美国ASME规范与中国压力容器标准的比较

　第37卷　第4期　　　　　　　　　　　　　石　油　化　工　设　备　　　　　　　　　　　　　Vol 137　No 14　　2008年7月　　　　　　　　　　　　　PETRO 2CH EMICAL EQU IPM EN T 　　　　　　　　　　　　　J uly 2008

标准化

文章编号:100027466(2008) 0420051208

美国ASME 规范与中国压力容器标准的比较

于秀美1, 贾振宇2

(1. 北京凯米克尔化工技术有限公司, 北京　100101; 2. 厉亚项目管理咨询(上海) 有限公司, 上海　200120)

摘要:通过对以G B 150—1998为核心的我国压力容器标准与美国ASM E 标准的分析, 在标准体

系、设计思想、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。

1998; 比较关键词:压力容器; 标准; ASM E (2004) ; G B 150—

中图分类号:T 2652. 1　　　　文献标志码:B

Comparison bet w een GB 21, (1. Lt d. , Beijing 100101, China ; s (Shanghai ) , Shanghai 200120, China )

Abstract :By analysis and comparison of t he content s between Chinese p ressure vessel standard

wit h G B 150—1998as t he core and ASM E pressure vessel standard ,such as standard system ,de 2sign idea ,material ,manufact ure ,inspection ,and so o n ,some difference for reference is presented.

K ey w ords :p ressure vessel ; standard ; ASM E (2004) ; G B150—1998; comparison

　　美国ASM E 锅炉及压力容器规范是由美国机械工程师学会(ASM E ) 的锅炉及压力容器委员会(B PVC ) 制定的, 是世界上应用最早的标准之一, 现

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ASM E 规范进行比较、分析, 有助于项目实施过程

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。经过几十年来压力容器设计、制造经验的积累总结和完善, 我国也已形成以G B 150—1998《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

(以下简称) 主要解决安全全技术监察规程》《容规》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:2008202214

中对两种标准体系的理解和运用。

作者简介:于秀美(19762) , 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。

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但在体系上有很大的差别。

(1) 构成体系　ASM E 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。我国压力容器标准分类相对较细, 基本按容器

我国标准按照不同的类型、用途分别编制了不同的类型及容器主体材料来分别制订相应标准, 如钢制

钢材标准, 并形成了一个较为完整的体系, 其中主要压力容器、铝制压力容器、卧式容器、塔式容器及球

有G B 6654—1996《压力容器用钢板》、G B 3531—形储罐等。ASM E 规范并不按容器类型分别制定

《低温压力容器用低合金钢板》、G B 8163—87相应的标准, 只是在设计中引用不同的载荷规范。1996

《输送流体用无缝钢管》, G B/T 4237—1992《不锈钢两者主要压力容器标准的对应关系见表1。

热轧钢板》、G B/T 3077—1999《合金结构钢》、表1　主要压力容器标准对应关系

G B/T 3274—1988《碳素结构钢和低合金结构钢热轧适用ASME 适用

我国主要压力容器标准

厚钢板和钢带》等标准。钢材的牌号、等级少于压力范围规范压力范围

ASME 规范, G B 150在材料的选用方面进行了补充。G B 150—1998第Ⅷ卷≤20MPa

《钢制压力容器》≤35MPa 第一分册(2) 使用范围　ASM E Ⅷ21规定, 非本卷许可JB 4734—2002第Ⅷ卷≤20MPa

的其它材料不得采用, 而G B 150允许使用标准以

《铝制压力容器》≤35MPa 第一分册

外的材料, 只要其符合规定的成分和技术要求就可JB 4745—2002第Ⅷ卷≤20MPa

《钛制压力容器》≤35MPa 第一分册以使用。JB ≤704732MPa —1995≤100MPa 第Ⅷ卷(3) 规范的前言明确地指《钢制压力容器———分析设第二分册

出, 计标准》

(制定中) 《超高压力容器》>100MPa 第Ⅷ卷。

1　两种压力容器标准对应关系

JB 4708—2000第第V 卷

JB/T 473011～473016—2005

4　设计

职责4. 1　

ASM E 规范中将设计作为独立的一方, 规范中

《承压设备无损检测》

2　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。

BPVC 定期召开会议, 研究ASM E 规范的修订

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。G B 150和《容规》中明确地把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。

4. 2　设计思想和许用应力

G B 150和ASM E 都采用了一次薄膜应力或最

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。

3　材料

虽然G B 150《、容规》、ASM E 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,

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。

G B 150与ASM E 规范所使用的许用应力差别

σ见表2。表中, σb 为钢材标准抗拉强度下限值, s

(σ0. 2) 为钢材标准常温屈服强度(或0. 2%屈服强

t t (σ度) σ, s 012) 为钢材在设计温度下的屈服强度(或者

0. 2%屈服强度) σ, D 为设计温度下钢材经10×104h

t σ断裂的持久强度的平均值, n 为钢材在设计温度下经10×104h 蠕变率为1%的蠕变极限,MPa 。S T 为

室温下规定的最小抗拉强度, S Y 为室温下规定的最小屈服强度, S c t 为设计温度下产生(0. 01/1000) h 蠕

　第4期　　　　　　　　　　于秀美, 等:美国ASM E 规范与中国压力容器标准的比较

t 变率的平均应力; S 012为钢材在设计温度下0. 2%的

・53・

最小屈服强度, S t Y 为设计温度下规定的最小屈服强

材料碳钢

低合金钢高合金钢

标准

G B 150ASME Ⅷ2ⅠG B 150ASME Ⅷ2Ⅰ

度, S R 为设计温度下10×104h 断裂的持久强度的平均值,ksi 。

表2　许用应力对比

许用应力取下列各值中的最小值

σb /3. 0

S T /3. 5

MPa

σs /1. 6

S Y /1. 5

t σs /1. 6t σD /1. 5t σn /1. 0t

S C /1. 0t σn /1. 0t S c /1. 0

Y /1. 5S R /

1. 5

σb /3. 0

S T /3. 5

σ0. 2/1. 5

S 0. 2/1. 5

t σ0. 2/1. 5t σD /1. 5

S 0. 2/

1. 5S R /

1. 5

焊接接头及接头系数4. 3　

ASM E 和G B 150对焊接接头的分类是一样

的, 均为A 、B 、C 、D 这4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。

ASM E 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, 而与任何其他接头的无损检测程度无关, 即1台容器不同的接头可以使用不同的焊接接头系数, 对A 、B 、C 、D 这4类焊接接

