ASME-Ⅷ-1焊接接头系数的选取

ASMEⅧ-1焊接接头系数的选取张国明（上海森松环境技术工程有限公司,上海200137）摘要:本文介绍了按ASMEⅧ-1规范设计的压力容器焊接接头系数的选取方法，以4个实例详细说明了筒体和椭圆封头焊接接头系数的选取规则。关键词：焊接接头系数；1概述在压力容器的设计中，焊接接头系数的选取是重要的一个环节。按ASMEⅧ-1规范设计的压力容器，根据焊接接头射线检测等级的不同，容器部件可以有不同的焊接接头系数。按ASMEⅧ-1规范设计的压力容器的焊接接头系数选取要比按GB150复杂的多。在某个部件的实际设计中，焊接接头系数是根据部件上的焊接接头的检测等级（轴向的和环向的）以及该接头的型式来确定的。例如筒体上经100%射线检测的轴向1型对接焊接接头，其焊接接头系数未必等于1.0,该接头任意一端环向接头的检测等级不同，焊接接头系数也就有不同的值。虽然UW-12给出了采用电弧焊或气焊方法焊接的焊接接头系数的选取，但对初学者很难选对。现以4个常用的实例来说明按ASMEⅧ-1规范设计的压力容器焊接接头系数的选取方法。2第一种情况标准椭圆封头有拼接焊缝，圆筒有纵向焊缝，焊接接头假定为1型。简图如下：3.第二种情况标准椭圆封头无拼接焊缝，圆筒有纵向焊缝，焊接接头假定为1型。简图如下：筒体焊接接头系数E接头型式接头检测程度基于环向应力圆筒厚度计算公式的焊接接头系数EPSEPRt6.0基于轴向应力圆筒厚度计算公式的焊接接头系数EPSEPRt4.02标准椭圆封头焊接接头系数EPSEPDt2.02A1,A2,A3,B1,B2,FULLUW-11(a)1.01.01.0A1,A2,A3,FULLUW-11(a)B1,B2,SPOTUW-11(b)0.850.850.85A1,A2,A3,FULLUW-11(a)B1,B2,SPOT且满足UW-11(a)(5)(b)1.00.851.0A1,A2,A3,B1,B2SPOTUW-11(b)0.850.850.85A1,SPOTUW-11(b)A2,A3,FULLUW-11(a)B1,B2,SPOTUW-11(b)0.850.850.85A1,SPOTUW-11(b)A2,A3,FULLUW-11(a)B1,B2,SPOT且满足UW-11(a)(5)(b)0.850.851.0A1,B1,B2NOUW-11(c)0.70.70.7(1)型A2,A3,FULLUW-11(a)A1,B1,B2NOUW-11(c)0.70.70.854.第三种情况标准椭圆封头无拼接焊缝，圆筒无纵向焊缝，焊接接头假定为1型。简图如下筒体焊接接头系数E接头型式接头检测程度基于环向应力圆筒厚度计算公式的焊接接头系数EPSEPRt6.0基于轴向应力圆筒厚度计算公式的焊接接头系数EPSEPRt4.02标准椭圆封头焊接接头系数EPSEPDt2.02A1,B1,B2FULLUW-11(a)1.01.01.0A1FULLUW-11(a)B1,B2,SPOTUW-11(b)0.850.850.85A1FULLUW-11(a)B1,B2,SPOT且满足UW-11(a)(5)(b)1.00.851.0A1,B1,B2SPOTUW-11(b)0.850.850.85A1,SPOTUW-11(b)B1,B2,SPOT且满足UW-11(a)(5)(b)0.850.851.0(1)型A1,B1,B2NOUW-11(c)0.70.70.855.第四种情况圆筒有纵向焊缝，筒体一端为标准椭圆封头有拼接焊缝，另一端为带颈对焊法兰，设焊接接头假定为1型。简图如下筒体焊接接头系数E接头型式接头检测程度基于环向应力圆筒厚度计算公式的焊接接头系数EPSEPRt6.0基于轴向应力圆筒厚度计算公式的焊接接头系数EPSEPRt4.02标准椭圆封头焊接接头系数EPSEPDt2.02B1,B2FULLUW-11(a)1.01.01.0B1,B2,SPOTUW-11(b)0.850.850.85(1)型B1,B2,SPOT且满足UW-11(a)(5)(b)1.00.851.0B1,B2,NOUW-11(c)0.850.70.856结论①:就焊接接头系数的应用而言，对纵向和环向的应力应分别考虑，然后将对应的焊接接头的焊接接头系数代入所考虑部件的相应设计公式中。