制造要求（課程4）ASME規(guī)范第VIII-1卷－壓力容器2目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，你將了解制造基本的過(guò)程、材料的識(shí)別、準(zhǔn)備和控制、以及適用于不同制造方法的要求及其應(yīng)用。3課程概括SectionVIIIDiv.1的制造過(guò)程材料標(biāo)記和追蹤成形要求對(duì)中要求SectionVIIIDiv.1的焊接要求4制造要求的順序當(dāng)涉及到制造時(shí)，規(guī)范中的所有Subsections都要運(yùn)用，例如，SubsectionA從UG-75開始給出了制造的一般要求，包括成形、不圓度、返修、材料的檢驗(yàn)等要求。SubsectionB包含的要求涉及到制造方法，例如，UW篇時(shí)焊接要求，涉及到組對(duì)、焊縫余高、焊接工藝和焊工技能評(píng)定等要求。SubsectionC包含一些與材料類型有關(guān)的制造要求，如，UCS篇涉及到碳鋼材料的成形、熱處理等制造要求。強(qiáng)制性附錄為一些特殊結(jié)構(gòu)給出了制造要求，如夾套容器、多層容器、非圓形容器。當(dāng)這些附錄適用時(shí)，必須采用。CodeCases對(duì)規(guī)范里沒(méi)有涉及到的建造提供了規(guī)定。CodeCases不是強(qiáng)制性的，但是，一旦運(yùn)用就必須全面符合，并在數(shù)據(jù)報(bào)告中注明。SectionVIIIDiv.1制造流程6制造考慮在制造之前或制造過(guò)程中需考慮：人孔、吊耳、或其它裝接件是否符合規(guī)范要求？它們的成形是否正確？不圓度是否在規(guī)范允許的公差范圍以內(nèi)？筒體與筒體、封頭與筒體的對(duì)中錯(cuò)邊量是否符合要求？要求的斜坡過(guò)渡是否符合規(guī)范的要求？焊縫余高是否在規(guī)定的范圍以內(nèi)？焊接工藝和焊工技能是否按規(guī)范要求進(jìn)行了評(píng)定？7影響制造流程的因素確定焊縫類別UW-3和11確定焊縫類型UW-12對(duì)中錯(cuò)邊量公差UW-33對(duì)接焊縫的設(shè)計(jì)UW-9管接頭連接UW-36焊縫余高UW-35、UG-76最小焊縫尺寸UW-13、16焊后熱處理UCS-56、UHA-32、UHT-568材料準(zhǔn)備對(duì)于要用于規(guī)范制造的材料，必須：核實(shí)材料是否可以用于制造；核實(shí)材料是否具有可追蹤性、標(biāo)記是否正確；正確下料及標(biāo)記移植，對(duì)于需彎制成形的板材，應(yīng)確保標(biāo)記在外表面；分割材料時(shí)，保持材料的標(biāo)記；去除氣割氧化邊緣；開孔內(nèi)緣倒角或倒圓；焊接表面清理。9材料檢驗(yàn)，UG-93UG-93規(guī)定的檢驗(yàn)就時(shí)通常所說(shuō)的“接收檢驗(yàn)”，即材料在投入制造之前必須滿足的要求。板材：必須具有符合材料技術(shù)條件的材料試驗(yàn)報(bào)告或質(zhì)量證明書；其它材料：當(dāng)材料技術(shù)條件規(guī)定在每件上要有標(biāo)記時(shí)，每件材料必須標(biāo)有SpecificationNo.、Grade、Type和Class。AI必須審查材料試驗(yàn)報(bào)告或質(zhì)量證明書，核實(shí)材料按材料技術(shù)條件和QC手冊(cè)的要求進(jìn)行了標(biāo)記識(shí)別。制造廠必須在AI審查之前對(duì)材料進(jìn)行了上述核查，另外，制造廠還必須檢查材料尺寸、并提供必要檢查樣板。10材料的識(shí)別，UG-77UG-77給出了材料被接收后的控制要求，包括：保持材料的識(shí)別標(biāo)記，直到設(shè)備完工；可使用編碼標(biāo)記代替原始標(biāo)記，此編碼標(biāo)記必須經(jīng)AI的審查認(rèn)可；可采用材料表或竣工圖的方式記錄所要求的標(biāo)記，以保證在制造過(guò)程中、或容器完工后材料的可追蹤性；材料分割前或機(jī)械加工前，應(yīng)移植編碼標(biāo)記或原始標(biāo)記。11制造過(guò)程中材料的控制制造廠的QC手冊(cè)應(yīng)規(guī)定材料（包括焊材）控制的要求，包括：材料保存；發(fā)放；檢驗(yàn)；標(biāo)記識(shí)別；返修。12成形加工的要求成形操作不得引起材料的性能發(fā)生不良的變化。SubsectionC對(duì)成形給出了一些限制，包括：沿筒體縱縫不得有直邊；必須滿足UG-80或81的圓度要求；尺寸公差應(yīng)符合設(shè)計(jì)的要求；成形后必須滿足最小厚度要求；對(duì)接焊縫的對(duì)中要求必須滿足。規(guī)范允許幾種成形方法，最常用的有冷成形和熱成形兩種。無(wú)論采用哪種成形方法，都要避免產(chǎn)生沿縱縫的直邊。13碳鋼的成形對(duì)碳鋼和低合金鋼，規(guī)范給出了以下附加要求：不允許冷打成形；如果材料在鍛造溫度下并經(jīng)焊后熱處理，允許采用冷打成形；如果冷成形由無(wú)ASME資格的廠家完成，必須提供符合UCS-79的證明。14冷成形件，UCS-79如果冷成形引起延伸率大于5%、并有以下情況存在，UCS-79要求成形后必須進(jìn)行熱處理：容器將用于有毒介質(zhì)；要求進(jìn)行沖擊試驗(yàn)；成形前厚度超過(guò)5/8”(19mm)；厚度減薄量超過(guò)10%；成形溫度在250

