ASME规范02A对SA-213、SA-335、SA-20标准的增补及修订
武汉锅炉股份有限公司材料研究所 李小眉

ASME锅炉及压力容器规范第二卷材料A篇中,SA-213、 SA-335及SA-20标准所包括的相关材料,近年来为锅炉制造业大量采用,因而这些标准已经成为业内常用标准。ASME锅炉及压力容器材料委员会在其2002年7月1日发布的Addenda(01版A02)版中,对上述标准已进行全文修订。为便于查阅和执行,本文对增补修订的主要部分分别进行了译述、归纳和整理,以供参考。
ASME2002增补SA-213SA-335SA-20

1. 锅炉、过热器和换热器用无缝铁素体和奥氏体合金管子SA-213/SA-213M(01 A02:下述简称A02版)
(1) 标题下的说明增改为:
(除11.5有编辑上不同和6.1.3中增加了T92等钢种,以及在6.4中明确了H等级钢的热处理要求外,与ASTM标准A 213/A213M,—99a∈|完全等同)
(2) 标准条项中的增补和修订如下所述:

01版条项号

A02版条项号

A02版内容

修订内容

备注

4

3

订货须知

 

 

 

3.1.8

水压试验或无损电测试验报告(见12.1)。

 

 

5.2.1

5.2.1

304H,316H,321*347H,348H和310HCbN级钢按E112试验方法测得的晶粒度应是7或更粗**。

*:由321级钢替换原321H级钢

**:01版译文误为”细”

6.1

6.1

除T5c、T23、T91、T92及T122和6.1.1所列管子外*,表1中所有级别的管子应经再次加热并在完全退火,等温退火或正火加回火状态下供货。…

*:黑体字为增改内容。

 

6.1.3

6.1.3

T91,T92和T122*级钢应进行不低于1900°F(1040℃)正火及不低于1350°F(730℃)回火的最终热处理。

*:增补“T92和T122”

 

6.1.4

6.1.4

T23*级钢应进行不低于1900°F(1040℃)正火、不低于1350°F(730℃)回火的最终热处理。

*:01版为“T92”

 

6.3

6.3

所有奥氏体钢管子应在热处理状态下供货。除H级和S30815级外,热处理步骤为材料加热到最低温度1900°F(1040℃),并在水中淬火或用其它方法迅速地冷却。或者,当管子热成型温度不低于固溶处理温度时,可立即对这些管子进行水中淬火或其它方法迅速冷却*。

*:黑体字为增补内容。

 

 

9.2

表6给出了壁厚每减薄1/32in.(0.8mm)时的伸长率最小值。壁厚处于表中所列两值之间时,最小伸长率由下列公式确定.对于18Cr—2Mo、T91和T92等级钢:E=32t+10.00[E=1.25t+10.0;对于其它铁素体钢:E=48t+15.00[E=1.87t+15.00]
这里:
E=伸长率,标距2in.或50mm,%;
t=试样的实际厚度,in.[mm]

01版中此条为表6下的总注。

 

10.1.1

10.1.1

T5b、T7和T9级钢的硬度值应不超过179HB/190HV(89HRB)。T91、T92和T122*级钢的硬度值应不超过250HB/265HV (25HRC)。
T23级钢的硬度值应不超过220HB/230HV(97HRB) *。

*:增补1)T122;
2)T23级钢的硬度值应不超过220HB/230HV(97HRB)。

 

 

11.5*

晶粒度——晶粒度的确定应在每批(注2)的一根成品管一端的试样上进行,结果应符合5.2条的要求

 

*:01版11.5条为水压试验

 

12.1

每根管子均应作水压试验或无损电测试验。除非订订货单中有特别规定,否则试验方法由制造厂家选用。

 

 

 

S3

弯曲管

 

见补充要求

 

S3.1

若买方规定管子最终热处理后进行弯曲加工(如盘旋管),则表5*的最小屈服强度值应减少5 ksi [35 MPa]。

 

*:疑A02英文原版误为表4

 

S3.2

弯曲管不论为何种等级钢,都应在其质量证明书上注明“U”标记(例如304-U,321-U,等等)

 

 

