摘 要：应用ASMEⅧ-1进行压力容器设计时各参数的取值至关重要，取值的恰当与否决定着着压力容器的本质安全和使用寿命。参数取值稍有不慎，轻者致使容器被迫降低使用条件，重者导致设备报废乃至机毁人亡的重大事故。本文重点讲述重参数取值的重点事项，确保设计的准确性、合理性。

关键词：ASMEⅧ-1；压力容器；设计参数

一、引言

ASME作为当今世界压力容器最主要的三大标准体系之一，广泛应用于北美地区、亚太地区。我国的GB150、JB4732也主要参考ASME规范。前些年国内很多合资公司及国外订单要求必须使用ASME规范作为压力容器的设计和建造规范，现在ASME体系以它无可比拟的严谨性、科学性获得了国内企业的广泛认可。ASMEⅧ作为压力容器建造规则共分为三卷，分别适用于不同的压力等级。其中ASMEⅧ-1适用于所设计容器的外压不超过100kPa，内压力不超过20MPa的固定式压力容器。该类压力容器在日常的工业设和制造中应用最为广泛。在此简要讲述一下ASMEⅧ-1在压力容器设计参数取值中的应用。

二、设计参数确定

设计参数的确定是整个设计工作中的基础，参数确定正确才能保证设计方向正确。影响参数正确取值因素：

（1）客户设计条件与实际工况的一致性；

（2）设计人员对规范的理解深度。

设计条件根据[U-2（a）]，由用户提供。应考虑到正常操作、开车、停车和异常情况有可能成为控制设计的因素。如腐蚀裕量；是否致死性介质；是否需要规范要求之外的焊后热处理；按照UG-22所需考虑的载荷；UG-20最高和最低温度；超出规范要求的NDE；设备的尺寸；型式；特殊的焊缝型式和检验要求[UW-12]；等等。

图纸或计算书中应至少明确以下设计参数：①设计与制造标准规范及其版本号；②设计压力；③设计温度；④最高允许工作压力（MAWP）；⑤最低设计金属温度（MDMT）；⑥介质及其特性；⑦腐蚀裕量；⑧主要受压元件材料；⑨焊接接头系数；⑩无损检测方式及程度；耐压试验压力值及试验温度；焊后热处理要求；冲击试验要求；设备容积及重量；其他如风载、地载、保温、防火等信息。

（1）规范版本。图纸和计算书中所采用标准的版本号，应为最新有效版本，增补版在强制执行期时，强制采用。相关零部件标准应为规范确认的版本，查表U-3。当设计中采用了案例时，图纸和计算书中应列出此案例号。

（2）设计压力、设计温度应为单一的压力值或温度值，而不是压力段或温度段，材料许用应力在该温度点取值。

错误如：-0.1～0.6MPa，-10～100°C

应为：-0.1/0.6MPa，设计温度100°C/设备的MDMT为-10°C@0.6MPa。

（3）MAWP和MDMT。对于设计图纸，图面上应明确标注本设备在MAWP最高允许工作压力下的MDMT以及在设计温度下的MAWP，这两个值应与铭牌上的标记一致。

确定设备的MDMT时：

1）应分别确定每个承压零件的MDMT，然后从中选取一个温度最高的MDMT作为该台容器的MDMT

2）包括：壳体、封头、接管、人孔、补强圈、法兰、管板、平盖和焊接到受压元件上的附件等零件均须作为受压元件对待。

（4）介质及其特性。介质可以不明确写出成分，或采用代号，但应注明介质特性是否为致死性。

介质特性关系到设备的制造要求，应明确注明，这是正常开展设计工作的需要，也是企业自我保护的措施。有时介质成分中说明了有微量致死性介质，即使微量，也应注明，并按照致死性介质设备的相关要求进行设计、制造。