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。

CB 150中, 焊接接头系数特指A 、B 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A 、B 类接头进行射线或超声检测,C 、D 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, 见表3。

表3　焊接接头系数对比

标准名称

G B 150G B 150ASME ASME ASME ASME ASME ASME

接头型式接头分类

A 、B A 、B

无检测

系数

接头分类

系数

--0. 700. 650. 600. 550. 500. 45

(双面焊或相当于双面焊全焊透的对接焊接单面焊对接焊缝(带金属垫板) 单面焊对接焊缝(不带金属垫板) 双面满角焊搭接接头

单面满角焊搭接接头(加塞焊) 单面满角焊搭接接头(不加塞焊)

、B A 、B

1. 0

0. 850. 800. 750. 80----0. 901. 00. 9----A 、B 、C 、D A 、B 、C 、D A 、B 、C A 或B 、C B 或C A ,B

强度计算4. 4　

在压力容器设计时, 主要考虑了两种失效理论, 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。

(1) 内压圆筒厚度计算　将G B 150和ASM E 规范第Ⅷ卷第一分册有关受内压时的设计计算公式进行比较, 见表4。G B 150中, p c 为计算压力, [σ]t 为设计温度下材料的许用应力,M Pa ; D i 为内直径, δ为计算厚度, mm ;

) 。ASM E 规相关的形状系数; α为锥壳半顶角, (°

范公式中p 为设计内压力, S 为最大许用应力值, M Pa ; E 为焊接接头系数; R 为所计算的内半径, L

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1/2, 当设置在容器里面时, 应不少于圆筒内周长的1/3。对于上述加强圈设置准则, 我国压力容器标准与ASM E 规范是一致的。

ASM E 规范中规定每段填角焊缝的长度应不小于51mm , 相邻两段之间的最大净距为外加强圈

δδ时81, 内加强圈121, 其中δ1为加强圈连接外壳体的壁厚。在符合ASM E 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51mm , 相邻两

δ焊段间的最大净距应为241。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。

为球形或碟形封头球面部分的内半径,mm 。

(2) 外压圆筒加强圈的设置　加强圈可设置在

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表4　主要受压元件计算公式比较

比较项目圆筒形壳体

G B 150ASME 第Ⅷ卷第一分册

圆形或长圆形孔时, 孔的长径与短径之比应不大于

2. 0。ASM E 规范第Ⅷ卷第一分册则允许孔的长径与短径之比大于2. 0, 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5～表6。

表中, D i 为内直径, d 为开孔最大直径, δ、t r 为壳体开孔处的计算厚度, δt n 为接管有效厚度, δet 、n

δ为壳体开孔处的名义厚度, nt 为接管名义厚度, t 为规定的容器壁厚(不包括成型裕量) , B 为补强有效

宽度, mm ; A 为开孔削弱所需要的补强截面积, mm 2; f r 为削弱强度系数; F 为校正系数; f r1=S n /

S v , 为用于插入壳体壁的接管系数; S n 为接管许用

δ=p c D i /(2[σ]t

δ=p R/(S E -0. 6p ) ,

环向应力

δ=p R/(2S E +0. 6p ) ,

纵向应力δ=p R/(2S E -0. 2p )

环形壳体

δ=p c D i /(4[σ]t

椭圆形封头δ=p c D i /(2[σ]t

标准型

δ=Kp c D i /(2[σ]t

非标准型碟形封头半球形封头锥段和锥形封头

δ=M p c D i /(2[σ]t

δ=p c D i /

(2[σ]

δ=pL/(2S E -0. 2p ) δ=p D /[2cos α×

(S E -0. 6p ) ]

　　(3) 开孔尺寸和开孔补强　G B 150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

对比项

G Bl50

D i ≤1500mm 时, 开孔最大直径

应力值, S v 为容器许用应力值,k Pa 。

表5　开孔尺寸的限制对比

　当D i 1, d ≤D i /2, 且d ≤508mm ; 当D i >

d ≤D i /3, 且d ≤1000mm 。开孔尺寸也可

圆筒上开孔

d ≤D i /2, 且d ≤520mm D i >1500mm d i /000;

d i /2d ≤D i /3

凸形封头锥壳大开孔

应力分析法

, 但需按大开孔进行补强

经正确补强后开孔尺寸不加限制经正确补强后开孔尺寸不加限制按Appendix 127进行补强

表6　补强面积计算公式对比

对比项所需补强面积

G B 150

ASME 规范第Ⅷ卷第一分册

A =dt r F +2t n t r F (1-f r1)

δ+2δδA =d et (1-f r )

验师的职责和工作程序除了ASM E 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(NB ) 的有关规定。

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。G B 150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。

焊工考试和管理5. 1　

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《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》与ASM E 规范第Ⅸ卷在许多方面的要求是一致的, 但也存在一些差别, 见表7。　　焊工技能评定(焊工考试) 前必须有完整的焊接工艺评定。ASM E 标准规定, 一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

δ有效补强宽度B =max (2d , d +2δn +2et ) B =max (2d , d +2t n +2t ) 有效外侧高度有效内侧高度

h 1=min (实际外伸高度,

δSQR T (d nt ) )

h 2=min (实际内伸高度,

h 1=min (2t , 2. 5t n +t e ) h 2=min (实际内伸高度,

δSQR T (d nt ) ) 2t , 2. 5t n )