(3)表格、表格内容及有关说明的增补(黑体字)和修订(见“*”号及说明)如下述:
表1铁素体钢的化学成分

级别

成分

其它元素

C

Mn

P≤

S≤

Si

Cr

Mo

Ti

V

T2①*

0.10~0.20

0.30~0.61

0.025

0.025

0.10~0.30

0.50~0.81

0.44~0.65

 

 

 

T5C

≤0.12

0.300~0.60

0.025

0.025

≤0.50

4.00~6.00

0.45~0.65

①*

 

 

*:01版为T2③, T5C……………①。

表1(续)铁素体钢的化学成分

级别

成分

其它元素

C

Mn

P≤

S≤

Si

Cr

Mo

Ti

V

 

T11

0.05~0.15

0.30~0.60

0.025

0.025

0.50~1.00

1.00~1.50

0.44~0.65**

 

 

 

T12①*

0.05~0.15

0.30~0.61

O.025

0.025

≤0.50

0.80~1.25

0.44~0.65

 

 

 

T23***

0.04~0.10

0.10~0.60

0.030

0.010

≤0.50

1.90~2.60

0.05~0.30

 

0.20~0.30

W:1.45~1.75
Nb:0.02~0.08
B:0.0005~0.006
N:≤0.030
Al:≤0.030

T122***

0.07~0.14

≤0.070

0.020

0.010

≤0.50

10.00~12.50

0.25~0.60

 

0.15~0.30

W 1.50~2.50
Cu 0.30~1.70
Nb 0.04~0.10
B 0.0005~0.005
N 0.040~0.100
Ni≤0.50
Al≤0.04

*:01版为T12③,**:01版译文误为1.00~1.50。***:增补项。
表1说明的顺序A02版改动如下:
①允许订购最大硫含量为0.045的T2或T12。
②T5c级钢的Ti含量应不小于4倍于C的含量,且不超过0.70%。
③18Cr—2Mo级钢的Ti+Nb应大于或等于0.20+4(C十N),并且最大为0.80。

表2 奥氏体钢的化学成分(略)
表2说明中的注②如下述:
小外径或薄壁管(或小外径薄壁管)需要多道冷拔时,TP304L和TP316L钢的碳含量最大值应为0.040%*。…。
*:01版译文误为0.015%.
表3说明中的注②如下述:
②对于小外径或薄壁管(或小外径薄壁管),
需要多道冷拔时,TP304L和TP316L钢的碳含
量最大值应为0.040%*。…………。
*01版译文误为0.015%.

表5拉伸要求

级别

UNS钢号

抗拉强度≥
ksi(MPa)

屈服强度≥
ksi(MPa)

伸长率,标距2in.
或50mm①,②≥,%






TP347LN*

S34751

75(515)

30(205)

35

TP348*

S34800

75(515)

30(205)

35

t≤0.25in. **

t>0.25in.**

*:增补项。
**:01版译文标注在UNS钢号栏内。
表5(续)拉伸要求

级别

UNS钢号

抗拉强度
≥ksi(MPa)

屈服强度
≥ksi(MPa)

伸长率, 标距2in.或 50mm①,②≥,%

铁 素 体 级 别

T23*

 

74(510)

58(400)

20

T122*

 

90(620)

58(400)

20

*:增补项。
表5说明的增补如下:
①…………,除18Cr—2Mo、T23*及T91外,所有铁素体级别的最小伸长率为22%。
②…,对于18Cr—2Mo、T23*、T91及T122*,可在伸长率最小值基础上减去1.00%;……。
*:增补项。

表6*(略)所计算伸长率最小值(注1) **
*:表中增补了T23、T122级别钢。
**:注(1):计算伸长率应圆整到最接近的整数。

2.高温用无缝铁素体合金钢公称管 SA-335/SA-335M(01 A02)
(1) 标题下的说明增改为:
(除了9.3中增加了对P91、P92钢管的最大硬度(250HB)要求外,与ASTM标准A 335/A 335M-99完全等同。9.4的“试验方向”中,列出P92钢管在两种位置上的参照值。表3、表4的标题已作修正,以便将P91、P92及P122包括进去。5.3.4中已参照T92等级作出对P92等级的要求。在13.2的硬度试验要求中,已列入对P91、P92的要求。)
(2) 标准条项中的增补和修订如下所述:

