ASME各牌号钢管与GB5310-2008的力学性能和工艺性能比较
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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;2.厉亚项目管理咨询(上海)有限公司t上海)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.,Beijing,China;2.AsiaProjectsCorporation(Shanghai),Shanghai,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。
锅炉管系列◆标准Standard:DIN 17175 ---German StandardASME SA192,SA106,SA209,SA210,SA213,SA556---Standard of American Society of Mechanical EngineersGB 5310,3087---Chinese National StandardQ/BQB 201---Baosteel Corporation Standard◆用途Uses:用于低中压、高压及其以上压力锅炉的水冷壁、省煤器、再热器、过滤器及蒸气管道的制造。
For manufacture of low/medium/high and higher pressure boilers,water cooling panels,coal-saving devices,reheaters,superheaters and steam pipelines◆尺寸公差Tolerances on Dimensions:壁厚允许偏差Wall Thickness Tolerance:外径允许偏差Outside Diameter Tolerance:◆力学性能Mechanical Properties:◆化学成分Chemical Composition(%):船用管系列◆标准Standard:中国船级社钢质海船入级与建造规范--CCS Classification of Ships英国劳氏船级社规范--LR Classification of Ships法国BV船级社规范---BV Classification os ShipsDIN 17175---German StandardGB5312 Gb5310 ---Chinese National StandardQ/BQB203 ---Baosteel Corporation Standard◆主要用途Uses:用于船用锅炉、过热器及Ι、Π、Ⅲ级压力系管道的制造。
ASME标准与GB150的比较我国的压力容器标准体系中,GB150《钢制压力容器》是最基本,应用最广泛的标准,是在不断总结经验、进行科学研究和吸取国外先进经验的基础上发展起来的,与他们大致相当,但也存在着不少的差异。
归结起来主要有以下几方面:1 主要压力容器标准的对应关系我国的压力容器标准分类相对较细,基本上是按压力容器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、球形储罐等。
而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,如设计压力小于20MPa的选用ASME规范第Ⅷ卷第一分册,设计压力小于70MPa的选用ASME规范第Ⅷ卷第二分册,设计压力大于70MPa的选用ASME规范第Ⅷ卷第三分册。
2 标准的制定修订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,经国家质量技术监督局批准后颁发。
相关行业标准是由各行业标准化委员会负责编制、修订工作,经国家经贸委各部门审批、颁发。
标准实施后,由各地安全监察部门根据国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》和相关标准的规定来控制、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。
各标准化委员会根据了解、收集的标准使用意见和建议,负责组织标准修订工作,并经原审批部门审批后颁发、实施。
ASME锅炉及压力容器委员会(BPVC)定期召开会议,研究ASME规范的修订工作,经BPVC批准的规范修订建议将提交美国国家标准协会(ANSl),并在美国《Mechanical Engineering 》上发表,以公开征询所有关心此问题人士的意见,修订建议在规定的公开征询意见期满并经ASME最终批准后,在每年12月31日出版的ASME规范增补中予以公布。
规范修订条款经ASME批准后,可从《增补》所示出版日期起开始使用,除第Ⅱ卷A、B两篇中的材料标准的修订外,次年的7月1日成为强制性的要求,但在此之前签订的合同除外。
国标25MnG与ASME材料SA-210C是否可以代替?国产25MnG与ASME材料SA-210C是否可以互相代替使⽤?我们主要从化学成分,机械⼒学性能,冶炼加⼯⽅法和许⽤应⼒等四个⽅⾯进⾏⽐较:1、化学成分范围国家标准GB5310《⾼压锅炉⽤⽆缝钢管》在1995年版中根据锅炉⾏业的应⽤需求新增加的中国牌号25MnG就是美国ASME材料SA-210C和SA-106C对应的钢种。
其化学成分范围与ASME的SA-210C和SA-106C相“重叠”。
对应标准对25MnG、SA-210C和SA-106C的化学成分要求见表1。
这⾥需要说明的是,在ASME/ASTM的SA-210和SA-106⼆个标准中,SA-210C和SA-106C碳钢管的化学成分完全相同,其碳含量只规定了上限值;⽽在国家标准GB5310-1995中,25MnG的碳含量不仅规定了范围值,⽽且将碳含量的上限值调低到0.30%。
含碳量的适当降低有利于焊接。
