制造要求（課程4）ASME規范第VIII-1卷－壓力容器2目標通過本課程的學習，你將了解制造基本的過程、材料的識別、準備和控制、以及適用于不同制造方法的要求及其應用。3課程概括SectionVIIIDiv.1的制造過程材料標記和追蹤成形要求對中要求SectionVIIIDiv.1的焊接要求4制造要求的順序當涉及到制造時，規范中的所有Subsections都要運用，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、材料的檢驗等要求。SubsectionB包含的要求涉及到制造方法，例如，UW篇時焊接要求，涉及到組對、焊縫余高、焊接工藝和焊工技能評定等要求。SubsectionC包含一些與材料類型有關的制造要求，如，UCS篇涉及到碳鋼材料的成形、熱處理等制造要求。強制性附錄為一些特殊結構給出了制造要求，如夾套容器、多層容器、非圓形容器。當這些附錄適用時，必須采用。CodeCases對規范里沒有涉及到的建造提供了規定。CodeCases不是強制性的，但是，一旦運用就必須全面符合，并在數據報告中注明。SectionVIIIDiv.1制造流程6制造考慮在制造之前或制造過程中需考慮：人孔、吊耳、或其它裝接件是否符合規范要求？它們的成形是否正確？不圓度是否在規范允許的公差范圍以內？筒體與筒體、封頭與筒體的對中錯邊量是否符合要求？要求的斜坡過渡是否符合規范的要求？焊縫余高是否在規定的范圍以內？焊接工藝和焊工技能是否按規范要求進行了評定？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對中錯邊量公差UW-33對接焊縫的設計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材料準備對于要用于規范制造的材料，必須：核實材料是否可以用于制造；核實材料是否具有可追蹤性、標記是否正確；正確下料及標記移植，對于需彎制成形的板材，應確保標記在外表面；分割材料時，保持材料的標記；去除氣割氧化邊緣；開孔內緣倒角或倒圓；焊接表面清理。9材料檢驗，UG-93UG-93規定的檢驗就時通常所說的“接收檢驗”，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條件的材料試驗報告或質量證明書；其它材料：當材料技術條件規定在每件上要有標記時，每件材料必須標有SpecificationNo.、Grade、Type和Class。AI必須審查材料試驗報告或質量證明書，核實材料按材料技術條件和QC手冊的要求進行了標記識別。制造廠必須在AI審查之前對材料進行了上述核查，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：保持材料的識別標記，直到設備完工；可使用編碼標記代替原始標記，此編碼標記必須經AI的審查認可；可采用材料表或竣工圖的方式記錄所要求的標記，以保證在制造過程中、或容器完工后材料的可追蹤性；材料分割前或機械加工前，應移植編碼標記或原始標記。11制造過程中材料的控制制造廠的QC手冊應規定材料（包括焊材）控制的要求，包括：材料保存；發放；檢驗；標記識別；返修。12成形加工的要求成形操作不得引起材料的性能發生不良的變化。SubsectionC對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；尺寸公差應符合設計的要求；成形后必須滿足最小厚度要求；對接焊縫的對中要求必須滿足。規范允許幾種成形方法，最常用的有冷成形和熱成形兩種。無論采用哪種成形方法，都要避免產生沿縱縫的直邊。13碳鋼的成形對碳鋼和低合金鋼，規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焊后熱處理，允許采用冷打成形；如果冷成形由無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要求成形后必須進行熱處理：容器將用于有毒介質；要求進行沖擊試驗；成形前厚度超過5/8”(19mm)；厚度減薄量超過10%；成形溫度在250

F(121

C)到900

F(482

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

注意：當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規定了筒體的圓度公差，即最大內徑與最小內徑之差不得超過公稱內徑的1%。公稱內徑指訂購或設計內徑。Fig.80.2給出了最大內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個開孔內徑以內測量筒體的不圓度，可以另外增加開孔內徑的2%。例如：

一個容器的內徑為119”，在管接頭傍邊測得最大內徑為120”，最小內徑為118”，開孔的公稱內徑為7.625”。最大內徑–

最小內徑=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)按外壓設計的容器必須：滿足UG-80(a)的不圓度要求；偏離理想圓不超過UG-80(b)的要求。從容器的外側或內側測量徑向偏離理想圓的偏離值，最大正負偏差不超過Fig.UG-80.1查到的最大允許偏差值。應使用圓弧樣板測量偏差值，圓弧樣板的弦長為由UG-29.2得到的弧長的2倍。Fig.80.119加強板和管接頭加強板成形后的形狀應與連接處筒體或封頭的外形一致。管接頭的端部也應加工成與筒體或封頭外形一致的形狀。20對接接頭對接接頭的定義為，兩個被連接件基本在同一幾何面內，夾角不超過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，也可以是對接焊縫。平封頭上的焊縫為A類焊縫22焊縫對中要求，UW-33對接焊縫的邊緣應對齊，最大錯邊量不超過TableUW-33為各類焊縫規定的限制。