5　制造、检验

在两个标准和规范体系中, 制造是最具共性的环节。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。

ASM E 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

　第4期　　　　　　　　　　于秀美, 等:美国ASM E 规范与中国压力容器标准的比较・55・

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

项目

焊工考试(评定) 组织、实施单位考试(评定) 内容焊工合格证有效期

之则不可, 而且考试首先通过理论考试, 并应逐级

进行。

ASME 规范第Ⅸ卷

表7　焊工考试和管理对比

锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则

　经所在地市级(及以上) 安全监察机构批准, 报省级安全监察机构备案的焊工考试委员会

　基本知识理论考试和焊接操作技能考试

　3a , 在合格项目有效期满前3个月由焊工考委会安排复考或免考等事宜(50岁以上焊工不能免考) , 中断受监察设备焊接6个月的需重考

评定方法和检验项目合格证有效使用区域

　对试件进行外观检查、射线透照、弯曲试验　有效期内的焊工合格证在全国各地同等有效

　焊接操作技能考试

　未规定有效期限, 但焊工或焊接操作工某一焊接方法在6个月或更长时间内没有操作过, 则其该项资格被中止

　对试件进行射线透照或对试件进行弯曲试验, 或对其首次产品焊缝进行射线透照

　仅在负责考试(评定) 的压力容器制造厂内有效

　持有ASME 认证证书的压力容器制造厂

5. 2　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ASM E 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, 的浪费。而我国的标准规定,

中国同级别材料, , 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, ASM E 要求底层的氩弧焊需做厚度为

12. 7mm (015in ) 的氩弧焊评定, 做起来十分困难, 而我国规程无此要求。

关章节没有具体规定。

表8　对口错边量对比

G B 150

ASME Ⅷ-1

对口处钢>2040>40～50>50

接头类型

≤13

>13～19>19～38>38～41>51

接头类型

B 、C 、D

/4≤3≤3

≤/δ≤/4≤5δ≤/8

δ/4

3. 23. 23. 2

δ/4δ/4

4. 8

δ≤/16

且≤10

δ≤/8

且≤20

　　注:δ为对口处钢材厚度,mm 。

δ/8

δδ/16/8

或10mm 或19mm 的较小值的较小值

待焊接表面的清理及施焊环境5. 5　

G B 150对待焊接表面的清理要求更为具体, 特

别是规定了对高强度钢材和Cr 2Mo 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。ASM E 则对可能遇到的情况做了一些指导性规定。

G B 150明确规定了焊接材料的储存条件和施

5. 3　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。焊前装配要求5. 4　

(1) 对口错边量　G B 150与ASM E 对口错边

焊环境对温度、风速及相对湿度等的限制条件, ASM E 仅对温度做了明确要求, 其余影响因素均为

量的要求基本一致, 具体数值稍有差异, 其数值比较见表8。

　　(2) 壳体圆度　G B 150与ASM E 中对承受内压容器的壳体圆度的规定基本一致, G B 150附加有且不大于25mm 要求, 较ASM E 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。

(3) 壳体直线度　G B 150明确规定, 壳体直线度允差应不大于壳体长度的1‰, 当直立容器的壳体长度超过30m 时, 其壳体直线度允差应当符合JB 4710-92《钢制塔式容器》的规定。而ASM E 相

建议性要求。焊缝余高5. 6　

G B 150对A 、B 类焊缝区分了焊缝坡口侧焊缝

余高e 1和焊缝根部侧焊缝余高e 2, 并分别做了规定, 且要求较ASM E 严; 对C 、D 类焊缝要求焊缝与母材呈圆滑过渡。ASME 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9和表10。焊工和焊接操作工识别5. 7　

G B 150仅简单地规定了应在规定的部位打上

焊工钢印,ASM E 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ASM E 重视过

・56・　　　　　　　　　　　　石　油　化　工　设　备　　　　　　　　　　　　2008年　第37卷　

程控制的原则。

表9　GB 150规定的焊缝余高

材料类别　标准抗拉强度下限值

大于540MPa 的钢材以及Cr 2Mo 低合金钢钢材　标准抗拉强度下限值大于540MPa 的钢材以及Cr 2Mo 低合金钢钢材其它钢材其它钢材

坡口类别

余高代号

焊缝余高

/mm

单面坡口e 1单面坡口e 2双面坡口e 1双面坡口e 2

δ0～10%3s 且≤

≤1. 5δ0～10%31且≤

δ0～10%32且≤

单面坡口e 1

单面坡口e 2双面坡口e 1双面坡口e 2

δ0～15%4s 且≤

≤1. 5δ0～15%41且≤

δ0～15%42且≤

表10　ASME 规定的焊缝余高

材料公称厚度

B 、C 类对接焊缝

2. 43. 24. 04. 85. 06. 00

最大余高

其它焊缝

0. 81. 62. 42. 43. 208. 0

≥2. 4～4. 8

>4. 8～13>13～25>25～51>51～76>76～102>102～127

>127

表11　热处理方法比较

5. 8　焊后热处理

ASME 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。G B 150

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。二者焊后热处理方法的具体规定略有差异, 见表11。

比较项进炉时炉温

400℃以上时加

G B 150

ASME

要的冲击试验, 凡属下列情况之一的压力容器应每

台制作产品焊接试板:

(1) 移动式压力容器(批量生产的除外) 。(2) 设计压力大于10M Pa 的压力容器。(3) 现场组焊的球形储罐。(4) 使用有色金属制造的中、高压容器或使用σ540M Pa 的高强度钢制造的压力容器。b ≥

(5) 异种钢(不同组别) 焊接的压力容器。

(6) 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。

(7) G B 150中规定应每台制作产品焊接试板的压力容器。

而ASM E 规范第Ⅷ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。

(1) 0. 8, 以ASM E (电阻焊除外) 制作的、相同厚度且按相同工艺焊制的试板, 并裁取1件小截面拉伸试样和2件侧弯试样进行试验。

(2) 若焊接工艺评定要求做焊缝及热影响区冲击试验时, 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A 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A 类接头不同的B 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。

≤400℃

) ℃≤(5000/δ/h ,

且不大于200℃/h

≤427℃

) ℃≤(10160/δ/h ,

且不大于222℃/h

5. 10　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ASM E 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。

