ASME第IX卷的最新变化及其应用——2010版与2007版的比较赵孟显一、2010版(与2007版的比较)的主要修改部分1、将S-No.和组号转换为P-No.和组号1)从2009增补开始,列于QW/QB422表中母材的S-No.重新指定为P-No.,取消了表中所列参照的S-No.和组号。
原来“焊接”栏下的S-No.和组号转换成相当的P-No..和组号;而“钎接”栏下的S-No.转换成相当的P-No.。
在2007版的QW-420中规定:“对于P-No.和P-No.加组号材料的要求也同样适用于相应的S-No.或S-No.加组号的材料,但如工艺评定试验使用S-No.或S-No.加组号的材料,其评定范围限于有相同S-No.或S-No.加组号的材料(即:使用P-No.材料的评定也评定了相应的S-No.的材料;而使用S-No.材料的评定只评定了相应的S-No.的材料而没有评定相应的P-No.的材料)”。
而从2009增补开始,由于全部S-No.已经转换成相当的P-No.,则原来使用S-No..加组号的材料进行评定的单位(主要是使用管道规范规定的材料的单位,如B31.3),从2010年1月1日开始,这些评定在其它重要变素和有缺口韧性要求时,附加重要变素相同的情况下,可以使用于有相同P-No.加组号的材料。
这样就涉及原来使用S-No.加组号的材料进行评定的WPS如何处理的问题,因为原先的WPS只规定它适用于有相同的S-No.的材料,而现在已经没有S-No.的材料了,那么就要修改相应WPS的适用范围了。
这一修改涉及原来第IX卷中几乎所有提到S-No.的条款、表格和附录,包括QW-409.29、QW-420.1、QW-420.2、QW/QB422、QW-423.1、QW-424.1、QW-520、QB-402.1、QB-402.2、附录中的表格QW-484A、QW-484B、QW-485、QB-482、QB-483、QB-484等,上述条款、表格中的S-No.全部删去,只有附录E “许用的SWPS”例外,其中仍然有S-No.,因为SWPS是由AWS发布的,有一个滞后反应的问题,这在其他卷册中同样存在,如B31.3,在2010版中仍然存在S-No.。
但我们只要知道从2010年1月1日开始,凡是存在S-No.的,将其转换为相同的P-No.就可以了。
2)修改QW-420QW-420材料的分组对母材指定P-No.或S-No.是为了减少焊接和钎接工艺评定的数量。
P-No.是以文字数字的顺序指定的,因此,每个P-No.应认为是一个单独的P-No.(例如:母材指定为P-No.5A,应认为与P-No.5B或P-No.5C都是不同的P-No.)。
另外,对于WPS按其它产品卷或规范要求冲击试验评定的铁基金属材料,在P-No.下再指定组号。
这种分组主要是根据母材特性,例如成分、焊接性、钎接性和力学性能在逻辑上的类比来进行。
这种分组并不意味着对于评定试验中所采用的某一母材可以不加区别地用别的一些母材来代替,而不从冶金性能、焊后热处理、设计、力学性能和使用要求等观点来考虑其适配性。
下表表明了各种合金系统指定的分组:母材焊接钎接钢及钢合金P-No.1~P-No.15F P-.No.101~P-No.103铝及铝合金P-No..21~P-No.26P-No.104~P-No.105铜及铜合金P-No.31~P-No.35P-No.107~P-No.108镍及镍合金P-No.41~P-No.49P-No.110~P-No.112钛及钛合金P-No.51~P-No.53P-No.115镐及镐合金P-No.61~P-No.62P-No.117当一个带有UNS编号但是非表QW/QB422所列的母材与表中的母材具有相同的UNS编号,应被认为具有与该母材有相同的P-No.或P-No.加组号。
但是只有表QW/QB422中所列出带有材料最低抗拉强度值的母材才可用作评定试件。
在表QW/QB422中“规定最低抗拉强度”栏内给出的值,除了QW-153或QB-153所允许的情况外,是焊接和钎接工艺评定拉伸试验的合格值。
在表QW/QB422中没有规定最低抗拉强度值的材料,不应用于坡口焊缝工艺评定。
在2009增补中,S-No.从表QW/QB422中删去,S-No.是为ASME B31压力管道规范选用或锅炉及压力容器规范案例选用,但未列入ASME锅炉及压力容器规范材料标准(第II卷)的材料指定的。
原先被指定了S-No.的母材被重新指定了相应的P-No.或P-No.加组号。
举例:指定为某一P-或S-No.或组号的材料在随后的版本中被重新指定为与原先不同的P-或S-No.或组号,则按原先指定为某一P-或S-No.或组号的材料已完成的工艺评定可用于新指定的P-或S-No.或组号的材料,见QW-200.2(c),但要依据原先用于工艺评定试件所用材料的新指定的P-或S-No.或组号来修改相应WPS中材料的评定范围。
在修改后的WPS中的其他材料的P-或S-No.或组号必须重新指定为与已评定相同的P-或S-No.或组号。
【A08、A09】请注意:这里规定“P-或S-No.或组号的材料在随后的版本中被重新指定为与原先不同的P-或S-No.或组号”时,只要修改WPS,而没有规定PQR如何处理,但根据QW-200.2(c)的规定,这种情况可以对PQR进行“补充”。
