ASME与国内标准对锅炉焊后热处理要求的异同

ASME与国内标准对锅炉焊后热处理要求的异同 夏国泉 (江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院) 摘 要：ASME规范及国内标准在锅炉焊后热处理方面的 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 ，对比分析两者的异同，结合具体产品 具体分析了执行ASME规范过程中应注意的事项。 关键词：ASME；焊后热处理；锅炉。 1．前言 随着中国加入 WTO，越来越多的国内企业 审领 ASME S钢印。截止 2010年7月，我国境 内持有 ASME钢印的厂家已达 480家，且绝大 多数厂家同时持有国内的特种设备制造许可 证。ASME规范将锅炉分为动力锅炉 [1】和采暖 锅炉两大类 【2】，动力锅炉的建造要求执行 ASME第一卷，采暖锅炉 的建 造要求执行 ASME第 四卷。由于采暖锅炉的参数较低， ASME第四卷规定焊接型式的采暖锅炉可以不 进行焊后热处理，焊接型式的动力锅炉则需按 照 Pw一39的要求进行焊后热处理。目前，我国 将锅炉分为蒸汽锅炉 [3】、热水锅炉两大类 [4】， 安全技术规范给出了焊后热处理的基本要求， 具体技术要求见国家标准 [5】。由于 ASME和我 国的标准法规的体系不一致，深入学习 ASME 规范条文，分析比较两者在焊后热处理方面的 差异，有助于提高厂家执行规范的准确性、保证 钢印产品与规范的符合性，提高产品的竞争 力 1 2．国内规范标准在焊后热处理方面的要求 根 据 合 金 元 素 组 成、含 量 的 不 同， JB／T1613—93将材料分为碳素钢、低合金结构 钢(碳锰钢)、耐热钢(铬钼钢)三大钢种 12组钢 号，并给出了每组钢号焊后热处理的公称壁厚 下限值，详见表 1。表 l中的公称壁厚取较薄焊 件公称厚度和焊缝厚度两者中的较小值。 表 1 焊件焊后热处理的公称壁厚下限值 钢种 钢号 mm A3、10、20、20g、20G 碳素钢 >30 St45．8、SB42、SB46、SB59 12Mng、 16Mn、16Mng 19Mn6 低合金 15MnVg ≥20 结构钢 SA106、SA299 20MnMo、13MnNiMoNbg、13MnNiMo54 12CrMo、15CrMo、20CrMo、 >lO 13CrMoV42、SA335P12 12CrlMoV、10CrMo910、SA335P22 >6 耐热钢 12Cr2MOWVTiB 任何 l2Cr3MoVS汀iB 厚度 SA213T91、STBA24、STBA25、STBA26 3．ASME SECT 1 0N I在焊后热处理方面的 要求 根据材料的P—NO．、Group No．的不同， ASME SECT10N I在表 PW一39中给出了 l2 — 32— 类材料的焊后热处理规范，并结合材料厚度、 接头型式、焊接方法、受压件的特点给出了各 类材料的焊后热处理的豁免条件。PFT-29、 PM B-9、PW -39．8、 PW -40．2、 PW -20．3 给出了几种具体焊接过程的焊后热处理的豁免 条文。 3．1 PFT-29、 PM B一9、 PW 一39．8、 PW-40．2、PW-20．3的豁免条文 对于移动式火管锅炉，柔性拉撑螺栓的焊 接接头可免于焊后热处理。焊接结构的特小型 锅炉可免于热处理。电容储能焊可用于热电偶 的焊接，如果焊接能量输出不大于 125W．S，该 接头可免于焊后热处理。集箱、锅筒管接头的 返工、修磨角焊缝形状的局部补充焊接可在焊 后热处理结束后进行，但需满足 PW-40．2的 具体要求。P-NO．3 GROUP l、2可在热处 理后返修焊接缺陷，并免于再次热处理。 3．2表 PW-39的豁免条文 PW-39．3规定公称厚度取焊缝厚度、受 压件材料厚度或所连接较薄焊件厚度的最小 值。对角焊缝，公称厚度为角焊缝的厚度。对 部分焊透焊缝和母材焊补焊缝，公称厚度为焊 接坡口的深度。对组合焊缝，公称厚度为坡口 深度加角焊缝厚度。目前，国内企业建造的 ASME钢印产品多以碳钢材料的工业锅炉为 主，P-NO．1碳钢材料的豁免条文如下： 1)、对于坡口焊缝或组合焊缝，如公称厚 度不大于3／4in．(19ram)，可免于焊后热处理； 如母材公称厚度不大于 lin．(25ram)时，且以 不低于200。F(95℃)的温度进行预热，可免 于焊后热处理； 2)、当坡口焊缝或组合焊缝的公称厚度不 大于 11／2in．(38mm)时，符合以下条件： a)母材碳当量小于等于0．45 b)最低预热温度 250。F (120~C)； c)单层焊道厚度不超过 1／4in．(6mm)， 可免于焊后热处理。 3)满足 PW一4l要求的活套法兰、承插焊 法兰和附件上的角焊缝，如角焊缝厚度不大于 13ram 可免于焊后热处理；当受压件在焊缝处 的厚度大于 19mm 时，角焊缝厚度不 大于 13mm，且以不低于 200。 F(95℃)的温度进 行预热，可免于焊后热处理； 4)受压件连接非受压件的角焊缝，如角 焊缝厚度不大于 1 3mm，可免于焊后热处理； 如受压件厚度大于 19ram 时，角焊缝厚度不大 于 13mm，且以不低于 200。F (95℃)的温度 进行预热，可免于焊后热处理。 