01版
条项号

A02版
条项号

A02版内容

修订内容

备注

4

3

订货须知

 

 

3.1.8

3.1.8

选用要求(本标准的第8、11*12*节)。见A 530/A 530M标准中水压试验要求一节及无缝管的允许重量偏差)。

*:01版为7、10及11节。

 

5.3.1

5.3.1

除P5c,P91,,P92和P122*级钢,以及按5.3.2的规定外,表中所有级别的钢管应经再次热处理,并以完全退火、等温退火或正火加回火状态供货。

*:增补P122

 

 

5.3.5

P122级钢应进行最终热处理,在不低于1900°F(1040℃)的温度下正火,并在不低于1350°F(730℃) 的温度下回火。

 

 

9

7

工艺质量、表面质量和外观

 

 

7

8

成品分析

 

 

9

9

拉伸性能和硬度要求

*:增补硬度要求

 

 

9.2

表3*所示为伸长率要求。

*:01版为表2 拉伸性能要求下的一部分。

 

01版
条项号

A02版
条项号

A02版内容

修订内容

备注

 

9.3

P91,P92和P122级钢的硬度应不超过的硬度应不超过250HB/265HV(25HRC)。

 

 

 

9.4*

表4**给出了壁厚每减薄1/32in.(0.8mm)时的伸长率最小值。壁厚处于表中所列两值之间时,最小伸长率由下列公式确定:

试验方向

公式***

纵向,除P91、P92和P122外所有级别
横向,除P91、 P92和P122外
纵向,P91、 P92和P122

E=48t+15.00(1.87t+15.00)

E=32t+10.00(1.25t+10.00)

E=32t+10.00(1.25t+10.O0)

 

*:01版表2下的总注;
**:在01版表2的基础上有所增补,见黑体字;
***:删去01版表格下的注解①、②。

 

 

10

外径允许偏差

 

 

 

10.1

外径偏差应不超过表5规定的范围。

 

 

11

12

无损电测试验

 

 

11.1

12.1

当制管厂作了选择或订货单中有所*规定时,作为代替水压试验(11.2**条)的试验,或者除了水压试验(11.4**条) 外;订货单中另有规定时*,每根钢管均应按照E213,E309或E570检验方法的要求进行无损电测检验。

*:黑体字为增补修订内容;
**:01版第10.2、10.4条。

 

12

13

要求的力学试验

 

 

 

13.2

硬度试验

 

 

 

13.2.1

对于P91、P92和P122等级钢管,应该从每一批的一个试样上,做布氏、维氏或洛氏硬度试验。

 

 

(3)表格、表格内容及有关说明的增补修订(见“*”号及说明)如下述:
表1化学成分要求

级别

UNS
标号①

成分,%

其它

C

Mn

P,≤

S,≤

Si

Cr

Mo

P9

K90941*

P91

K90901*

P122**

K92930

0.07~0.14

≤0.70

0.020

0.010

≤0.50

10.00~12.50

0.25~0.60

V 0.15~0.30
W 1.50~2.50
Cu 0.30~1.70
Nb 0.04~0.10
B 0.0005~0.005
N 0.040~0.100
Ni≤0.50
Al≤0.04

*:01版中P9为 S50400;P91为 K91560。
**:增补项。
表4*伸长率计算最小值


壁厚

标距2in.或50nm伸长率,≥,%

除P91、 P92和P122**外所有级别

P91、 P92和P122**

in.

mm

纵向

横向

纵向

*:01版中表2 拉伸性能要求的下部分;表2的上部分为A02版的表3。
**:增补项。

表5*外径允许偏差

NPS标号

正偏差

负偏差

In。

mm

In。

mm

1/8 ~11/2

1/64 (0,015)

0.40

1/64 (0.015)

0.40

>11/2 ~ 4

1/32 (0.031)

0.79

l/32 (0.031)

0.79

>4~ 8

1/16 (0.062)

1.59

l/32 (0.031)

0.79

>8~ 12

3/32 (0.093)

2.38

l/32 (0.031)