（5）主要受压元件材料，应为ASME规范所接受的材料，且应按照规范正确书写。

错误如：A51670；应为：SA-516Gr70；

有些ASME钢印产品设计图纸中承压件采用国标材料，这是不妥当的。按照UG-4规定：非受压件如裙座、支座、挡板、吊耳等可用非规范材料，但是要求（a）焊评（b）冲击免除评定。因此非规范材料应慎用[UCS-66（a）]，如不去除的衬垫、焊到受压件上的装接件、把手、吊耳、铭牌架等【UW-5（b）】。

（6）焊接接头系数的取值及无损检测方式与程度：焊接接头系数的取值计算书中与图纸上应一致，不允许计算书中焊接接头系数取值1.0，图纸上焊接接头系数取值0.85。

当焊接接头系数取值1.0时，制造应相应满足规范要求，按照表UW-12规定执行。

抽样射线检测的最小要求：

1）对接头系数取表UW-12（b）栏的每一容器中的每50ft（15m）或其余下不足50ft（15m）的焊缝应作一处抽样检测。对相同的容器或部件，其接头系数取表UW-12（b）栏的，每台焊缝长度均不50ft（15m），每50ft（15m）焊缝的累积长度，可用一处抽样检测来代表。

2）对每个需待检测的增加的焊缝，应拍足够的抽检底片，以便检查每个焊工或焊接操作的焊接质量。当两个或两个以上的焊工或焊接操作工在一个接头上分别施焊多层焊道、或双面对接焊接头的两面时，一处抽样检测可代表所有焊工或焊接操作工的焊接工作的质量。

【UG-116】要求在设备的铭牌上正确地打上RT-1、RT-2、RT-3或RT-4标记，以准确地标明容器在制造过程中经历过何种程度的RT探伤。

（7）耐压试验压力及试验温度：按照UG-99（b），水压试验压力应不低于铭牌上标定的MAWP的1.3倍与各主要元件材料应力比的最小值的乘积。

常见错误是水压试验压力计算时不考虑应力比，尤其在高温情况下，应力值下降，应力比大；或者错误地取大值。

（8）热处理和冲击试验要求：

1）热处理和冲击试验是否要求做，应在图样上明确说明。

2）对碳钢和低合金钢容器：UCS-56是焊后热处理要求，该章节中焊后热处理要求的判定是根据焊接厚度，包含腐蚀裕量在内的。UCS-79是筒体和封头的成型。在根据UCS-79（d）判断冷成型后是否要求热处理时，充分注意其中的条件，只要有一项条件是实际存在的，都要求成型后热处理。在此需要特别注意经常被忽略的条款（3）冷成型之前零件的厚度超过5/8in；（4）冷成型后任何极限纤维伸长量超过5%的部位原轧制厚度减薄量大于10%。

3）UCS-66判断碳钢和低合金钢材料是否需要冲击试验。对于焊接组合件，应充分考虑每一焊接接头的MDMT，其中WarmestMDMT为设备的MDMT。

4）法兰可以先根据UG-20（f）判断，MDMT可达-29°C。

（9）设备容积和重量：

1）图样上应注明容积和重量。根据UG-22，计算时要考虑水压试验状态下介质的重量载荷。

2）风载、地载计算以及吊耳、支座计算中，重量载荷应与图样上标注的一致。经常发生的错误是计算中的重量载荷低于图样上的重量值。

10.风载和地载

1）计算书中应按照UG-22条款，明确说明所考虑的载荷。且应与设备实际使用工况一致。

2）风载、地载计算中，相关参数应在图样上注明，且计算书和图样上应一致。

三、总结

压力容器设计中设计参数的确定是设计的前提，也是设计中最重要的环节。设计参数的取值是否合适决定着产品的成败。本文通过以上十个方面的阐述，重点讲述了应用ASMEⅧ-1进行压力容器设计时应重点关注的参数取值和其它技术问题，对应用ASMEⅧ-1进行压力容器设计的个人和企业具有较好的参考意义。