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不等厚截面的對接焊縫UW-9規定，當兩被焊接件的厚度之差超過較薄件厚度的1/4（最大為3.2mm）時，就必須有3:1斜坡過渡。此斜坡過渡可以用機械加工，也可用堆焊形成。如采用堆焊法，必須滿足UW-42的要求。UW-9關于不等厚的斜坡過渡要求適用于球殼、筒體或封頭上的焊縫。當厚度之差不超過1/8”或1/4t，不要求3:1斜坡過渡。24UW-13焊縫結構中心線錯邊，Fig.UW-13.1對于封頭與筒體的連接，中心線錯邊

0.5(封頭厚度–

筒體厚度)。為滿足此要求，斜坡過渡可以放在內側或外側。25Fig.UW-13.1，封頭與筒體的連接UW-13焊縫結構26直邊長度Fig.13.1除規定了中心線錯邊量外，還給出了直邊長度的要求。最小直邊長度為3th，但不超過1.5”，除非需要增長以滿足斜坡過渡要求所需的長度。注意，只有在需要有斜坡過渡時才要求有直邊。UG-32(i)說，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焊縫結構27UW-13.4管接頭與較小壁厚的管子連接UW-13焊縫結構28UW-13.1封頭與筒體的連接29不允許連接方式UW-13焊縫結構30“JoggleJoint”UW-13焊縫結構SectionVIIIDivision1的焊接要求32焊縫坡口的清理UW-32規定，坡口表面應清潔，無銹皮、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）必須采用全焊透結構。當全焊透結構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構，但，必須從容器的內外進行焊接。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構，強度焊接、半強度焊接、密封焊接。強度焊用來承受全部軸向載荷；密封焊僅用于作為脹接的補充焊接，以保證密封；部分強度焊是根據在實際設計條件下機械和熱膨脹載荷來確定其強度的。35下料、裝配和對中規范中提到下料、裝配和對中要求的條目有好幾條，如：切割邊必須光滑、清潔。（UW-31）點焊焊縫、無論是去除，還是保留，都必須使用評定過的焊接工藝。（UW-31）保留于焊縫中的點焊焊縫應由評定過的焊工施焊。（UW-31）非受壓件跨過受壓焊縫與受壓件相焊時，非受壓件必須開槽以避讓焊縫、或將受壓焊縫磨平。（UG-82）當受壓件焊在受壓焊縫上時，焊縫必須磨平。（UG-82）36UW-27焊接方法UW-27規定，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)對容器各筒節縱縫之間的排列規定了要求，即要求縱縫相互錯開，相距至少是較厚板厚度的5倍，否則，焊縫兩側必須至少4”（100mm）要求進行RT檢驗。38焊接限制SectionVIII中關于焊接的兩項限制是：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焊接工藝評定UW-28給出了對焊接工藝進行評定的要求：使用的焊接工藝必須有記錄，也就是說必須有書面的焊接工藝。當焊接受壓/受力件、用手工或半自動焊方法焊接受壓/非受力件時，使用的焊接工藝應按SectionIX進行評定。當用機械焊方法焊接非受壓/非承力件時，使用的焊接工藝可不按SectionIX進行評定。40UW-29焊工技能評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進行技能評定。可以采用首次焊接的產品焊縫來進行技能評定，但必須仔細閱讀規范，以確定是否有例外或限制。螺柱焊必須在每個班開始時對焊工進行技能評定，但當采用自動焊方法焊接非受壓或非受力件時，可不必進行技能評定試驗。SectionIX中的其它要求必須滿足。41制造廠在焊接工藝評定方面的責任制造廠/ASME持證廠的責任：編寫書面WPS；焊接評定試板，編寫焊接工藝評定記錄；機械性能試驗可由另一試驗室進行；列出焊接參數；在PQR上記錄焊接參數和試驗結果；制定QC體系以控制焊接評定；對焊接質量負責；焊接材料和母材冶金上的適應性。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、或填加焊縫金屬來封焊。焊縫完成后必須經MT或PT檢驗；當UW-11(a)要求時，進行RT檢驗；沒有焊縫分類，不影響焊縫系數“E”。43焊縫咬邊，UW-35UW-35討論了縱縫和環縫的外觀要求，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，減薄量不得超過母材公稱厚度的10%（最大不超過1.0mm）。TableUW-35規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，制造規范產品時必須查閱規范的各個部分。在UHT-84中給出了一個特殊制造要求，它應取代PartUW予以優先執行。UHT-84規定，UW-35的要求必須滿足，但對于SA-517除外。此材料的焊縫余高不得超過板厚的10%（最大不超過3.8mm），不允許有任何咬邊。46一般要求與焊接有關的一些要求有：如果焊縫余高過高，簡單地打磨焊縫的頂部還不能滿足要求，因為，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渡。UW-36要求角焊縫根部應完全焊透。UW-38給出要求去除焊縫的缺陷。UW-39給出了時常在焊接工藝中忽略的操作，即敲擊。敲擊是用來控制變形、消除應力和提高焊接質量的手段，因此，應在WPS里予以說明。47產品焊接的控制對于受壓材料的焊接，制造廠必須：按照流轉卡或圖紙上規定的、經評定過的WPS進行焊接；使用評定過的焊工和焊接操作工；使用WPS上規定的焊接材料；在焊接過的焊縫上或旁邊打上焊工鋼印，或記錄焊工鋼印；檢查焊縫是否有缺陷；進行要求的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的補強要求；開孔符合UG-36(c)