0.79

>12

±1%

*:增补全表。

3.压力容器用钢板通用要求SA—20/SA—20M(01 A02)
(1) 标题下的说明修订为:
(与ASTM标准A20/A20M一01完全等同)
(2) 标准正文中的增补和修订如下述:

01版
条项号

A02版
条项号

A02版内容

修订内容

备注

 

1.5

附录X4提供了钢板冷弯时最小内面(弯芯)半径资料。

 

 

2

2

引用标准

1)删去:A442/A442M压力容器用改善转变性能的碳钢板;
E44金属热处理术;
2)增补:A919 金属热处理术语;
A941 与钢,不锈钢,相关合金和铁合金有关的术语。

 

 

2.5

汽车工业制造协会标准:
B 1 Bar规范标志标准

 

 

 

4.1.9

喷涂标记(见13.2.1)

 

 

5.3

5.3

连铸板坯对钢板的厚度减薄比最小应为3.0:1 。如果满足下列所有要求,则厚度减薄比可为2.0:1* :

*:黑体字为增补内容

 

 

5.3.1

买方同意采用这一厚度减薄比。

 

 

 

5.3.2

所适用材料标准为A 299/A 299M, A 515/A 515M,A 516/A 516M, A 537/A 537M, A 662/A 662M或A 737/A 737M。

 


 

5.3.3

板厚≥3.0 in. [75mm]。

 

 

 

5.3.4

采用了下列中一种以上的去氢过程:冶炼时真空脱气;厚板或平板经长时间控温热处理;或者控制厚板或平板缓慢冷却

 

 

 

5.3.5

熔炼分析的硫含量不大于0.004%。

 

 

 

5.3.6

采用了下列中一种以上的方法:连铸过程中进行了电磁搅动;连铸过程中降低了疏松程度;减小坯的厚度或在轧板过程中采取了其它的专门工艺;或在轧板过程中轧制和锻造同时进行。

 

 

 

5.3.7

根据A578/A578M标准,对钢板表面进行100%超声波检测,C级合格。

 

 

 

5.3.8

钢板应根据A 770/A 770M标准进行厚度方向拉伸试验并合格。

 

 

 

5.5.2.1

卷材开卷、校平、切板的质量检查应按本标准规定,切板厂根据规定的要求进行试验。

 

 

11.1

11.1

……………………应从每张轧制钢板上取一个拉伸试验试样。(见3.1.8*条轧制钢板的定义)。

*:01版为3.8条。

 

11.1.1

11.1. 1

从卷材生产的钢板——卷材并不在此标准要求的范围之内,但加工厂开卷、压平和切割时,应根据ASTM规范要求进行适当的试验。)*当钢板由卷材制成时,除下述对卷材作局部评定外,对所评定的每一卷材,至少要做三个拉伸试验。

*:黑体字为增补内容。

 

*11.1.1.2

11.1.1.2

若所作试样都满足材料标准的要求,那麽在任意两个试验取样部位之间的所有材料都为合格。

 

*:01版译文对此条的叙述有误。

11.1.1.3

11.1.1.3

在两个相邻位置上取样试验时,一个不符合材料标准规定要求,而另一个合格,则认为取样部位之间的所有材料*不合格。然而,可去除任一侧的试验不合格位置部分,再作取样试验。

*:01版译文未说明此意。

 

 

13.1

标志要求:

 

 

 

13.1.1

除13.4条规定外,钢板应标记出下列内容:所依据的ASTM标准号(见1.1)(不要求年号);如有要求应标记“G”或“MT”(见13.1.2);所要求的材料等级、类号及型号;炉号;板坯号;以及钢厂(由平板制造定长切割钢板)或加工厂(由卷材制造钢板以及再分割钢板(见13.4))。

 

 


13.1.2

对于要求热处理但未热处理的钢板,钢厂应在13.1所要求标记的标准标号之后打印上字母“G"(表示未经热处理)。钢厂控制发运给热处理厂,以期获得所需热处理的钢板不要求

 

 

 

 

“G”标记,但应根据其试样经过所需热处理而作了质量评定后的结果发货。要求热处理,并按要求已进行了热处理的钢板,应由进行热处理的单位按13.1的要求在标准号后加印字母“MT”(表示已经热处理过)。

 

 

 

13.2

标志类型

 