热速率

　升温时各部分任意5000mm 长度内温度差不大于120℃　升温时各部分≤65℃最高与最低温度差

) ℃　400℃以上时≤(6500/δ/h ,

炉内降温速率且不大于260℃/h 　　注:δ为焊接接头处钢材厚度,mm 。

任意4600mm 长度

内不大于

139℃≤83℃

) ℃≤(12700/δ/h , 且不大于278℃/h

5. 11　无损检测

G B 150和ASM E 规范第Ⅷ卷第一分册对无损

产品试板5. 9　

为了检验产品焊接接头和其他受压元件的力学性能和弯曲性能《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

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12。无损检验质量标准5. 12　

以射线检验为例, 比较ASM E 标准和中国标

准的异同。

　第4期　　　　　　　　　　于秀美, 等:美国ASM E 规范与中国压力容器标准的比较

表12　无损检测对比

项目人员资格要求

G B 150

ASME 规范第Ⅷ卷第一分册

・57・

　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ASME 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ASN T 无损检测人员资格证

　①100%射线检测。②抽样射线检测, 每15. 2m 焊缝作一处抽样检测, 一处抽样射线底片最小长度为

150mm

产品焊接透照比例分类

　①100%射线或超声检测。②局部射线或超声检测, 探伤比例50%(铁素体钢制低温压力容器) 。③局部射线或超声检测, 探伤比例20%

评定标准　①100%射线检测, 不低于Ⅱ级为合格。②局部射线检测, 不低于Ⅲ级为合格。③100%超声检测, I 级为合格。④局部超声检测, 不低于Ⅱ级为合格

　ASME 规范不划分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级片,100%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

　①内容物为致死物时

, 筒体及封头的对接接头。②

(38mm ) ; 或超过本体的对接接头板厚超过121/2″

UCS 257,UN F 257, U HA 233, UCL 235及UCL36所额

需100%射线

(超声) 检测情形

　①厚度大于30mm 的碳素钢、16MnR 。②板厚度大于25mm 的15MnV 、20MnV 、20MnMo 和奥氏体不锈钢。③标准抗拉强度大于540MPa 的钢材。④钢板厚度大于16mm 的12CrMo 、15CrMo 、15CrMoR , 其它任意厚度的CrMo 低合金钢。⑤进行气压试验的容器。⑥图样说明盛装毒性为极度为极度或高度危害介质的容器。⑦图样规定须100%检测的容器。⑧多层包扎压力容器内筒的A 类焊接接头。⑨器各单层圆筒的A 类焊接接头。

外规定之最小板厚者; 或U H T 257,UL W 251,UL W 252

(d ) ,UL W 254及UL T 257所额外规定之状况者。③设

备为无火蒸气锅炉且设计压力大于50psi (0. 35MPa ) 时, ④进行气压试验的容器。0　　(1) ASM F 标准规定裂纹、允许缺陷。陷, , 、三级焊缝允许一定范围的未焊透。

(2) ASM E 允许的条状缺陷相当于中国标准的一、二级焊缝的要求。

(3) ASM E 允许的圆形缺陷相似于中国标准的

及无损检测等做了详细规定。

E 规范对同一部位的返修次数未作规定, 但每次焊接返修前, 其返修方法应经授权检验师(A I ) 认可。对不同组别材料的返修深度、预热要求

5. 14　水压试验前的监督检查

ASM E 标准的所有检查工作均在产品制造过

要求, 但根据壁厚的划分比中国标准更详细。

(4) 中国标准用长度和深度评定根部内凹为一、二、三级, 数据具体。而ASM E 只提到黑度突变的根部内凹为不允许, 相对较粗。

(5) ASM E 没有焊后光谱复查检验要求, 很难发现材质错用问题, 可能因此造成大的质量事故。

(6) ASM E 标准中没有焊口焊后热处理后进行硬度检验的要求和硬度检验标准, 致使焊口焊后热处理后的焊接残余应力消除结果无法确定。

对受监焊口而言,ASM E 标准除对未焊透的要求比中国标准严以外, 其它条款均与中国标准类似或要求较低。二者的具体要求比较见表13。

程中进行, 现场安装只有水压试验条款, 无水压试验前监督检查条款。而我国对水压试验前监督检查十分重视, 检查大纲对所需监督检查的项目和内容规定十分细致, 检查项目很多。没有水压试验前监督检查, 绝不允许进行水压试验。压力试验5. 15　

水压试验作为设备制造的最后一道工序, 除了对设备的强度进行检验外, 还将对焊缝的致密性或密封结构的严密性能进行检验。我国标准与

ASM E 对压力试验压力的比较见表14。表中, p 设计压力, [σ]、S 为容器元件材料在试验温度下的许用应力, [σ]t 、S t 为容器元件材料在设计温度下的许用应力,M Pa 。

　　关于S/S t 值,ASM E 认为, 法兰螺栓材料的安全系数远大于其它受压元件材料的安全系数, 故其数值为按最大主应力进行设计的筒体、封头、接管等元件选取而不必包含螺栓等紧固件。G B 150则明确规定, 容器各元件(筒体、封头、接管、法兰及紧固件等) 所用材料不同时, 应取各元件材料比值之最小值。

5. 13　焊接返修

G B 150规定焊接返修必须由持证焊工按评定

合格的工艺进行, 焊缝同一部位的返修次数不宜超过2次。如超过2次, 返修前均应经压力容器制造厂技术总负责人批准, 返修次数、部位和返修情况应记入容器的质量证明书。对材料的具做要求未做规

　第37卷　第4期　　　　　　　　　　　　　石　油　化　工　设　备　　　　　　　　　　　　　Vol 137　No 14　　2008年7月　　　　　　　　　　　　　PETRO 2CH EMICAL EQU IPM EN T 　　　　　　　　　　　　　J uly 2008　文章编号:100027466(2008) 0420058203

压力容器外压内试问题的探讨

路　涛

(江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院, 江苏无锡　214025)