②:正确理解SPOT且满足UW-11(a)(5)(b)和SPOTUW-11(b)是选取焊接接头系数的关键。UW-11(a)(5)(b)是指与容器筒体或封头A类对接焊缝相交的或与无逢的容器筒体或封头连接的每一条B或C类焊缝应单独满足UW-52抽样透照检测的要求，且此抽样透照检测不参加其他焊缝递增量的抽样透照检测。SPOT且满足UW-11(a)(5)(b)和SPOTUW-11(b)的区别详见下图，假定B1和B2焊缝累加长度小于15m。A1,A2,A3满足FULLUW-11(a)。FULLUW-11(a)的合格级别为UW-51;SPOT且满足UW-11(a)(5)(b)和SPOTUW-11(b)两种检测比率的合格级别均为UW-52。筒体焊接接头系数E接头型式接头检测程度基于环向应力圆筒厚度计算公式的焊接接头系数EPSEPRt6.0基于轴向应力圆筒厚度计算公式的焊接接头系数EPSEPRt4.02标准椭圆封头焊接接头系数EPSEPDt2.02A1,A2,B1,C1FULLUW-11(a)1.01.01.0A1,A2,B1,C1SPOTUW-11(b)0.850.850.85(1)型A1,A2,FULLUW-11(a)B1,C1,SPOTUW-11(b)0.850.850.85A1,A2,FULLUW-11(a)B1,SPOT且满足UW-11(a)(5)(b)C1,SPOTUW-11(b)0.850.851.0A1,A2,FULLUW-11(a)B1,SPOT且满足UW-11(a)(5)(b)C1,SPOT且满足UW-11(a)(5)(b)1.00.851.0A1,A2,FULLUW-11(a)B1,C1,NOUW-11(c)0.850.70.85假定B1和B2单独每条焊缝长度大于15m，B1和B2焊缝累加长度小于45m。A1,A2，A3满足FULLUW-11(a)，见下图。③:连接容器筒体和封头(或对焊法兰)对的每一条B或C类焊接接头的检测比率和合格级别均应在图纸上详细注明。就以上椭圆封头与筒体连接而言描述如下：焊接接头种类检测率检测方法合格级别筒体FULLUW-11(a)RTUW-51A封头FULLUW-11(a)RTUW-51BSPOTUW-11(b)且满足UW-11(a)(5)(b)RTUW-52或者焊接接头种类检测率检测方法合格级别筒体FULLUW-11(a)RTUW-51A封头FULLUW-11(a)RTUW-51BSPOTUW-11(b)RTUW-52④:以上焊接接头系数的选取是假设筒体与封头的焊接接头为1型,若筒体与封头的焊接接头型式为2型,焊接接头系数应按UW-12作相应的变化。⑤:对于塔器、换热器、卧式容器等需考虑附加载荷(UG-22)导致纵向弯曲或拉伸与内压力共同作用时，当总的合成应力为拉伸时，应考虑环向焊缝的焊接接头系数，也就是筒体轴向应力计算公式中的焊接接头系数。当分析轴向压缩时，对所有对接焊接接头E=1.0。⑥:对于筒体与球形封头连接的情况,焊接接头系数的取法类同按UW-12作相同的考虑。⑦:以上焊接接头系数的选取，假定不受孔排削弱系数的影响，若遇到筒体上有孔排的情况，应按ASME规范另行考虑。⑧：RF1-----FULL，全部射线检测，UW11-（a），UW-11（a）（5）（b）不适用RF2-----A类接头FULl，B类接头，SPOT部分射线检测，UW-11（b）且满足UW-11（a）（5）（b）的要求RF3-----整个设备SPOT，部分射线检测，UW-11（b）。RF4-----其他注：有PVElite计算软件的可以在软件上按本文自行校对焊接接头的系数。欢迎交流，QQ1342849611.