对2010年版ASME BPVC Ⅷ-1的简要介绍(节选)
A Brief Introduction to the 2010 Edition of ASME BPVC Ⅷ-1

丁伯民华东理工大学
Ding BominEast China University of Science and Technology

本文对2010年版ASME Ⅷ-1(包括08A和09A)的主要修改内容作简要介绍。
This paper introduced to the 2010 edition of ASME Ⅷ-1(including 08A and 09A) briefly.

ASME Ⅷ-1规范案例 修改增补
ASME Ⅷ-1 Code CaseModificationAddenda

        ASME Ⅷ-1(2010版)包括了08年和09年的增补,总体上看,修改和补充都不是很大。因在Code Case 2286(1998年6月17日批准)《确定圆筒、锥壳、球壳和成型封头许用压缩应力的另一规则(适用于ASME Ⅷ-1和Ⅷ-2)》中,对外压元件设计增加了附加弯矩、横推力、轴向力等载荷,设计内容也作了较大变动,在2007版的ASME Ⅷ-2全部照引,故原以为2010年的ASME Ⅷ-1也会照此修改,但这次却仍然照旧,未予变动。从所考虑的载荷来说,Ⅷ-1仅考虑仅径向均匀压缩,径向和轴向在相同载荷下的均匀压缩(真空容器),以及仅轴向均匀压缩等三种情况,和Ⅷ-2相比,后者还考虑了轴向弯矩和外加力、横向推力以及包括Ⅷ-1所考虑载荷在内的各种组合。从设计原理分析,按照Ⅷ-1设计的立式高真空容器安装在室外时,由于未计及风和地震载荷,其安全性恐不及Ⅷ-2。
        Ⅷ-1在換热器设计中作了并不影响总体思路的修改和补充。本文不再逐一分析。
        以下仅对Ⅷ-1 2010版相对于2007版的主要修改分为新增的内容和修改的内容两个方面作简要介绍,并适当联系国内标准,以资借鉴。因本人只熟悉设计,所以涉及的内容必偏重于设计。

一、新增的内容

        主要有以下几方面:
        (1) 在C分卷中增加了UIG篇—对浸渍石墨制压力容器的要求(09A)
        (2) 增加了强制性附录35—用于压力容器批量生产的规则(08A)
        (3) 增加了强制性附录36—采用三点加载确定认证材料弯曲强度的标准试验方法(08A)
        (4) 增加了强制性附录37—确定认证的浸渍石墨材料拉伸强度的标准试验方法(09A)
        (5) 增加了强制性附录38—浸渍石墨材料压缩强度的标准试验方法(09A)
        (6) 增加了强制性附录39—浸渍石墨的渗透性系数试验(09A)
        (7) 增加了强制性附录40—石墨和浸渍石墨的热膨胀测试方法(09A)
        (8) 增加了非强制性附录KK—对准备用户设计要求的准备(08A)
        (9) 增加了非强制性附录LL—Ft,min和Ft,max的图形表示(08A)
        (10)增加了非强制性附录MM—石墨压力容器的另一种标志和打钢印方法(09A)

二、修改内容

        主要有以下几方面:
        (1)在外压圆筒设计的UG-28(c)(1)节的第一步和外压锥壳设计的UG-33(f)(1)(a)节的第三步,即薄壁(Do/t>10时)圆筒或锥壳设计中,由L/Do、Do/t由算图查取A值时,原规定为“Do/t为中间值时可用内插法”,现在此句后补充了“不允许外推”一句(08A)。虽然仅这么一个小修改,含义却颇值得深思,显然是编制者发现用户作了外推而引起了问题才为之。联系我国引用它的GB 150标准规定,更应引起业内重视。
        对于外压壳体,由弹性稳定性理论可知,薄壁时为失稳失效,厚壁时为压缩应力达材料屈服强度或压缩许用应力的失效,也就是压缩强度失效,二者从失效原理和设计方法都不相同。ASME Ⅷ-1根据材料的AB关系图(实际和拉伸试验曲线有关)上所表示出来的屈服点,将区分薄、厚壁的Do/t值界限取为10。现此处是讨论薄壁的失稳失效,所以原规定为“Do/t为中间值时可用内插法”,现在此句后补充了“不允许外推”,如不说明这点,设计者有可能进行外推而使之进入Do/t<10的区域,这时已不能按该节所规定的失稳失效方法设计,而应按厚壁的压缩强度失效设计。为此,规范的制定者以增补方式強调了这一点。
        (以下略
        ..........
        (13) 对UHX篇包括计算实例作了较多修改,但总体格局并无改变。以固定管板式換热器为例,修改部分主要包括补充了在管板不同地区管子轴向应力的计算以及管子对管板的连接设计,除对管板固定相连的壳体因计及和管板连接的不连续影响而要计算在边缘应力衰减范围内壳体的轴向薄膜、轴向弯曲应力,并组合成总应力进行校核外,还要计算除这些地区外壳体的轴向拉伸或压缩应力,并分别用强度或刚度条件校核,还允许壳体和/或管箱与管板的连接处发生小范围、程度较低的塑性变形。和我国标准GB 151相比,显然都比较合理。因涉及具体的设计公式和符号,难以逐一列举,故只能从略。
        (14) 对L-7.7 例7的图形和具体计算都作了修改。

三、参考文献

        [1]丁伯民曹文辉等编,承压容器,化学工业出版社,2008.
        [2]丁伯民,ASME压力容器建造规范研讨会设计部分问题解答——第三部分开孔及其补强, 《ASME在中国》,2009年第4期.
        [3] ASME Boiler and Pressure Vessel Code Ⅷ Division 1, Rules for Construction of Pressure Vessels, 2010.

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