摘要:通过对外压容器特别是带夹套容器的特性分析, 提出了外压容器进行内压试验在设计时存

在的问题, 指出了外压内试的局限性。关键词:夹套容器; 外压内试; 局限性中图分类号:TQ 050. 1　　　　文献标志码:B

表13　质量检验标准比较

缺陷名称裂纹、未熔合根部未焊透气孔、夹渣

不允许

我同标准

Ⅱ不允许

氩弧焊打底, 不允许

不允许

Ⅲ

, l. , ASME

要求程度

相同严松

不允许不允许

　任何不大于50mm 的缩孔或4个以上的圆形显示, 其分散间距或边间距在任何方向小于2mm 　任何不大于1. 0mm

咬边　5焊缝隙。两恻总长度:管件焊缝全长的10%且不大于40mm , 板件焊缝全长的10%

　深度不大于0. 5mm 焊

缝隙。两恻总长度:管件焊缝全长的20%, 板件焊缝全长的15%

缝隙。两恻总长度:管件焊缝全长的20%, 板件焊缝全长的20%

　板件和直径不小于108mm 的管件, 不大于2mm 。管径小于108mm 时通球检验。管外径不小于32mm 时, 为管内径的85%; 管外径小于32mm 时, 为管内径的75%

≤1. 5mm

≤2. 0mm

≤2. 5mm

松

根部凸出不大于2. 0mm 无要求松

内凹无要求松

表14　压力试验压力数值比较

标准

G B 150ASME

液压试验

1. 25p[σ]/[σ]t

1. 3p S /S t

气压试验

1. 15p[σ]/[σ]t

1. 1p S /S t

气密试验

极度、高度危害介质

6　结语

总体上来说, 我国压力容器标准是开放型的, 即

每项标准(如G B 150、G B 151和JB 4732) 只是针对特定的技术问题, 为处理整个压力容器建造, 还需要相应的一系列配套标准, 例如有关材料、制造和检验等的标准相配合。ASM E 规范总的来说是封闭型的, 迄今为止, 它已包括了压力容器建造规则、材料、

　　收稿日期:2008202210

焊接评定、无损检测等在内的12卷内容, 基本上涉

及了压力容器建造的各有关方面。

我国的压力容器标准G B 150、JB 4732以及G B 151等主要参照了ASM E 规范。但是我国压力容器标准体系和ASM E 标准体系存在着差异, 标准的内容也有较大差别, 在实际使用时对两种标准体系的相关标准进行比较分析, 有助于理解和实施ASM E 规范, 也有助于理解我国压力容器标准的发展变化。

致谢:本文参阅了许多同仁的相关资料, 在此一并表示感谢!

(许编)

作者简介:路　涛(19812) , 男, 江苏南京人,

助工, 学士, 从事锅炉、压力容器及压力管道的制造监督及检验工作。

标准化

文章编号:100027466(2008) 0420051208

美国ASME 规范与中国压力容器标准的比较

于秀美1, 贾振宇2

(1. 北京凯米克尔化工技术有限公司, 北京　100101; 2. 厉亚项目管理咨询(上海) 有限公司, 上海　200120)

摘要:通过对以G B 150—1998为核心的我国压力容器标准与美国ASM E 标准的分析, 在标准体

系、设计思想、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。

1998; 比较关键词:压力容器; 标准; ASM E (2004) ; G B 150—

中图分类号:T 2652. 1　　　　文献标志码:B

Comparison bet w een GB 21, (1. Lt d. , Beijing 100101, China ; s (Shanghai ) , Shanghai 200120, China )

Abstract :By analysis and comparison of t he content s between Chinese p ressure vessel standard

K ey w ords :p ressure vessel ; standard ; ASM E (2004) ; G B150—1998; comparison

　　美国ASM E 锅炉及压力容器规范是由美国机械工程师学会(ASM E ) 的锅炉及压力容器委员会(B PVC ) 制定的, 是世界上应用最早的标准之一, 现

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, 技术内容在总体上也达到了国际先进标准的水平。

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

　　收稿日期:2008202214

中对两种标准体系的理解和运用。

作者简介:于秀美(19762) , 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。

・52・　　　　　　　　　　　　石　油　化　工　设　备　　　　　　　　　　　　2008年　第37卷　

但在体系上有很大的差别。

(1) 构成体系　ASM E 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。我国压力容器标准分类相对较细, 基本按容器

我国标准按照不同的类型、用途分别编制了不同的类型及容器主体材料来分别制订相应标准, 如钢制

钢材标准, 并形成了一个较为完整的体系, 其中主要压力容器、铝制压力容器、卧式容器、塔式容器及球

有G B 6654—1996《压力容器用钢板》、G B 3531—形储罐等。ASM E 规范并不按容器类型分别制定

《低温压力容器用低合金钢板》、G B 8163—87相应的标准, 只是在设计中引用不同的载荷规范。1996

《输送流体用无缝钢管》, G B/T 4237—1992《不锈钢两者主要压力容器标准的对应关系见表1。

热轧钢板》、G B/T 3077—1999《合金结构钢》、表1　主要压力容器标准对应关系

G B/T 3274—1988《碳素结构钢和低合金结构钢热轧适用ASME 适用

我国主要压力容器标准

厚钢板和钢带》等标准。钢材的牌号、等级少于压力范围规范压力范围

ASME 规范, G B 150在材料的选用方面进行了补充。G B 150—1998第Ⅷ卷≤20MPa

《钢制压力容器》≤35MPa 第一分册(2) 使用范围　ASM E Ⅷ21规定, 非本卷许可JB 4734—2002第Ⅷ卷≤20MPa

的其它材料不得采用, 而G B 150允许使用标准以

《铝制压力容器》≤35MPa 第一分册

外的材料, 只要其符合规定的成分和技术要求就可JB 4745—2002第Ⅷ卷≤20MPa

《钛制压力容器》≤35MPa 第一分册以使用。JB ≤704732MPa —1995≤100MPa 第Ⅷ卷(3) 规范的前言明确地指《钢制压力容器———分析设第二分册