5)连接扩展受热面与管子的焊缝及销钉 与受压件的焊缝，可免于焊后热处理 6)机械方法固定加密封焊的管件、手孑L、 检查 孔及 管子，如密封焊缝 的厚度不大于 10ram，可免于焊后热处理。当受压件厚度大 于 19mm 时，密封焊缝的厚度不大于 10mm， 以不低于 200 F (95℃)的温度进行预热，可 免于焊后热处理。 7)在受压件上进行 5)以外的螺柱焊，可 免于热处理 如果受压件的厚度大于19mm时， 以不低于200。F(95℃)的温度进行预热，可 免于热处理。 8)P—NO．1 GROUP．1、2材料的锅壳锅 炉的管板和管子，采用 PFT—l2．1简图 (f)、 (g)的结构时，坡 口深度不大于 10mm，可 免于焊后热处理；如管板厚度大于 19mm 时， 以不低于 200。F (95℃)的温度进行预热，可 免于焊后热处理。 9)容器上连接件的角焊缝，符合以下所 有条件时，可免于焊后热处理： a)完工后的开孔直径不大于 PG-32．1．2 所允许的数值和 50mm的较小值 b)角焊缝厚度不大于 10mm c)当所连接两零件之一的厚度大于 19mm 时，以不低于 200。F(95℃)的温度进行预热 d)连接件不组成决定容器厚度的孔桥 l0)连接受压件与非受压件的组合焊缝， 焊缝厚度不大于 13mm，可免于焊后热处理； 如果受压件厚度大于 19mm 时，焊缝厚度不大 于 13mm，以不低于 200。F (95℃)的温度进 行预热 ，可免于焊后热处理。 11)堆焊耐腐蚀焊缝金属的管材符合以下 条件时： a)堆焊层厚度不大于 6mm 一 33— b)当受压件厚度大于 19mm 时，以不低 于200。F (95D)的温度进行预热 C)管子外径不大于 125mm，且不用于制 造集箱、锅筒 12)采用图 PW一16．1简图 (z)沉孔结构 的组合焊缝，符合以下条件时，可免于焊后热 处理： a)管子和容器均为 P—NO．1 GROUP1、2 材料 b)完工后的开孔直径不大于 PG一32．1．2所 允许的数值和 50ram的较小值 C)焊缝的公称厚度不大于 10ram d)连接件不组成决定容器厚度的孑L桥 e)当所连接两零件之一的厚度大于 19mm 时，以不低于200。F(95n)的温度进行预热 13)火箱和水夹套上对接焊缝和角接头， 接头的公称厚度不大于 19mm，可免于焊后热 处理。 14)连接不承受载荷且直径不大于 13mm 螺柱的焊缝，如采用自动电弧螺柱焊或自动电 阻螺柱焊时，可免于焊后热处理。 15)对于含碳量不大于 0．30％ 的 P—NO．1 GROUP 1、2材料，如 果 符 合 以 下条 件， PWT一11．2中管子与总管或集箱的焊后热处理 是非强制性的 a)管子的外径不大于50ram b)集箱的管径不大于DN200 c)集箱的厚度不大于 13mm d)以不低于 200。F(95D)的温度进行 预热 4．产品案例分析 图 1是某台WNS型 ASME钢印产品的示 意图，其中锅壳厚度 10mm、前后管板厚度 14mm、炉胆厚 度 12mm、回燃 室管板厚 度 12mm、回燃室短节 12mm，材质均为 SA一516 GR70；螺纹烟管为 SA210一A1／51 3；主汽阀管 座 SA210一A1／108"5；检查 孔 300"400／SA．516 GR70，所有材料均为碳素钢 (P—No．1 Group No．1)。锅壳与炉胆、锅壳与锅壳、炉胆与炉胆、 炉胆与管板均为全焊透接头，烟管与管板采用 坡口焊缝加角焊缝的非全焊透接头型式，检查 孔圈与锅壳采用双面角焊缝连接，主汽阀管座 与锅壳采用双面角焊缝连接。 根据 JB／T 1613—93的规定，该台锅炉的受 压件的公称厚度小于 30mm，不需要焊后热处 理；根据 ASME SECTIO I，该台锅炉的检查 孔圈、主汽阀管座与锅壳的接头均为角焊缝连 接，且开孔直径大于 50mm，需要焊后热处理， 其余接头不需要焊后热处理。如检查孑L圈、主 汽阀管座与锅壳采用坡口焊缝加角焊缝的全焊 透接头，则可以免去焊后热处理。 图 1锅炉结构示意图 5．结论 ASME SECTION I与JB／T 1613—93的焊后 热处理的基本原则相同，即根据材料种类规定 相应的热处理要求，但 ASME SECTION I的要 求更为细化，且结合材料厚度、接头型式、焊接 方法、受压件的特点给出了明确豁免条件。 案例分析表明，同一结构的锅炉在不同标 准体系下的焊后热处理要求是不同的，国内设 计人员应根据 ASME SECTION I的条文修改 局部设计，避免结构不合理带来的附加焊后热 处理要求。 参考文献 【1】ASME Boiler and Pressure Vessel Code，Section I Rules for Construction of Power Boilers【S]2007(A07、A08、A09) 【2】ASME Boiler and Pressure Vessel Code ，Section IV Rules for Construction of heating Boilers【S]2007(A07、A08、A09) 【3]蒸汽锅炉安全技术监察规程。【S]1996 【4】热水锅炉安全技术监察规程。【S】1991 [5】JB／T 1613—93．锅炉受压元件焊接技术 条件。【s]1993 — ， 34。．