F(121

C)到900

F(482

)。15延伸率計(jì)算公式延伸率可用以下公式計(jì)算：對(duì)于雙曲率成形件：延伸率(%)=對(duì)于單曲率成形件：延伸率(%)=

注意：當(dāng)Ro=∞(平板)，延伸率為5%的最小半徑為：雙曲率成形件=15t單曲率成形件=10t16筒體不圓度，UG-80UG-80規(guī)定了筒體的圓度公差，即最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之差不得超過(guò)公稱內(nèi)徑的1%。公稱內(nèi)徑指訂購(gòu)或設(shè)計(jì)內(nèi)徑。Fig.80.2給出了最大內(nèi)徑與最小直徑差的例子。17筒體在管接頭處的不圓度如果在距管接頭1個(gè)開孔內(nèi)徑以內(nèi)測(cè)量筒體的不圓度，可以另外增加開孔內(nèi)徑的2%。例如：

一個(gè)容器的內(nèi)徑為119”，在管接頭傍邊測(cè)得最大內(nèi)徑為120”，最小內(nèi)徑為118”，開孔的公稱內(nèi)徑為7.625”。最大內(nèi)徑–

最小內(nèi)徑=2”

1%(119)+2%(7.625)=1.34” 因此，不圓度超差。18外壓下筒體的不圓度，UG-80(b)按外壓設(shè)計(jì)的容器必須：滿足UG-80(a)的不圓度要求；偏離理想圓不超過(guò)UG-80(b)的要求。從容器的外側(cè)或內(nèi)側(cè)測(cè)量徑向偏離理想圓的偏離值，最大正負(fù)偏差不超過(guò)Fig.UG-80.1查到的最大允許偏差值。應(yīng)使用圓弧樣板測(cè)量偏差值，圓弧樣板的弦長(zhǎng)為由UG-29.2得到的弧長(zhǎng)的2倍。Fig.80.119加強(qiáng)板和管接頭加強(qiáng)板成形后的形狀應(yīng)與連接處筒體或封頭的外形一致。管接頭的端部也應(yīng)加工成與筒體或封頭外形一致的形狀。20對(duì)接接頭對(duì)接接頭的定義為，兩個(gè)被連接件基本在同一幾何面內(nèi)，夾角不超過(guò)30

。21焊縫類別焊縫類別是確定焊縫在容器上的位置，以下是Fig.UW-3，它示出了各類焊縫的位置。注：D類焊縫可以是角接焊縫，也可以是對(duì)接焊縫。平封頭上的焊縫為A類焊縫22焊縫對(duì)中要求，UW-33對(duì)接焊縫的邊緣應(yīng)對(duì)齊，最大錯(cuò)邊量不超過(guò)TableUW-33為各類焊縫規(guī)定的限制。

TableUW-33焊縫類別截面厚度(mm)A(mm)B,C&D

12.71/4t1/4t

12.7~19.13.21/4t

19.1~38.13.24.8

38.1~50.83.21/8t

50.81/16t(Max.9.5)1/8t(Max.19.1)23不等厚截面的對(duì)接焊縫UW-9規(guī)定，當(dāng)兩被焊接件的厚度之差超過(guò)較薄件厚度的1/4（最大為3.2mm）時(shí)，就必須有3:1斜坡過(guò)渡。此斜坡過(guò)渡可以用機(jī)械加工，也可用堆焊形成。如采用堆焊法，必須滿足UW-42的要求。UW-9關(guān)于不等厚的斜坡過(guò)渡要求適用于球殼、筒體或封頭上的焊縫。當(dāng)厚度之差不超過(guò)1/8”或1/4t，不要求3:1斜坡過(guò)渡。24UW-13焊縫結(jié)構(gòu)中心線錯(cuò)邊，F(xiàn)ig.UW-13.1對(duì)于封頭與筒體的連接，中心線錯(cuò)邊

