Page 59 - 理化检验-物理分册2018年第十一期
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姜 伟: ASME 与 RCCＧM 对核岛机械设备材料高温拉伸试验相应规定的对比分析


            至 ２０００ 年的补遗规范. ASME 规范共有 １２ 卷, 其                   的允差和温度梯度见表 １ ; 温度测量系统使用热电
            中第 Ⅲ 卷是核级设备的建造规则, 是世界上最早颁                          偶, 热电偶与试样接触, 要求分辨率为 １ ℃ , 精度为
            布和使 用 的 核 电 厂 及 其 他 核 设 施 设 计 建 造 规 范.             ±２ ℃ , 测量系统检定周期不超过 １a ( 年).
            RCCＧM 是法国在 ASME 第 Ⅲ 卷的基础上, 结合其                         ASME 高温拉伸试验采用 ASTM E２１ 规定的
            国内核安全法规要求及工业经验, 由法国核岛设备                            拉伸试验机, 在 ASTM E４ 校准的允差内; 引伸计按
            设计建造规范协会( AFCEN ) 编制, 于 １９８１ 年首次                   ASTM E８３ 校准, 达到 B２ 级, 要求环境温度变化不
                                                               超过６℃ , 除非引伸计对环境温度变化不敏感; 加热
            出版的适用于核电设备的建造规范.虽然 RCCＧM
            源于 ASME 第 Ⅲ 卷, 但这两个规范的编制者不同且                       装置采用电阻炉或辐射炉, 要求能将试样加热到规
            各自经过后期补充和升版, 在体系结构和具体的技                            定温度, 温度的允差和温度梯度见表 １ ; 温度测量系
            术要求方面均存在差异.                                        统使用按 ASTM E２２０ 检定过的热电偶, 热电偶按
                RCCＧM 第 Ⅲ 卷 MC１２１２ 对高温拉伸试验方法                   ASTM E６３３ 制作.
            进行了规定, 本文以 RCCＧM ( ２０００ ＋２００２ 补遗) 为                         表 １  加热装置的温度允差和温度梯度
                                                                Tab敭１ Tem p eraturetoleranceandg radientoftheheatin gdevice
            例, RCCＧM MC１２１２ 高温拉伸试验采用欧洲标准
                                                                  ASMEASTM E２１－２０１３    RCCＧM NFEN１０００２Ｇ５∶１９９２
            NFEN１０００２Ｇ５∶１９９２ , 取样及拉伸试验考核在第 Ⅱ
            卷材料篇和第 Ⅳ 卷焊接篇有具体要求. ASME 第                                       温度允差和                 温度允差和
                                                                试验温度 / ℃                试验温度 / ℃
                                                                              梯度 / ℃                梯度 / ℃
            Ⅱ 卷材料 高 温 拉 伸 试 验 采 用 ASTM E２１ , 本 文 以
            ASTM E２１－２０１３ 版为例.两个规范引用 的欧标                         θ≤１０００        ±３        θ≤６００        ±３
            和美标均对高温拉伸试验进行了详细的规定, 两者                              θ＞１０００        ±６      ６００＜θ≤８００      ±４
                                                                                       ８００＜θ≤１０００     ±５
            差异较大, 相近之处较少.
                                                                                         θ＞１０００ 时温度允差事先
            ２  主要技术内容的对比                                                                    由有关双方约定

                ASME 和 RCCＧM 对高温拉伸试验的规定都是                     ２．２  试样规格和取样位置
            为了准确获得材料的力学性能, 力学性能试验结果                                根据金属材料的形状和尺寸, 拉伸试样的横截面
            的准确度取决于两类参数: 一类是计量参数, 如试验
                                                               可以取圆形、 矩形、 管状形和弧形, 试样横截面尺寸、
            机和引伸计的精度级别、 试样尺寸测量的精度等; 另                          标距是拉伸试验结果计算的重要依据, 直接影响到试
            一类是材料和试验参数, 如材料的特性、 试 样的制
                                                               验的准确性. ASTM E２１ 中的试样通常采用 ASTM
            备、 加载速率、 试验温度、 数据采集和分析等                 [ ６ ] .下  E８ / E８M 中标距为 ４ 倍直径的标准试样和小比例试
            面主要从影响试验结果的参数进行对比.                                 样, 而 NFEN１０００２Ｇ５一般采用标距为５倍直径的标
            ２．１  试验设备                                          准试样. ASTM E２１ 和 NFEN１０００２Ｇ５ 对高温拉伸
                 高温拉伸试验设备, 除了室温拉伸试验常用的                         一般试样的要求见表２和表３ .
            拉伸机、 引伸计之外, 还需要控温装置和热电偶等装
                                                                   RCCＧM 对高温拉伸试验采用 NFEN１０００２Ｇ５
            置, 引伸计常采用带有陶瓷引伸杆的高温引伸计, 也                          时还补充以下几点: ① 在不能取得直径 １０mm 的试
            可通过辅助工装使用室温引伸计.试验设备的准确                             样时, 只有在明确规定说明其可行的情况下, 才允许
            度直接影响试验的结果, ASME 和 RCCＧM 对这些                       取小比例试样; ② 在管道( 或管配件) 的厚度允许的
            试验设备的要求各不相同, 对比如下.                                 情况下, 应采用直径 １０ mm 的试样, 否则应从管道
                RCCＧM 采用的拉伸试验机按 NFEN１０００２Ｇ２∶                   ( 或管配件) 上截取弧形试样或管段进行试验.对于
            １９９２ 校准, 至少应是 １ 级; 引伸计按 NFEN１０００２Ｇ                 管材试 样 的 制 备, 还 应 以 材 料 标 准 的 规 定 为 主.
            ４∶１９９２ 校准, 一般不低于 １ 级, 当测量较大延伸率                     ASTM E２１ 对此没有规定, 在进行管材取样时, 应
            性能时, 可使用不低于 ２ 级准确度的引伸计, 标距不                        注意适用条件.
            小于 １０mm , 置于试样平行长度的中间位置, 建议                            RCCＧM 引用的 NFEN１０００２Ｇ５ 对取样位置没
            优先采用能测量试样两个侧面伸长的双面引伸计,                             有具体规定, 一般按照 RCCＧM 材料篇的取样要求
            以减少环境温度变化对引伸计测量的影响; 加热装                            进行 取 样. ASME 高 温 拉 伸 取 样 采 用 的 ASTM
            置应能使试样加热到规定的温度, 试验过程中, 温度                         E２１ 中规定: 轴线平行于材料加工方向, 厚度、 直径
                                                                                                        ８ ２ ３
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