耐压试验应力校核别做错!ASME Ⅷ-2与GB/T 4732核心差异详解!
ASMEⅧ-2-2023中的规定内容总结:(1)ASME规范中:Pm为一次总体薄膜当量应力;Pb为一次弯曲当量应力;Sy为耐压试验温度下材料的屈服强度;βT为试验条件下规定的载荷系数;γmin为试验条件下规定的另一个最小载荷系数,其数值规定见Table4.1.3;(2)将βT和γmin数值代入式4.1.3~4.1.5分别得到水压试验和气压试验条件下应力校核的规定如下表1所示(按GB/T4732的表格型式,以方便对比)。ASMEⅧ-2-2025中的规定主要变化:(1)直接删除了γmin参数,简化了公式,笔者认为原因之一是:γmin为试验条件下规定的最小载荷系数,容易引起歧义和误解,可能会出现人为调大该系数以使应力校核能通过的错误使用,因此2025版删除了该系数,明确了唯一性;(2)本质未变:由式4.1.3~4.1.5得到的应力校核规定同表1。GB/T4732-2024中的规定GB/T4732的表3与ASMEⅧ-2得到的表1做对比可知两者的主要区别如下:(1)特殊注意:GB/T4732中SⅠ为一次总体薄膜当量应力(Pm)的代号,SⅢ为一次薄膜(总体或局部)+一次弯曲当量应力(PL+Pb)的代号。SⅠ~SⅤ仅是GB为方便称呼统一规定的代号,而ASME中是无此代号规定的,经常会看到按ASME做的分析报告中也用了SⅠ~SⅤ的代号,这是典型的以GB的思维去做ASME报告,当然也没什么问题,无非是一个代号,但严谨来说不要用于ASME报告中;(2)液压试验中,GB规定SⅠ≤0.9R,与AMSE的0.95相比,降低了数值,偏保守的取为0.9;SⅢ≤1.35R或2.35R-1.5SⅠ,数值也相应的由1.425和2.425分别降低到了1.35和2.35,均较AMSE偏保守;(3)气压试验或气液组合试验应力校核的规定与ASME完全一致;(4)最核心的差异:(a)ASME明确规定仅需校核一次总体薄膜当量应力(Pm)和一次总体薄膜+一次弯曲当量应力(Pm+Pb),且明确了无需校核一次局部薄膜应力(PL),如下原文所述:笔者认为原因在于:一次局部薄膜应力具有应力重分布性质,且总体结构不连续处的局部薄膜应力还具备二次应力性质,有自限性,在水压试验条件这种少数一次加载过程中,并不会像一次总体薄膜应力那样对容器造成直接破坏,直接危害性极小,故无需对PL进行校核。(b)按GB的规定则是要校核SⅢ(PL+Pb),比ASME规定更偏保守。案例说明:接管与壳体连接根部位置,按ASME在耐压试验工况下无需进行应力校核,而按GB则需要定义路径进行应力校核,因该位置有较大的局部薄膜应力成分。另外,该位置的弯曲应力中可能既有一次成分又有二次成分,通常二次成分占主导,而又无法对其成分占比进行区分,若全部按一次弯曲应力进行水压试验工况的应力校核,则会导致进一步的保守,很可能会出现耐压试验应力校核不通过需要加厚的情况。以上内容仅代表笔者个人观点,限于笔者专业水平有限,文中内容难免有理解不当之处,还请多多包涵和不吝指正!来源:ANSYS分析设计人