0.5(封頭厚度–

筒體厚度)。為滿足此要求，斜坡過(guò)渡可以放在內(nèi)側(cè)或外側(cè)。25Fig.UW-13.1，封頭與筒體的連接UW-13焊縫結(jié)構(gòu)26直邊長(zhǎng)度Fig.13.1除規(guī)定了中心線錯(cuò)邊量外，還給出了直邊長(zhǎng)度的要求。最小直邊長(zhǎng)度為3th，但不超過(guò)1.5”，除非需要增長(zhǎng)以滿足斜坡過(guò)渡要求所需的長(zhǎng)度。注意，只有在需要有斜坡過(guò)渡時(shí)才要求有直邊。UG-32(i)說(shuō)，如果封頭的厚度等于或小于筒體的厚度，封頭并不需要有整體直邊。UW-13焊縫結(jié)構(gòu)27UW-13.4管接頭與較小壁厚的管子連接UW-13焊縫結(jié)構(gòu)28UW-13.1封頭與筒體的連接29不允許連接方式UW-13焊縫結(jié)構(gòu)30“JoggleJoint”UW-13焊縫結(jié)構(gòu)SectionVIIIDivision1的焊接要求32焊縫坡口的清理UW-32規(guī)定，坡口表面應(yīng)清潔，無(wú)銹皮、銹、油、油脂、等其它有害物。33管接頭與殼體的焊縫UW-16(c&d)要求，安放式管接頭（abuttingtype）必須采用全焊透結(jié)構(gòu)。當(dāng)全焊透結(jié)構(gòu)不能用目視檢查是否焊透，必須使用襯墊。插入式管接頭可以采用角焊縫或未焊透結(jié)構(gòu)，但，必須從容器的內(nèi)外進(jìn)行焊接。34UW-20管子與管板的焊接UW-20條給出了三種管子與管板的焊縫結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度焊接、半強(qiáng)度焊接、密封焊接。強(qiáng)度焊用來(lái)承受全部軸向載荷；密封焊僅用于作為脹接的補(bǔ)充焊接，以保證密封；部分強(qiáng)度焊是根據(jù)在實(shí)際設(shè)計(jì)條件下機(jī)械和熱膨脹載荷來(lái)確定其強(qiáng)度的。35下料、裝配和對(duì)中規(guī)范中提到下料、裝配和對(duì)中要求的條目有好幾條，如：切割邊必須光滑、清潔。（UW-31）點(diǎn)焊焊縫、無(wú)論是去除，還是保留，都必須使用評(píng)定過(guò)的焊接工藝。（UW-31）保留于焊縫中的點(diǎn)焊焊縫應(yīng)由評(píng)定過(guò)的焊工施焊。（UW-31）非受壓件跨過(guò)受壓焊縫與受壓件相焊時(shí)，非受壓件必須開槽以避讓焊縫、或?qū)⑹軌汉缚p磨平。（UG-82）當(dāng)受壓件焊在受壓焊縫上時(shí)，焊縫必須磨平。（UG-82）36UW-27焊接方法UW-27規(guī)定，用于SectionVIIIDivision1的焊接方法有以下幾類：UW-27(a) 弧焊或氣電焊UW-27(b) 爆炸焊UW-27(d) 螺柱焊UW-27(e) 電渣焊UW-27(f) 氣電焊37縱縫的排列UW-9(d)對(duì)容器各筒節(jié)縱縫之間的排列規(guī)定了要求，即要求縱縫相互錯(cuò)開，相距至少是較厚板厚度的5倍，否則，焊縫兩側(cè)必須至少4”（100mm）要求進(jìn)行RT檢驗(yàn)。38焊接限制SectionVIII中關(guān)于焊接的兩項(xiàng)限制是：螺柱焊僅用于非受壓/非承載件的焊接；電渣焊僅用于鐵基和UW-5(d)給出的奧氏體鋼。39UW-28焊接工藝評(píng)定UW-28給出了對(duì)焊接工藝進(jìn)行評(píng)定的要求：使用的焊接工藝必須有記錄，也就是說(shuō)必須有書面的焊接工藝。當(dāng)焊接受壓/受力件、用手工或半自動(dòng)焊方法焊接受壓/非受力件時(shí)，使用的焊接工藝應(yīng)按SectionIX進(jìn)行評(píng)定。當(dāng)用機(jī)械焊方法焊接非受壓/非承力件時(shí)，使用的焊接工藝可不按SectionIX進(jìn)行評(píng)定。40UW-29焊工技能評(píng)定焊接受壓或受力件與受壓件焊縫的焊工和焊接操作工，必須按SectionIX進(jìn)行技能評(píng)定。可以采用首次焊接的產(chǎn)品焊縫來(lái)進(jìn)行技能評(píng)定，但必須仔細(xì)閱讀規(guī)范，以確定是否有例外或限制。螺柱焊必須在每個(gè)班開始時(shí)對(duì)焊工進(jìn)行技能評(píng)定，但當(dāng)采用自動(dòng)焊方法焊接非受壓或非受力件時(shí)，可不必進(jìn)行技能評(píng)定試驗(yàn)。SectionIX中的其它要求必須滿足。41制造廠在焊接工藝評(píng)定方面的責(zé)任制造廠/ASME持證廠的責(zé)任：編寫書面WPS；焊接評(píng)定試板，編寫焊接工藝評(píng)定記錄；機(jī)械性能試驗(yàn)可由另一試驗(yàn)室進(jìn)行；列出焊接參數(shù)；在PQR上記錄焊接參數(shù)和試驗(yàn)結(jié)果；制定QC體系以控制焊接評(píng)定；對(duì)焊接質(zhì)量負(fù)責(zé)；焊接材料和母材冶金上的適應(yīng)性。42UW-34SpinHoles旋壓工藝孔旋壓工藝孔直徑不大于2-3/8”（60mm），可以用全焊透方式采用加塞、或填加焊縫金屬來(lái)封焊。焊縫完成后必須經(jīng)MT或PT檢驗(yàn)；當(dāng)UW-11(a)要求時(shí)，進(jìn)行RT檢驗(yàn)；沒(méi)有焊縫分類，不影響焊縫系數(shù)“E”。43焊縫咬邊，UW-35UW-35討論了縱縫和環(huán)縫的外觀要求，其中提到角焊縫和坡口焊縫，其焊接后不得使母材的厚度減薄到低于最小要求厚度。另外，減薄量不得超過(guò)母材公稱厚度的10%（最大不超過(guò)1.0mm）。TableUW-35規(guī)定了焊縫的最大焊縫余高。44TableUW-35 最大余高母材公稱厚度（mm）B、C類對(duì)接焊縫（mm）其它焊縫（mm）