 

 

13.2.1

除了13.4中所允许之外,厚度大于1/4in.
(6mm)的钢板,应用钢印打上规定的标志,除非订货单中规定采用喷印。

 

 

 

13.2.2

除了13.4中所允许之外,厚度小于和等于1/4in.(6mm)的钢板,标志应用喷印,或用低应力印章(圆端或断续点痕)打钢印。

 

 

 

13.3

钢印的位置:

 

 

 

13.3.1

除了13.4中所允许之外,对于最大长度和最大宽度超过72in.(1800mm)的每张钢板,应在其上距离边缘不小于12in.(300mm)的两处,打上要求的钢印。

 

 

13.5

13.4

分割供应钢板:

 

 

13.5.2

13.4.1

根据买方和供应商之间的协议,从一张母板分割供应的每块钢板,应清晰标志出切板厂的名称、商标或厂标并加上可追踪代码,……

黑体字为增补内容

 

13.5.3

13.4.2

根据买方和供应商之间的协议,……

 

 

13.5.4*

 

 

*:A02版中删去。

 

19.1

19.1

钢厂或加工厂应提供按材料标准要求、所用的补充要求和订货单中要求的全部试验报告。炉号、钢板试验检验人*及钢板名义厚度应在试验报告中注明。…………

*:黑体字为增补内容。

 

 

19.1.1

报告伸长率时,原始标距长度及百分率增加值都应说明。

 

 

 

19.2

由连铸坯热轧而成的钢板,其厚薄比为2.0:1至不超过3.0:1时,钢厂制造过程所采用的特定方法(见5.3.4和5.3.6)应予报告,试验报告中应声明已经满足5.3条的限制性。

 

 

S14*

X4**

冷弯半径

*:01版为弯曲试验;表14.1弯曲直径修订为X4.1和X4.2。表S20.1、S27.1、S27.1a、S27.2、S27.2a分别修订为表2、3、4、5、6。

**见:A02版附录(非强制性)

 

S28

在炉中均匀加热区进行热处理。

 

见:A02版补充要求

 

S28.1

钢板应在炉中均匀加热区进行热处理,其测量应符合A991/A991M试验方法的要求,观察炉温指示仪,均匀加热区的温度变化应为25°F(15℃)或更小。

 

同上

 

S28.2

试验报告中应注明S28条的要求资料。

 

同上


3.表格、表格内容及有关说明的增补和修订(见“*”号及说明)如下述

表1 化学元素分析含量限制范围(见7.1.1)

元素含量

分析方法

限制范围

Cu%、≤①*

熔炼分析
成品分析

0.40
0.43

Ni%,≤①*

熔炼分析
成品分析

0.40
0.43

Cr%,≤①,②*

熔炼分析
成品分析

0.30
0.34

Mo%,≤①,②*

熔炼分析
成品分析

0.11
0.13



元素含量

分析方法

限制范围

V%,≤③*

熔炼分析
成品分析

0.03
0. 04

Cb%, ≤④**

熔炼分析
成品分析

0.02
0.03

Ti%***, ≤⑤**

熔炼分析
成品分析

0.03
0.04

*:①②③略。
**:增补如下:
④若经商定,Cb(即Nb译者注)的熔炼分析含量限制范围可增至0.05%;成品分析含量限制范围可增至0.06%。
⑤若经商定,Ti的熔炼分析含量限制范围可增至0.05%;成品分析含量限制范围可增至0.06%。
***:Ti为增补项。

4.附录(非强制性的)中,增加了X4部分,所述如下:
X4. 冷弯半径
X4.1所建议的最小冷弯半径与表X4.1所示组别号A至F对应采用。表X4.2所建议冷弯半径应为在一般现场制作时采用的最小值。若钢材加工时不能满足表X4.2的要求,可以和供货方协商拒收。有弯曲至贴紧的要求时,应向钢厂提出咨询。

X4.1冷弯材料组别

标准

分类

等级

组别标记A

A 202/A 202M

 

A
B

D
E

A 203/A 203M

 

A 或B
B或E
F

B
C
D

A 204/A 204M

 

A
B
C

B
C
D

A 225/A 225M

 

C或 D

D

A 285/A 285M

 

