ASME Ⅷ压力容器规范分析(第二版)
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1.2 ASME规范规定了强制性要求、特殊禁用规定以及非强制性指南

ASME规范的表达十分严谨,总体上前后相互呼应。凡强制性要求意指必须不折不扣地执行,凡特殊禁用规定意指必须不折不扣地禁止,而凡既未强制要求,又无禁用规定者,则可由用户根据规范的总体思想、基本原理和个人的认识(即由知识渊博、娴熟于规范应用的设计师所做的技术评价或判断)自己选定,当然,规范还提供了非强制性指南以供参考。规范没有特别提及的方面,不宜认为它是被禁用的。委员会所制定的规则,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式。

例如,以Ⅷ-1为例,对于容器上焊接接头的结构型式和无损检测要求、焊后热处理要求,在UW-2中明确规定:当容器用作储存致死物质时,所有对接接头应经全部射线照相;用碳钢或低合金钢制造的这类容器应进行焊后热处理;所有A类接头应为表UW-12的(1)型(即采用双面焊或能达到从内外面熔敷焊缝金属同等质量的其他方法焊接的对接接头),所有B类和C类接头应为表UW-12的(1)型或(2)型(即单面对接焊接接头,采用垫板且焊后不除去的接头)。这些都是必须不折不扣地执行的,否则难以确保容器整体的安全。而对不属于按规范规定需要对材料或焊缝金属进行冲击试验的容器、不属于设计压力超过345kPa的非直接火蒸汽锅炉、不属于直接受火的压力容器等情况的容器,规范并未规定其焊接接头型式和无损检测要求,完全可以由设计人员根据所用场合,由设计原理的判断和经济因素等确定接头型式及无损检测要求。

又如,规范具体地规定了不属于各册的各类容器,但同时又说明,符合某册相应要求的任何压力容器,都可以打某册相应标志的钢印(即对Ⅷ-1、Ⅷ-2、Ⅷ-3而言,可以分别打ASME并带有U、U2、U3标志的钢印)。

以Ⅷ-1为例,它在适用范围中规定:本册的规则是基于所设计容器的压力不超过3000psi(20MPa)所适用的设计原理和建造实践而制定的。对于压力超过3000psi(20MPa)的情况,一般需要变更和增补上述规则,只有在应用了这些增加的设计原理和建造实践之后,容器仍能符合本册所有要求时,才允许在容器上打上适合的规范标志钢印。Ⅷ-2则规定:本册的适用范围是根据制定本册以公式形式表示的规则时所考虑的部件及其参数确定的。本册的规则并未规定压力范围,但并不包括所有的结构型式。又规定,作为本册的另一方法,对拟用于操作压力超过10000psi(68.95MPa)的容器建造,宜考虑第Ⅷ卷第3册。而Ⅷ-3则规定:本册规则制定了设计压力通常超过10ksi(70MPa)的金属压力容器的设计、建造、检验和超压保护的要求。本册既不旨在规定第Ⅷ卷第1册或第2册的压力上限,也不旨在规定本册的压力下限。

虽然Ⅷ-1在必须考虑的载荷中也包括了周期性载荷,但并未提供具体的疲劳设计方法,对此,在其“条款解释”07-47(文件号:08-637,2008年5月8日公布)以及PTB-4 ASME Section Ⅷ-Division 1《Example Problem Manual》中明确表示:如组件要做疲劳分析,仍可按Ⅷ-1建造。当然,应按Ⅷ-2实施疲劳分析。而且可以理解为,当按Ⅷ-2或其他标准进行疲劳分析且容器仍能符合Ⅷ-1所有要求时,也可以打规范的ASME U标志。在Ⅷ-2第4篇的按规则设计篇,其包括的内容和Ⅷ-1的内容基本相当,虽然也未提及疲劳设计的具体内容,但它说明:容器部件如果要求疲劳分析,可按照第5篇即分析设计篇中规定的疲劳设计方法设计。

我国压力容器标准GB 150基本上也引述了ASME规范中的这些表述,但在具体内容的规定上,尚有待进一步明确或改进之处。例如,原GB 150(1998等)在范围部分明确规定:要求做疲劳分析的容器不属于本标准的范围。GB 150(2011)则改为: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,可以按本标准进行设计,并按JB 4732附录C补充疲劳分析和评定,同时满足其相关制造要求。这些规定说明,对于承受循环载荷的容器是否能按本标准设计,GB 150还是并未明确,而是规定应由设计单位技术负责人决定并批准;此外,由于GB 150和JB 4732在制造要求方面,因GB 150新版的修改而两者存在较大区别,使用户无所适从。