出, 计标准》

(制定中) 《超高压力容器》>100MPa 第Ⅷ卷。

1　两种压力容器标准对应关系

JB 4708—2000第第V 卷

JB/T 473011～473016—2005

4　设计

职责4. 1　

ASM E 规范中将设计作为独立的一方, 规范中

《承压设备无损检测》

2　标准制订、修订和管理

BPVC 定期召开会议, 研究ASM E 规范的修订

提及的设计是作为压力容器建造方工作的一个环

4. 2　设计思想和许用应力

G B 150和ASM E 都采用了一次薄膜应力或最

3　材料

虽然G B 150《、容规》、ASM E 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,

、制造要求和检验要求相适应。

G B 150与ASM E 规范所使用的许用应力差别

σ见表2。表中, σb 为钢材标准抗拉强度下限值, s

(σ0. 2) 为钢材标准常温屈服强度(或0. 2%屈服强

t t (σ度) σ, s 012) 为钢材在设计温度下的屈服强度(或者

0. 2%屈服强度) σ, D 为设计温度下钢材经10×104h

t σ断裂的持久强度的平均值, n 为钢材在设计温度下经10×104h 蠕变率为1%的蠕变极限,MPa 。S T 为

室温下规定的最小抗拉强度, S Y 为室温下规定的最小屈服强度, S c t 为设计温度下产生(0. 01/1000) h 蠕

　第4期　　　　　　　　　　于秀美, 等:美国ASM E 规范与中国压力容器标准的比较

t 变率的平均应力; S 012为钢材在设计温度下0. 2%的

・53・

最小屈服强度, S t Y 为设计温度下规定的最小屈服强

材料碳钢

低合金钢高合金钢

标准

G B 150ASME Ⅷ2ⅠG B 150ASME Ⅷ2Ⅰ

度, S R 为设计温度下10×104h 断裂的持久强度的平均值,ksi 。

表2　许用应力对比

许用应力取下列各值中的最小值

σb /3. 0

S T /3. 5

MPa

σs /1. 6

S Y /1. 5

t σs /1. 6t σD /1. 5t σn /1. 0t

S C /1. 0t σn /1. 0t S c /1. 0

Y /1. 5S R /

1. 5

σb /3. 0

S T /3. 5

σ0. 2/1. 5

S 0. 2/1. 5

t σ0. 2/1. 5t σD /1. 5

S 0. 2/

1. 5S R /

1. 5

焊接接头及接头系数4. 3　

ASM E 和G B 150对焊接接头的分类是一样

的, 均为A 、B 、C 、D 这4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。

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。

只要求在限定条件下进行磁粉或渗透检测。现以母, 见表3。

表3　焊接接头系数对比

标准名称

G B 150G B 150ASME ASME ASME ASME ASME ASME

接头型式接头分类

A 、B A 、B

无检测

系数

接头分类

系数

--0. 700. 650. 600. 550. 500. 45

(双面焊或相当于双面焊全焊透的对接焊接单面焊对接焊缝(带金属垫板) 单面焊对接焊缝(不带金属垫板) 双面满角焊搭接接头

单面满角焊搭接接头(加塞焊) 单面满角焊搭接接头(不加塞焊)

、B A 、B

1. 0

0. 850. 800. 750. 80----0. 901. 00. 9----A 、B 、C 、D A 、B 、C 、D A 、B 、C A 或B 、C B 或C A ,B

强度计算4. 4　

) 。ASM E 规相关的形状系数; α为锥壳半顶角, (°

范公式中p 为设计内压力, S 为最大许用应力值, M Pa ; E 为焊接接头系数; R 为所计算的内半径, L

容器的内部或外部, 应整圈围绕在圆筒的圆周上, 容

ASM E 规范中规定每段填角焊缝的长度应不小于51mm , 相邻两段之间的最大净距为外加强圈

δ焊段间的最大净距应为241。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。

为球形或碟形封头球面部分的内半径,mm 。

(2) 外压圆筒加强圈的设置　加强圈可设置在

・54・　　　　　　　　　　　　石　油　化　工　设　备　　　　　　　　　　　　2008年　第37卷　

表4　主要受压元件计算公式比较

比较项目圆筒形壳体

G B 150ASME 第Ⅷ卷第一分册

圆形或长圆形孔时, 孔的长径与短径之比应不大于

表中, D i 为内直径, d 为开孔最大直径, δ、t r 为壳体开孔处的计算厚度, δt n 为接管有效厚度, δet 、n

δ为壳体开孔处的名义厚度, nt 为接管名义厚度, t 为规定的容器壁厚(不包括成型裕量) , B 为补强有效

宽度, mm ; A 为开孔削弱所需要的补强截面积, mm 2; f r 为削弱强度系数; F 为校正系数; f r1=S n /

S v , 为用于插入壳体壁的接管系数; S n 为接管许用

δ=p c D i /(2[σ]t

δ=p R/(S E -0. 6p ) ,

环向应力

δ=p R/(2S E +0. 6p ) ,

纵向应力δ=p R/(2S E -0. 2p )

环形壳体

δ=p c D i /(4[σ]t

椭圆形封头δ=p c D i /(2[σ]t

标准型

δ=Kp c D i /(2[σ]t

非标准型碟形封头半球形封头锥段和锥形封头

δ=M p c D i /(2[σ]t

δ=p c D i /

(2[σ]

δ=pL/(2S E -0. 2p ) δ=p D /[2cos α×

(S E -0. 6p ) ]

　　(3) 开孔尺寸和开孔补强　G B 150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

对比项

G Bl50

D i ≤1500mm 时, 开孔最大直径

应力值, S v 为容器许用应力值,k Pa 。

表5　开孔尺寸的限制对比

　当D i 1, d ≤D i /2, 且d ≤508mm ; 当D i >

d ≤D i /3, 且d ≤1000mm 。开孔尺寸也可

圆筒上开孔

d ≤D i /2, 且d ≤520mm D i >1500mm d i /000;

d i /2d ≤D i /3

凸形封头锥壳大开孔

应力分析法

, 但需按大开孔进行补强

经正确补强后开孔尺寸不加限制经正确补强后开孔尺寸不加限制按Appendix 127进行补强

表6　补强面积计算公式对比

对比项所需补强面积

G B 150

ASME 规范第Ⅷ卷第一分册

A =dt r F +2t n t r F (1-f r1)