所有

A

A 299/A 299M

 

 

D

A 302/A 302M

 

A, C或 D
B

D
E

A 353/A 353M

 

 

D

A 387/A 387M

1或2
1
2

2, 11, 12
5, 9, 21, 21L, 22, 22L
5, 9, 21, 22, 91

C
E
E

A 455/A 455M

 

 

C

A 515/A 515M

 

60或 65
70

B
C

A 516/A 516M

 

55
60或 65
70

A
B
C

A 517/A 517M

 

所有

F

A 533/A 533M

所有

所有

E

A 537/A 537M

所有B
所有C

 

C
D

标准

分类

等级

 

A 542/A 542MD

1或 2
3或4
4a

 

F
D
E

A 543/A 543 M

所有

 

F

A 553/A 553MD

 

 

D

A 562/A 562M

 

 

A

A 6i2/A 612M

 

 

C

A 645/A 645M

 

 

D

A 662/A 662M

 

A或B
C

B
C

A 734/A 734MD

 

 

D

A 735/A 735M

所有

所有

E

A 736/A 736M

所有

所有

D

A 737/A 737M

 

 

B

A 738/A 738M

 

A或 B
CB
CC

D
C
D

A 782/A 782M

1或2
3

 

E
F

A 832/A 832M

 

所有

E

A 841/A 841M

所有

所有

C

A 844/A 844M

 

 

D

注:
AA组至E组的钢以2 in. [50 mm]标距下具有最小相近伸长规定值来进行分组;F组包括了2 in. [50 mm]标距下最小伸长规定值为16或更小的钢,这些钢的最小抗拉强度与最小屈服强度的比率为1.15或更小。
B指板厚等于和小于4 in. [25 mm]的钢板。
c指板厚大于4 in. [25 mm] 的钢板。
D任何种类。

表 X4.2推荐的冷弯内面最小半径A

组别
标识B

壁厚 (t), in. [mm]

≤3/4 in. [20 mm]

>3/4 in. [20 mm] ~ 1 [25 mm],

>1 in. [25 mm] ~ 2 in. [50 mm]

>2 in. [50 mm]

A

1.5t

1.5t

1.5t

1.5t

B

1.5t

1.5t

1.5t

2.0t

C

1.5t

1.5t

2.0t

2.5t

D

1.5t

1.5t

2.5t

3.0t

E

1.5t

1.5t

3.0t

3.5t

F

1.75t

2.25t

4.5t

5.5t

注:
A弯曲轴线垂直于最终轧制方向的弯曲半径. 在表X4.2许可的情况下,可应用这些半径。弯曲轴线平行于最终轧制方向时,要乘上1.5倍
B所示组别中钢的规格可能没有包括本表中所示对应的全部厚度范围。
X4.2弯曲半径和阳模半径应该和部件制造的要求相吻合。阴模的跨度应至少为板厚的8倍。高强钢要求较大的模座开档。模半径处的区域表面应该光滑。
X4.3 由于冷弯裂纹一般源于试样边缘,取样时应磨去剪切边和气割边。边缘、冲孔或气割孔上的尖角应磨成斜面或圆滑面。
X4.4 如果可能,试样取样方向应垂直于最终轧制方向。若要求弯曲方向平行于最终轧制方向,则建议采用较大的半径(是表X4.2中所给出的垂直于最终轧制方向弯芯值的1 1/2倍)。
X4.5 删除

二、结语
       综上所述,在SA-213中主要增补了T23、T122级别钢管和相应的规定要求;在SA-335中主要增加了对P91、P92级别钢管的硬度要求,增补了P122级别钢管和相应的规定要求。SA-20的修订变动较大,主要为:1)在5.3条中增加了连铸坯钢板的厚度减薄比2:1,以及规定了允许采用这一厚度减薄比的条件(见5.3.1~5.3.8条);2)对标志的要求、类型和钢印位置的规定内容进行了细化和调整(见13.1~13.3.1条);3)在补充要求中,删去S14弯曲试验内容及相关表格;在非强制性附录中,补入X4冷弯半径要求(见X4.1~4.4条)及相应列表X4.1和X4.2。
其余各项不赘述。疏漏之处,敬请指正。

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