2.42.40.792.4~4.83.21.6

4.8~12.74.02.4

12.7~25.44.82.4

25.4~50.86.43.2

50.8~76.26.44.0

76.2~101.66.45.6

101.6~1276.46.4

1277.97.945焊縫外觀，UHT-84同樣，制造規(guī)范產(chǎn)品時(shí)必須查閱規(guī)范的各個(gè)部分。在UHT-84中給出了一個(gè)特殊制造要求，它應(yīng)取代PartUW予以優(yōu)先執(zhí)行。UHT-84規(guī)定，UW-35的要求必須滿足，但對(duì)于SA-517除外。此材料的焊縫余高不得超過(guò)板厚的10%（最大不超過(guò)3.8mm），不允許有任何咬邊。46一般要求與焊接有關(guān)的一些要求有：如果焊縫余高過(guò)高，簡(jiǎn)單地打磨焊縫的頂部還不能滿足要求，因?yàn)?，打磨焊縫余高的目的是為了減少母材與焊縫之間的夾角。焊縫的余高必須與母材圓滑過(guò)渡。UW-36要求角焊縫根部應(yīng)完全焊透。UW-38給出要求去除焊縫的缺陷。UW-39給出了時(shí)常在焊接工藝中忽略的操作，即敲擊。敲擊是用來(lái)控制變形、消除應(yīng)力和提高焊接質(zhì)量的手段，因此，應(yīng)在WPS里予以說(shuō)明。47產(chǎn)品焊接的控制對(duì)于受壓材料的焊接，制造廠必須：按照流轉(zhuǎn)卡或圖紙上規(guī)定的、經(jīng)評(píng)定過(guò)的WPS進(jìn)行焊接；使用評(píng)定過(guò)的焊工和焊接操作工；使用WPS上規(guī)定的焊接材料；在焊接過(guò)的焊縫上或旁邊打上焊工鋼印，或記錄焊工鋼??；檢查焊縫是否有缺陷；進(jìn)行要求的NDE。48在焊縫上或靠近焊縫開孔UW-14允許在焊縫上開孔，但須滿足以下要求：開孔必須符合UG-37的補(bǔ)強(qiáng)要求；開孔符合UG-36(c)