δ+2δδA =d et (1-f r )

验师的职责和工作程序除了ASM E 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(NB ) 的有关规定。

焊工考试和管理5. 1　

δ有效补强宽度B =max (2d , d +2δn +2et ) B =max (2d , d +2t n +2t ) 有效外侧高度有效内侧高度

h 1=min (实际外伸高度,

δSQR T (d nt ) )

h 2=min (实际内伸高度,

h 1=min (2t , 2. 5t n +t e ) h 2=min (实际内伸高度,

δSQR T (d nt ) ) 2t , 2. 5t n )

5　制造、检验

在两个标准和规范体系中, 制造是最具共性的环节。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。

ASM E 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

　第4期　　　　　　　　　　于秀美, 等:美国ASM E 规范与中国压力容器标准的比较・55・

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

项目

焊工考试(评定) 组织、实施单位考试(评定) 内容焊工合格证有效期

之则不可, 而且考试首先通过理论考试, 并应逐级

进行。

ASME 规范第Ⅸ卷

表7　焊工考试和管理对比

锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则

　经所在地市级(及以上) 安全监察机构批准, 报省级安全监察机构备案的焊工考试委员会

　基本知识理论考试和焊接操作技能考试

　3a , 在合格项目有效期满前3个月由焊工考委会安排复考或免考等事宜(50岁以上焊工不能免考) , 中断受监察设备焊接6个月的需重考

评定方法和检验项目合格证有效使用区域

　对试件进行外观检查、射线透照、弯曲试验　有效期内的焊工合格证在全国各地同等有效

　焊接操作技能考试

　未规定有效期限, 但焊工或焊接操作工某一焊接方法在6个月或更长时间内没有操作过, 则其该项资格被中止

　对试件进行射线透照或对试件进行弯曲试验, 或对其首次产品焊缝进行射线透照

　仅在负责考试(评定) 的压力容器制造厂内有效

　持有ASME 认证证书的压力容器制造厂

5. 2　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。

中国同级别材料, , 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, ASM E 要求底层的氩弧焊需做厚度为

12. 7mm (015in ) 的氩弧焊评定, 做起来十分困难, 而我国规程无此要求。

关章节没有具体规定。

表8　对口错边量对比

G B 150

ASME Ⅷ-1

对口处钢>2040>40～50>50

接头类型

≤13

>13～19>19～38>38～41>51

接头类型

B 、C 、D

/4≤3≤3

≤/δ≤/4≤5δ≤/8

δ/4

3. 23. 23. 2

δ/4δ/4

4. 8

δ≤/16

且≤10

δ≤/8

且≤20

　　注:δ为对口处钢材厚度,mm 。

δ/8

δδ/16/8

或10mm 或19mm 的较小值的较小值

待焊接表面的清理及施焊环境5. 5　

G B 150对待焊接表面的清理要求更为具体, 特

别是规定了对高强度钢材和Cr 2Mo 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。ASM E 则对可能遇到的情况做了一些指导性规定。

G B 150明确规定了焊接材料的储存条件和施

5. 3　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。焊前装配要求5. 4　

(1) 对口错边量　G B 150与ASM E 对口错边

焊环境对温度、风速及相对湿度等的限制条件, ASM E 仅对温度做了明确要求, 其余影响因素均为

量的要求基本一致, 具体数值稍有差异, 其数值比较见表8。

　　(2) 壳体圆度　G B 150与ASM E 中对承受内压容器的壳体圆度的规定基本一致, G B 150附加有且不大于25mm 要求, 较ASM E 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。

建议性要求。焊缝余高5. 6　

G B 150对A 、B 类焊缝区分了焊缝坡口侧焊缝

G B 150仅简单地规定了应在规定的部位打上

焊工钢印,ASM E 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ASM E 重视过

・56・　　　　　　　　　　　　石　油　化　工　设　备　　　　　　　　　　　　2008年　第37卷　

程控制的原则。

表9　GB 150规定的焊缝余高

材料类别　标准抗拉强度下限值

大于540MPa 的钢材以及Cr 2Mo 低合金钢钢材　标准抗拉强度下限值大于540MPa 的钢材以及Cr 2Mo 低合金钢钢材其它钢材其它钢材

坡口类别

余高代号

焊缝余高

/mm

单面坡口e 1单面坡口e 2双面坡口e 1双面坡口e 2

δ0～10%3s 且≤

≤1. 5δ0～10%31且≤

δ0～10%32且≤

单面坡口e 1

单面坡口e 2双面坡口e 1双面坡口e 2

δ0～15%4s 且≤

≤1. 5δ0～15%41且≤

δ0～15%42且≤

表10　ASME 规定的焊缝余高

材料公称厚度

B 、C 类对接焊缝

2. 43. 24. 04. 85. 06. 00

最大余高

其它焊缝

0. 81. 62. 42. 43. 208. 0

≥2. 4～4. 8

>4. 8～13>13～25>25～51>51～76>76～102>102～127

>127

表11　热处理方法比较

5. 8　焊后热处理

ASME 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。G B 150

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。二者焊后热处理方法的具体规定略有差异, 见表11。

比较项进炉时炉温

400℃以上时加

G B 150

ASME

要的冲击试验, 凡属下列情况之一的压力容器应每

台制作产品焊接试板:

(5) 异种钢(不同组别) 焊接的压力容器。

(6) 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。

(7) G B 150中规定应每台制作产品焊接试板的压力容器。

而ASM E 规范第Ⅷ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。

(1) 0. 8, 以ASM E (电阻焊除外) 制作的、相同厚度且按相同工艺焊制的试板, 并裁取1件小截面拉伸试样和2件侧弯试样进行试验。

≤400℃

) ℃≤(5000/δ/h ,

且不大于200℃/h

≤427℃

) ℃≤(10160/δ/h ,

且不大于222℃/h

5. 10　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

热速率

　升温时各部分任意5000mm 长度内温度差不大于120℃　升温时各部分≤65℃最高与最低温度差

) ℃　400℃以上时≤(6500/δ/h ,

炉内降温速率且不大于260℃/h 　　注:δ为焊接接头处钢材厚度,mm 。

任意4600mm 长度

内不大于

139℃≤83℃

) ℃≤(12700/δ/h , 且不大于278℃/h

5. 11　无损检测

G B 150和ASM E 规范第Ⅷ卷第一分册对无损

产品试板5. 9　

为了检验产品焊接接头和其他受压元件的力学性能和弯曲性能《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

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12。无损检验质量标准5. 12　

以射线检验为例, 比较ASM E 标准和中国标

准的异同。

　第4期　　　　　　　　　　于秀美, 等:美国ASM E 规范与中国压力容器标准的比较

表12　无损检测对比

项目人员资格要求

G B 150

ASME 规范第Ⅷ卷第一分册

・57・

　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ASME 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ASN T 无损检测人员资格证

　①100%射线检测。②抽样射线检测, 每15. 2m 焊缝作一处抽样检测, 一处抽样射线底片最小长度为

150mm

产品焊接透照比例分类

　①100%射线或超声检测。②局部射线或超声检测, 探伤比例50%(铁素体钢制低温压力容器) 。③局部射线或超声检测, 探伤比例20%

评定标准　①100%射线检测, 不低于Ⅱ级为合格。②局部射线检测, 不低于Ⅲ级为合格。③100%超声检测, I 级为合格。④局部超声检测, 不低于Ⅱ级为合格

　ASME 规范不划分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级片,100%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

　①内容物为致死物时

, 筒体及封头的对接接头。②

(38mm ) ; 或超过本体的对接接头板厚超过121/2″

UCS 257,UN F 257, U HA 233, UCL 235及UCL36所额

需100%射线

(超声) 检测情形

外规定之最小板厚者; 或U H T 257,UL W 251,UL W 252

(d ) ,UL W 254及UL T 257所额外规定之状况者。③设

(2) ASM E 允许的条状缺陷相当于中国标准的一、二级焊缝的要求。

(3) ASM E 允许的圆形缺陷相似于中国标准的

及无损检测等做了详细规定。

E 规范对同一部位的返修次数未作规定, 但每次焊接返修前, 其返修方法应经授权检验师(A I ) 认可。对不同组别材料的返修深度、预热要求

5. 14　水压试验前的监督检查

ASM E 标准的所有检查工作均在产品制造过

要求, 但根据壁厚的划分比中国标准更详细。

(4) 中国标准用长度和深度评定根部内凹为一、二、三级, 数据具体。而ASM E 只提到黑度突变的根部内凹为不允许, 相对较粗。

(5) ASM E 没有焊后光谱复查检验要求, 很难发现材质错用问题, 可能因此造成大的质量事故。

(6) ASM E 标准中没有焊口焊后热处理后进行硬度检验的要求和硬度检验标准, 致使焊口焊后热处理后的焊接残余应力消除结果无法确定。

对受监焊口而言,ASM E 标准除对未焊透的要求比中国标准严以外, 其它条款均与中国标准类似或要求较低。二者的具体要求比较见表13。

水压试验作为设备制造的最后一道工序, 除了对设备的强度进行检验外, 还将对焊缝的致密性或密封结构的严密性能进行检验。我国标准与

5. 13　焊接返修

G B 150规定焊接返修必须由持证焊工按评定

压力容器外压内试问题的探讨

路　涛

(江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院, 江苏无锡　214025)

摘要:通过对外压容器特别是带夹套容器的特性分析, 提出了外压容器进行内压试验在设计时存

在的问题, 指出了外压内试的局限性。关键词:夹套容器; 外压内试; 局限性中图分类号:TQ 050. 1　　　　文献标志码:B

表13　质量检验标准比较

缺陷名称裂纹、未熔合根部未焊透气孔、夹渣

不允许

我同标准

Ⅱ不允许

氩弧焊打底, 不允许

不允许

Ⅲ

, l. , ASME

要求程度

相同严松

不允许不允许

　任何不大于50mm 的缩孔或4个以上的圆形显示, 其分散间距或边间距在任何方向小于2mm 　任何不大于1. 0mm

咬边　5焊缝隙。两恻总长度:管件焊缝全长的10%且不大于40mm , 板件焊缝全长的10%

　深度不大于0. 5mm 焊

缝隙。两恻总长度:管件焊缝全长的20%, 板件焊缝全长的15%

缝隙。两恻总长度:管件焊缝全长的20%, 板件焊缝全长的20%

　板件和直径不小于108mm 的管件, 不大于2mm 。管径小于108mm 时通球检验。管外径不小于32mm 时, 为管内径的85%; 管外径小于32mm 时, 为管内径的75%

≤1. 5mm

≤2. 0mm

≤2. 5mm

松

根部凸出不大于2. 0mm 无要求松

内凹无要求松

表14　压力试验压力数值比较

标准

G B 150ASME

液压试验

1. 25p[σ]/[σ]t

1. 3p S /S t

气压试验

1. 15p[σ]/[σ]t

1. 1p S /S t

气密试验

极度、高度危害介质

6　结语

总体上来说, 我国压力容器标准是开放型的, 即

　　收稿日期:2008202210

焊接评定、无损检测等在内的12卷内容, 基本上涉

及了压力容器建造的各有关方面。

致谢:本文参阅了许多同仁的相关资料, 在此一并表示感谢!

(许编)

作者简介:路　涛(19812) , 男, 江苏南京人,

助工, 学士, 从事锅炉、压力容器及压力管道的制造监督及检验工作。

美国ASME规范与中国压力容器标准的比较

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