与此同时,为了不降低⼒学性能,25MnG的Mn含量下限值也作了相应调整---由ASME标准的0.29%调⾼到0.7%。
此外,GB5310-1995对材料中的有害元素P和S提出了⽐ASME SA-210C和SA-106C更低的限制,同时对Si元素规定了上、下限范围,⽽SA-210C和SA-106C中对Si元素只规定了下限值。
这就说明,25MnG碳钢管的化学成分处于SA-210C材料的范围内,且⽐SA-210C更为科学合理,要求更加严格。
2、⼒学性能相应标准对25MnG和SA-210C钢管的⼒学性能的要求⽐较见表2。
如表2所⽰,相应标准对25MnG与SA-210C的抗拉强度及屈服强度的要求完全相同。
⽽且,在ASME规范的SA-210材料标准中并不要求钢管保证冲击功,可见,国家标准GB5310-1995⽐ASME规范的材料标准更严格。
此外,在ASME规范的SA-210材料标准中要求钢管保证硬度,⽽25MnG管材在硬度指标上全部满⾜ASME规范的SA-210材料标准的要求。
高压(低中压)锅炉及石化工业用大口
径无缝钢管Array标准:
GB3087 ——中国国家标准
GB5310 ——中国国家标准
ASME SA106 ——美国锅炉及压力容器规范
ASME SA333 ——美国锅炉及压力容器规范
ASME SA335 ——美国锅炉及压力容器规范
DIN17175 ——联邦德国工业标准
EN10216-2 ——欧洲压力管道标准
用途:
用于低中压锅炉(工作压力一般不大于5.88Mpa,工作温度在450℃以下)的集箱及蒸汽管道;用于高压锅炉(工作压力一般在9.8Mpa以上,工作温度在450℃~650℃之间)的集箱及蒸汽管道,石化工业用管。
主要生产钢管牌号:
10、20、20G、20MnG、25MnG、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG、10Cr9Mo1VNb、SA106B、SA106C、SA333Ⅰ级、SA333Ⅵ级、SA335 P5、SA335 P11、SA335 P12、SA335P22、SA335 P91、SA335 P92、ST45.8/Ⅲ、15Mo3、13CrMo44、10CrMo910、15NiCuMoNb5-6-4等
尺寸公差:
力学性能:
化学成分:
根据德国标准DIN50150,以下是常用范围的钢材抗拉强度与维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的对照表。
抗拉强度在585MPa以上,因此硬度下限应不低于HB176。
ASME与国产材料对照表Dσb450 σb485 σS295 σS295 材料牌号Material trademark 15CrMo管子piping材料牌号MaterialtrademarkSA-178 DSA-106 CSA-210 Cσb441 σb485σS226 σS275※A516Gr.60-------------------------16MnR热轧板,A516Gr.70N-----------------------16MnR正火板。
A516Gr.4---------------------------16MnII锻件,A334Gr1----------------------------16Mn,A350Gr.LF2-----------------------16MnDA516Gr.70-------------------------16MnDRASTM A234WPB(A106管、A516 Cr60、A285 CrC板)(管件主体材料)------------------------------用20G(GB9948)代SA-106CrB----------------用20G(GB9948)代SA-105---------------------用16Mn锻II代SA216 WCB(阀门主体材料)API 5L A B X42 X46 X52X56 X60 X65 X70 X80 对应:GB/T9711 L210 L245 L290 L320 L360L390 L415 L450 L485 L555SA193 B7-----------------------------35CrMoASA283 C ----------------------------- Q235SA285 C --------------------------------20gSA515 Cr70或SA516 Cr70-------16MnRSA387-12----------------------------------15CrMo※00Cr17Ni14Mo2是中国标准的牌号,它是等效采用美国标准316L,它们在化学成分和力学性能方面有一定的差别,特别是冶金性能不如316L稳定,我们曾经使用过,出厂的材料质量证书等各方面都是合格的,但是一经过等离子切割加工,经过了一次热的作用,再进行化学成分分析(分析时充分考虑了热影响区),结果化学成分分析的结果是碳元素含量大幅增加,达到0.1%左右,其他元素成分变化不大,力学性能也影响不大,再用进口的316L同种方法进行复验,化学成分稳定,力学性能也没有什么变化.这是我国钢铁生产落后的结果.如果使用的材料是机械加工的,不需要进行热加工,选用国产材料问题不大,如果是要进行焊接等方法加工的,对腐蚀要求较严的场合,建议选用进口的316L,这是我在实际工作中所遇到的.同时不锈钢的加工一定要与铁离子隔离,以免铁离子污染,焊缝打磨要用氧化铝砂轮.严格控制层间温度,以免在敏化温度区停留时间过长.※ASME现在只收了一个16MnR啊ASME规范采纳我国压力容器用钢板16MnR 最近ASME锅炉及压力容器规范公布案例2506,正式采纳我国国家标准GB 6654-1996《压力容器用钢板》中的16MnR钢可用于制造ASME规范第VIII卷第1册的压力容器,这是我国现有156家ASME取证厂家期盼已久的一大喜讯。