ASME低溫沖擊試驗及金屬降低溫度計算
壓力容器在進行低溫操作時可能會發(fā)生低溫脆裂現(xiàn)象，低溫脆裂的發(fā)生并不是因為材料上產(chǎn)生的應力超過了許用應力導致的，而是由于材料機械性能而導致的。為了避免這種情況的發(fā)生，在制造過程中如果是使用在低溫環(huán)境下的容器就需要做低溫沖擊試驗。
1989年前根據(jù)使用經(jīng)驗定義統(tǒng)一劃定-30℃為低溫容器，凡不低于-30℃時，滿足材料標準所規(guī)定夏比V沖擊功后由實際經(jīng)驗證實不致發(fā)生低溫脆斷，可不作為低溫容器，否則，應作為低溫容器而由容器制造廠另加在MDMT下的沖擊試驗并滿足其評定要求。
經(jīng)驗發(fā)也并不是完全合理的，夏比V沖擊功只說明斷裂后斷口是脆斷還是延性斷裂，未和元件所受應力水平以及低溫脆斷相聯(lián)系，未計及元件可能存在的缺陷及其大小，和壓力容器元件通常所承受的靜載應力有區(qū)別。
對于現(xiàn)在的ASME標準來說，彌補了之前的不足，對于不同的材料和不同的厚度，ASME標準中加入了判別圖，來計算材料的MDMT。
首先如果滿足UG-20(f)節(jié)內(nèi)容可以免除沖擊試驗，但是如果不滿足此節(jié)內(nèi)容，也不一定要進行沖擊試驗，那就需要用判別圖進行判別才可以確定。在ASME標準中，把一些常用的材料分為了四組（A、B、C、D）如圖：
對于大于0.35的比值來說可以根據(jù)上圖查出可以降低多少溫度，這個溫度可以疊加到由UCS-66圖中查得的MDMT值，但是和不能低于-48℃，否則無效，必須沖擊試驗。對于比值小于0.35情況下，只要材料使用的溫度高于-105℃，就可以不用做沖擊試驗。
ASME低溫沖擊的判定（摘錄)
在ASME Ⅷ-1規(guī)范中通常以取得豁免條件來判斷材料是否做沖擊試驗的依據(jù)。碳鋼、低合金鋼制壓力容器殼體、封頭、接管、人孔、補強板、法蘭、管板、平蓋板以及永久保留的焊接襯墊和焊接到受壓元件上的對容器的結(jié)構(gòu)完整性必不可少的附件等零件取得“沖擊試驗豁免”的條件總結(jié)如下：
第一步：按UG-20(f)判斷
(1)設計溫度范圍為-29℃≤T≤345℃；（注：由于低溫季節(jié)大氣溫度的影響，操作溫度偶然低于-29℃是允許的）；
(2)容器不存在熱沖擊、機械沖擊或循環(huán)載荷；
(3)容器制造完畢后按照UG-99(b)或UG-99(C)進行液壓試驗，一般容器是做液壓試驗的，除非結(jié)構(gòu)等原因采用UG-100進行氣壓試驗；
(4)對于P-No.1.1或P-No.1.2組材料：
①按UCS-66屬曲線A的材料，其控制厚度不超過13mm，常見曲線A材料有：SA-283、SA-285-C、SA-36、SA-515-70等；
②按UCS-66屬曲線B、C或D材料，其控制厚度不超過25mm，常見曲線B、C、D材料有：SA-516-70、SA-105、SA-106-B等。
如同時滿足上述要求時，材料可免除沖擊試驗，否則，只要有一條不滿足，轉(zhuǎn)入第二步進行判斷。
第二步：直接取得沖擊試驗豁免的條件
(1)最低設計金屬溫度高于50℃，任何組別材料的任何厚度均不需要沖擊試驗；
(2)設計金屬溫度不低于-48℃，且厚度不大于2.5mm的不需要沖擊試驗；
(3)采用UCS-66曲線A的材料制造金屬保留墊板，且厚度不大于6mm，若最低設計金屬溫度不低于-29℃時不需要沖擊試驗；
(4)選擇以下標準法蘭，如最低設計金屬溫度不低于-29℃時，可免做沖擊試驗；
① ASME B16.5鐵素體鋼法蘭;
② ASME B16.47鐵素體鋼法蘭;
③ SA-216 Gr WCB剖分式松式法蘭，級別不大于150磅或300磅。
(5)當最低設計金屬溫度低于-48℃且不低于-105℃時，比值S=trE/(tn-c)≤0.35時，免做沖擊試驗;
(6)對于DN≤100mm，且為P-No.1組材料的管子，其最低設計金屬溫度不低于-105℃，只要材料厚度不大于下表所列最低屈服強度對應的厚度值，可免做沖擊試驗。
最低屈服強度(MPa)
厚度(mm)
140～240 6
250～310 3.2
≥320 2.5
(7) 當ASME Ⅷ-1規(guī)范中未要求強制熱處理而進行熱處理的P-No.1組材料，允許最低設計溫度可降低17℃，即便此時溫度已低于-48℃。
(8)對于螺栓、螺母免做沖擊試驗的最低設計金屬溫度詳見ASME Ⅷ-1篇UCS-66總注(c)的規(guī)定。
第三步：按UCS-66(a)進行判斷
按此條進行判斷時一定要準確計算出元件的“控制厚度”。當最低設計金屬溫度和材料控制厚度的相交點落在對應材料曲線上或者上方，可免做沖擊試驗，如果相交點落在對應曲線的下方，則需要進行第四步判斷。
第四步：按UCS-66(b)進行判斷
按照UCS-66(a)未得到免除沖擊的元件，如果比值S=trE/(tn-c)＜1，且元件的最低設計金屬溫度不低于-48℃時，可繼續(xù)按本條進行判斷，并計算MDMT降低值，當降低后得到的溫度低于所要求的MDMT，則此元件材料免做沖擊試驗。
MDMT降低值可根據(jù)比值S按照UCS-66(b)中圖表查出，當降低值不超過22℃時，可按下面公式計算：MDMT降低值=(1- S)×56℃，對于不承受總體一次薄膜拉伸應力的元件，如平封頭、平蓋、管板和法蘭(包括螺栓和螺母)，比值S為最大設計壓力與最大許用壓力之比。
通過上述四步篩選，如果沖擊試驗還不能豁免，別無選擇，容器所用材料只能進行MDMT下的沖擊試驗，沖擊功滿足標準規(guī)定要求。
因為沖擊試驗對壓力容器制造廠來說是一項較大的花費，所以，設計者應該盡一切努力來避免它。可以通過增加元件的控制厚度或選用韌性較好、級別較高材料的方法來避免沖擊試驗，但此時應考慮設備的經(jīng)濟性，為避免沖擊試驗，增加這些費用是否值得。
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