2、ASME BPV规范接受16MnR为SA标准材料在2008增补中,QW/QB422中纳入了我国的压力容器用钢GB6654的16MnR,这是ASME BPV 规范第一次正式将我们国家的压力容器用钢标准GB6654列入SA标准,也就是说,16MnR已经从“规范案例”允许使用的材料升格为ASME BPV规范允许使用的材料。
板厚从6~120mm,并有了相应的P-No.和组号,其表述的标准号为SA/GB6654,型号为16MnR,指定的P-No.为“1”,对于6~≤16mm的,组号为“2”,对于>16~≤120mm的,组号为“1”。
但遗憾的是由于国内材料标准的修改,GB6654中的16MnR已经改为GB713中的Q345R,而GB713中的Q345R并未得到ASME的认可,因此,在ASME 正式认可Q345R前,国内压力容器制造企业要想使用Q345R于ASME打钢印的容器,本人建议比较简单的办法是与钢厂协商,在钢板的质量证明书和钢板上标识改为:“SA/GB6654,16MnR”,否则是打不了ASME钢印的。
如果不打钢印,则只要取得顾客的认可,在产品订货协议中写明就可以了。
对于工艺评定来说,由于将16MnR按厚度(实际是由于规定最低抗拉强度的差别)分为P-No.1,1组和2组,那么如果按第VIII卷第1册制造容器,按最低设计金属温度和公称厚度的组合(UCS-66)如要求冲击试验的话,对于同一P-No.材料,由于组别不同,其评定不能互相适用,因此板厚在>6~≤36mm的16MnR材料与板厚>36~≤60mm的16MnR材料的工艺评定试验就将要求单独进行。
只有当不要求冲击试验时,其工艺评定试验才可以通用。
【A08】3、焊接变素的修改1)QW-261,取消表内“QW-409.4”栏关于“附加重要变素”的规定。
这是关于螺柱焊WPS的变素,也就是说,从A08开始,不再将电流和极性的改变作为附加重要变素,如果有这样评定的WPS,现在可以扩大其评定范围。
2)QW-284、QW-304、QW-305、QW-384、QW-423.1和QW-420.1中的一处,将“P-No.25”修改为“P-No.26”。
这是关于铝及铝合金的技能评定范围的扩大,由于在A08以前没有P-No.26的材料,A08新增加了P-No.26的材料,这种修改是很及时的。
3)焊接篇的变素QW-403.3、QW-403.6、QW-404.5、QW-404.7、QW-404.12、QW-405.2、QW-406.3、QW-410.9和QW-410.10修改。
其中QW-403.3,增加:“(b)对于带衬垫单面焊全焊透焊缝和部分焊透焊缝,其评定的母材最小厚度应等于所依据的PQR试件的厚度,其评定的熔深应等于或大于从PQR试件上测定的熔深。
”的规定,由于它只涉及电子束焊(EBW)和激光焊(LBW)的评定,对大多数单位没有影响。
QW-404.5和QW-404.12,强调“有后缀“G”的除外”,由于这是大多数常用焊接方法的重要或附加重要变素,对于使用有后缀G的填充金属的评定范围将受到影响。
(如QW-404.12:在同一SFA标准中填充金属类别号的改变,或改变到SFA标准不包括的填充金属或改变到SFA标准中带有后缀“G”的填充金属或填充金属商品名称的改变。
……。
其余条款的修改,包括QW-403.6、QW-404.7、QW-405.2、QW-406.3、QW-410.9和QW-410.10,都是编辑性修改,不影响现有评定。
【A08】4、提出“蠕变强度增强的铁基合金”的概念并增加P-No.15E在2009增补中,提出了“蠕变强度增强的铁基合金”的概念,所谓“蠕变强度增强的铁基合金”(creep strength enhanced ferritic alloys)(CSEF)的定义为:“该合金是铁基合金钢家属的一员,它是用有精确的显微结构条件,特别是马氏体或贝氏体来增强其蠕变强度,是通过控制具有抗回火的碳化物或碳-氮化物或其他稳定相位在回火期间稳定化而形成的”。
随着新的蠕变强度增强的铁基合金进入规范,使用已经存在的P-No.分组指定的PWHT参数能导致这些合金在热处理后力学性能的重大变化。
在规范的2007版中,只有P-No.5B、2组母材满足该定义,并已被批准用于规范建造。
再往前,CSEF合金已经使用于规范案例,并接近于合并。
为便利说明它们的特殊要求,对于CSEF合金指定了P-No.15A~P-No.15F。
(直到2010版,只见到P-No.15E一种)在A09的QW/QB-422表中,只增加了P-No.15E一个分类号,将原来P-No.5B、2组中部分UNS No.为K90901,公称成分为9Cr-1Mo-V的制品,包括锻件(SA-182和SA-336的F91)、管道管件(SA-234,WP-91)、无缝公称管(SA-335,P91)、锻造公称管(SA-369,FP91)、熔焊管(A-691,9CR,2类)等重新指定为P-No.15E、1组;应该指出,还有无缝管(SA-213,T91)也应该重新指定为P-No.15E、1组,但目前在QW/QB-422表中没有修改,而在附录D中,该牌号已经重新指定为P-No.15E、1组,应该是前面产生了遗漏,也就是说,如果QW/QB-422表中没有遗漏修改,那么全部UNS No.为K90901,公称成分为9Cr-1Mo-V的制品从A09开始,重新指定为P-No.15E、1组。