关于ASME规范材料许用应力提题的解答
Answers to Questions Relating to Material Allowable Stresses in ASME Code
韩肇俊 曹良知

        某厂提出以下两个ASME规范材料的问题,现答复如下。

问题1 ASME锅炉压力容器规范1998(含A99)版第II卷D篇表1A中SA-106B。SA-299,SA-335P12,SA-335P22,SA-335P91等锅炉常用材料在-20~700oF以下,许用应力比1998版有较大提高,原因何在?
答复1 1)原因是ASME规范自A99增补起确定许用应力的准则有重大变更,对抗拉强度的安全系数从4.0降为3.5。
            2)ASME规范的使用者之所以不能判断许用应力的变更,原因之一是:A99对II-D许用应力表进行全面修订时,未对II-D的附录1(Basis for establishing stress values in Tables 1A and 1B)中的1-100条和表1-100作出相应的修改。为此,1999年12月,ASME卷II-D发出专门通知如下:
        Special Notice to the 1998 Edition of Section II, Part D
        The items presented below were inadvertently omitted from the 1999 Addenda to Section II, Part D and are retroactively effective. These items will appear on the appropriate replacement pages with 2000 Addenda to Section II, Part D.
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691 1-100(a)(1) Revise to read (1) the specified min T.S. at room temp. divided by 3.5
691 1-100(a)(2) Revise to read (2) the T.S. at temp. divided by 3.5
692 Table 1-100 in second, fourth, and fifth columns, all denominators revised to read 3.5

            3)ASME规范的使用者在按卷II-D查材料的许用应力表时,应注意对每一种材料给出的注解,特别是以“T”开头的关于“time-dependent properties”的注解。例如:碳钢SA-106附注“T1”注解:“Allowable stresses for temp. of 700oF and above are values obtained from time-dependent properties.”抗拉强度的安全系数从4.0减为3.5后,因此而提高的许用应力只限于蠕变温度以下的温度区间。
            4)卷II-D的A99增补对许用应力进行调整时,已并入CODE CASE 2284,2278和2290。Hartford检验公司的“规范和标准”部提供给用户的“1999 Addenda Synopsis”中,对II-D-A99说明如下:
        Section II, Part D:
        并入规范实例2278、2284和2290, 表1A和1B将全面修订基于抗拉强度系数3.5的建造用许用应力,以反映按照极限抗拉强度设计裕度为3.5重新计算出的拉伸许用应力。此外,两个表将首次指出在哪些地方许用应力要受时间相关性能(蠕变范围)的控制。由于有大量的材料强度(T.S.和Y.S.)随温度变化的趋势曲线正在被重新计算, 因此某些许用应力会稍有降低。新表发布6个月后,规范实例2278、2284和2290将被取消。
        (Incorporation of Code Cases 2278, 2284, and 2290, Max. Allowable stresses for Construction Based on a Factor of 3.5 on T.S. Table 1A and 1B will be completely revised to reflect the recalculation of tensile allowable stresses based on a design margin of 3.5 on ultimate tensile strength. Also for the first time the tables will indicate where the allowable stresses are controlled by time-dependent properties (creep range). It is possible there will be a slight decrease in some allowable stresses since a massive revaluation of the material trend curve data (T.S. and Y.S. vs. Temp.) has been concurrently underway. Case 2278,2284 and 2290 will be annulled six months after publication of the new table.)

问题2ASME钢材许用应力修改,制造厂应当怎样跟踪?按中国国情一般要提前订购钢材,甚至用库存材料生产。许用应力有新值后,以前订货的钢材是否可以按新的数据设计、生产?
答复2关于怎样跟踪?首先要注意在设计、制造和检验钢印产品时,应按所采用的“建造规程”的版本或增补的年号。但是,第II卷A、B篇材料标准的修订有所不同,即使是按较早版本材料标准生产的材料也可以用,详见规范“前言”。
以SA-299钢板为例,假设设计壁温为700 oF,按第II卷D篇1998年版A99增补,其许用应力分别为17和19ksi。按“前言”的规定,当A99在1999年7月1日发布后,可从出版日期起开始使用,但在出版6个月后成为强制性的。所以,2000年月日起新设计、建造的产品应按修订的许用应力计算。 (注:要注意规范实例的使用和“增补”中规范修订的使用不完全相同,前者还需要得到地方管辖部门的认可。)
        SA-299和ASTM A299/A299M-90完全等同,从第II卷A篇正文前的“重要附录A”可查到此标准的最新ASTM版本号,以及可采用的版本年号范围。目前此标准的最新版本是1990年版,可采用的版本范围是1982(R1987)到1990年。
        对于材料的采购和库存材料的使用,需按“重要附录A”处理。
        新材料的采购应按此附录列出的最新版ASTM标准,库存材料应看此材料是否是认可的版本年号范围的材料。无论是否是库存材料,只要在认可的版本年号范围内,设计计算都应按照修订了的许用应力。
        对于库存期已经超过认可的年号范围的材料,应按照PG-10或UG-10作为“未完全认同的材料”处理。
        由于这次许用应力的提高不是因材料性能的改变引起的,因此,与订购钢材以及使用库存材料并没有直接的关系。

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