美国ASME规范与中国压力容器标准的比较

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第３７卷第４期２００８年７月石油化工设备ＰＥＴＲＯ?ＣＨＥＭｌＣＡＬＥＱＵｌＰＭＥＮＴＶ０１．３７Ｎｏ．４２００８Ｊｕｌｙ厂”’＋。

＋’４、ｊ标准化：～＋－—■——■——＋一—Ｐ—?●√文章编号：１０００一７４６６（２００８）０４一００５１一０８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ｔ上海２００１２０）摘要：通过对以ＧＢ１５０一１９９８为核心的我国压力容器标准与美国ＡＳＭＥ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。

关键词：压力容器；标准；ＡｓＭＥ（２００４）；ＧＢ１５０一１９９８｝比较中图分类号：Ｔ一６５２．１文献标志码：ＢＡＳＭＥ（２００４）Ｃｏｍｐａｒｉｓ彻ｂｅｔｗｅｅｎＧＢ１５０一１９９８ａｎｄＹＵＸｉｕ－ｍｅｉｌ，ＪＩＡＺｈｅｎ．ｙｕ２（１．ＢｅｉｊｉｎｇＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１，Ｃｈｉｎａ；２．ＡｓｉａＰｒｏｊｅｃｔｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓｈａｎｇｈａｉ），Ｓｈａｎｇｈａｉ２００１２０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢｙａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｗｉｔｈＧＢｃｏｎｔｅｎｔｓｂｅｔｗｅｅｎＣｈｉｎｅｓｅｐｒｅｓｓｕｒｅＶｅｓｓｅｌｓｔａｎｄａｒｄａｓ１５０一１９９８ａｓｔｈｅｃｏｒｅａｎｄＡＳＭＥｐｒｅｓｓｕｒｅｖｅｓｓｅｌｓｔａｎｄａｒｄ，ｓｕｃｈｓｏｓｔａｎｄａｒｄｓｙｓｔｅｍ，ｄｅ—ｓｉｇｎｉｄｅａ，ｍａｔｅｒｉａｌ，ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄｏｎ，ｓｏｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｒｅｆｅｒｅｎｃｅｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｅｓｓｕｒｅｖｅｓｓｅｌ；ｓｔａｎｄａｒｄ；ＡＳＭＥ（２００４）；ＧＢｌ５０—１９９８；ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ美国ＡＳＭＥ锅炉及压力容器规范是由美国机械工程师学会（ＡＳＭＥ）的锅炉及压力容器委员会（ＢＰＶＣ）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ＧＢ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ＡＳＭＥ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。

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。

《压力容器安全技术监察规程》（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：２００８一０２—１４作者简介：于秀美（１９７６一），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２００８年第３７卷１两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。

（１）构成体系ＡＳＭＥ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ＧＢ６６５４—１９９６《压力容器用钢板》、ＧＢ３５３１一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。

ＡＳＭＥ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１。

表ｌ主要压力容器标准对应关系１９９６《低温压力容器用低合金钢板》、ＧＢ８１６３—８７《输送流体用无缝钢管》，ＧＢ／Ｔ４２３７—１９９２《不锈钢热轧钢板》、ＧＢ／Ｔ３０７７—１９９９《合金结构钢》、Ｇ】Ｂ／Ｔ３２７４—１９８８《碳素结构钢和低合金结构钢热轧我国主要压力容器标准ＧＢ压雪昙围≤３５ＭＰａ≤３５ＭＰａＡＳＭＥ适用压力范围≤２０ＭＰａ≤２０ＭＰａ≤２０ＭＰａ规范第Ⅷ卷第一分册第Ⅷ卷第一分册第Ⅷ卷第一分册≤１００ＭＰａ厚钢板和钢带》等标准。

钢材的牌号、等级少于ＡｓＭＥ规范，ＧＢ１５０在材料的选用方面进行了补充。

１５０—１９９８４７３４—２００２４７４５—２００２《钢制压力容器》ＪＢ（２）使用范围ＡＳＭＥⅧ一１规定，非本卷许可《铝制压力容器》ＪＢ的其它材料不得采用，而ＧＢ１５０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。

（３，生产许可ＡＳＭＥ规范的前言明确地指《钍制压力容器》强ｌＺ町Ｍｆｌａ１９９５≤３５脚ａ《钢制压力容器——分析设计标准》《超高压力容器》（制定中）４７０８—２０００＞１００ＭＰａ第Ⅶ卷第三分册ＪＢ第Ⅷ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。

＞７０ＭＰａ第Ⅸ卷４第Ｖ卷《钢制压力容器焊接工艺评定）ＪＢ／Ｔ设计职责４７３０．１～４７３０．６—２００５《承压设备无损检测》４．１ＡＳＭＥ规范中将设计作为独立的一方，规范中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ＡＳＭＥ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。

３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。

ＧＢ１５０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ＧＢ１５０和ＡＳＭＥ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。

ＧＢ１５０与ＡＳＭＥ规范所使用的许用应力差别见表２。

表中，ｃｒｂ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ｏ．２％屈服强度），Ｚ（ｃｒ５．：）为钢材在设计温度下的屈服强度（或者Ｏ．２％屈服强度），而为设计温度下钢材经１０×１０‘ｈ断裂的持久强度的平均值，一为钢材在设计温度下经１０×１０‘ｈ蠕变率为１％的蠕变极限，ＭＰａ。

Ｓｔ为室温下规定的最小抗拉强度，５ｖ为室温下规定的最小屈服强度，Ｓ：为设计温度下产生（０．０１／ｌｏｏＯ）ｈ蠕材料虽然ＧＢ１５０、《容规》、ＡＳＭＥ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４期于秀美，等：美国ＡＳＭＥ规范与中国压力容器标准的比较变率的平均应力；Ｓ５．：为钢材在设计温度下ｏ．２％的最小屈服强度，Ｓ０为设计温度下规定的最小屈服强度，Ｓ备为设计温度下１０×１０４ｈ断裂的持久强度的平均值，ｋｓｉ。

ＭＰａ表２许用应力对比４．３焊接接头及接头系数ＡＳＭＥ和ＧＢ１５０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。

ＣＢ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。

ＡＳＭＥ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。

现以母材为钢的焊接接头为对象作比较，见表３。

表３焊接接头系数对比４．４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将ＧＢ１５０和ＡＳＭＥＡＳＭＥ规范是一致的。

ＡＳＭＥ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时８艿。

，内加强圈１２艿，，其中函为加强圈连接外壳体的壁厚。

在符合ＡＳＭＥ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，相邻两焊段间的最大净距应为２４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。

ＧＢ１５０中，户。

为计算压力，［口］‘为设计温度下材料的许用应力，ＭＰａ；Ｄｉ为内直径，艿为计算厚度，ｍｍ；西为焊接接头系数；Ｋ、Ｍ、Ｑ为相关的形状系数；口为锥壳半顶角，（。