书的压力容器制造厂组织无 损检测人员的培训，考试和评定工作；或取得 无损检测人员资格证 射线检测。抽样射线检测，每 焊 缝作一处抽样检测，一处抽样射线底片最小长度为 产品焊接透照 比例分类 射线或超声检测。局部射线或超声检测， 探伤比例（铁素体钢制低温压力容器）。局部 射线或超声检测，探伤比例 评定标准 射线检测，不低于级为合格。局部射线 检测不低于级为合格超声检测，级为 合格。局部超声检测，不低于级为合格 规范不划分、级片射线检测 和抽样射线检测对气孔、夹渣和圆形显示的控制有所 不同，总体评片标准比我国的要低 内容物为致死物时，筒体及封头的对接接头。 本体的对接接头板厚超过卜”（ ）；或超过 ，及所额 外规定之最小板厚者；或，一， （），一及所额外规定之状况者。设 备为无火蒸气锅炉且设计压力大于 （
