对ASME规范Ⅷ-1-UG-80、Ⅷ-2-AF-130译文的讨论

对ASME规范Ⅷ-1UG-80、Ⅷ-2AF-130译文的讨论─兼谈对GB150、JB4732的影响ADiscussionoftheTranslationofASMEⅧ-1UG-80,Ⅷ-2AF-130─ASimultaneousDiscussonEffectonBothGB150andJB4732丁伯民DINGBomin华东理工大学EastChinaUniversityofScienceandTechnology1问题的提出在容器壳体或封头设计中，都按由理想形状所导得的应力公式进行强、刚度校核。例如，认为壳体和封头的直边部分都是绝对正圆形，封头的轮廓部分则和标准样板形状完全一致。但由于制造误差等原因，成形后的壳体或封头和理想形状之间都存在或大或小的偏差，从而在承受内压时引起附加应力而达不到预计的强度要求，在承受外压时引起附加应力和变形而达不到预计的强度和刚度要求。为保证设计所要求的强度和刚度，各国容器规范都对壳体和封头的形状规定了允许误差的要求和相应的测量方法。对壳体和封头形状允差要求的内容，长期以来(Ⅷ-1可追溯到1983年版起)，由于对ASMEⅧ各版的翻译并未完全对照各版原文而只是照引前一版译文，所以译文的含糊不清或误译一直继续至2004版。对此，笔者曾撰文[1]、[2]向译文提出疑问和建议后，译、校者对2004版译文了进行修改。对壳体的形状允差，笔者在文[2]中仅对各版译文的误译提出修改建议，并未提及其制订原理。虽也引起了校者的注意，但校者认为笔者的建议不妥而提出重译，且联系GB150和JB4735作了详细点评[3]。对此，笔者认为确有必要对壳体形状允差的制订原理如文[1]对成型封头允差的制订原理那样进行分析，并对拙作[2]所提建议的理由做出说明，否则，单从字面上(如圆形、圆度)分析确难看出误译问题所在，也难以修改得正确传达原文涵义。要指出的是，我国容器标准GB150、JB4732主要参照ASME规范。由于Ⅷ-1、2对此所存在的误译，GB150、JB4732的制订者据此误译再加上自己的理解，导致对封头、壳体形状允差的规定引起了一系列问题。为说明对ASME规范误译所可能引起的问题，本文对此也略加分析。2控制壳体形状尺寸允差的依据现以圆筒为例，结合Ⅷ-1UG-80、Ⅷ-2AF-130的条文逐项简要分析如下。Ⅷ-1在UG-80中规定了圆筒不圆度(out-of-roundness)的允许值如下。内压圆筒：在任何截面处，要求：(Dmax-Dmin)≤0.1Dn外压圆筒：在任何截面处应满足下列各要求。(1)最大不圆度满足(a)(1)和(a)(2)的规定。即满足内压圆筒相同的不圆度要求。(2)真正圆形的最大正负偏差(Themaximumplus-or-minusdeviationfromthetruecircularform)不应超过用图UG-80.1所得的最大允许偏差e(maximumpermissibledeviatione)，相应规定了测量所用样板的弦长要求。并把图UG-80.1的图题表示为：外压容器的最大允许圆形偏差e(maximumpermissibledeviationfromacircularformeforvesselunderexternalpressure)。Ⅷ-2在AF-130中的内容和Ⅷ-1相同，为节省篇幅，此处不再引述。由上规定可知：out-of-roundness和Themaximumplus-or-minusdeviationfromthetruecircularform(或称maximumpermissibledeviationfromacircularform，也称maximumpermissibledeviation)是全然不同的两码事，前者是指在全圆周范围内的形状偏差(以最大和最小直径之差表示)，如偏差过大，对内压和外压圆筒都会引起附加应力而使强度下降，且外压圆筒会因附加变形过大而使失稳压力下降，所以对内压或外压圆筒都要控制[6]。后者是指在一定圆周范围内(其测量样板弦长根据外压圆筒的失稳波数而定，为半个波长)的形状偏差。后者只对外压圆筒有控制要求，虽然对外压圆筒已控制了在全圆周范围内的(Dmax-Dmin)值，但由失稳原理分析，由于根据外压圆筒的结构尺寸D、L、t在失稳时可能产生2～n个波，仅控制(Dmax-Dmin)值只解决了失稳时形成2个波圆筒的形状偏差问题，所以还要控制在一定圆周范围内的偏差值，即解决失稳时形成n个波圆筒的形状偏差问题，此值如过大，也会造成该处的附加变形过大而使失稳压力下降[7]。都可见图1。不圆度对真正圆形的最大正负偏差e图1不圆度、对真正圆形的最大正负偏差e及其测量的样板弦长文[4]、[5]据ASME规范制订依据的文[6]、[7]详细分析了各自的制订依据，此处从略。(2)从字面理解，圆度(roundness)和不圆度(out-of-roundness)是同一件事的不同表示方式，即圆度是指所要求的精度，不圆度是指偏离精度要求时的差值，也可理解为deviationfromroundness，但ASME规范都用out-of-roundness表示而未用deviationfromroundness表示。而圆度(roundness)或不圆度(out-of-roundness)和最大允许圆形偏差(Themaximumdeviationfromacircularform)是完全不同的两码事，已如上述。此外，由于Ⅷ-1是“建造规则”，Ⅷ-2是“建造另一规则”即业内常称的“分析设计”。所以Ⅷ-1不包括疲劳分析而Ⅷ-2则包括，也就是Ⅷ-1一般不再计及由于结构不连续所引起的峰值应力，而Ⅷ-2则在需要疲劳分析时要求计及。为此，对于要求疲劳分析的内压圆筒，还需要测量并控制焊缝的棱角度（peakingofwelds）以控制峰值应力。由于对焊缝棱角值、真正圆形的最大正负偏差的控制原理全然不同，所以其控制值不同，测量方法虽然形式上相似（都用样板）、但因控制原理不同而致样板弦长要求也全然不同。而对于外压圆筒，不论是否需要进行疲劳分析，由于已要求测量并控制真正圆形的最大正负偏差e值，它基本上已能涵盖焊缝棱角值的控制，所以不再对焊缝棱角值提出测量和控制要求。ASMEⅧ-2对焊缝棱角值的测量和控制要求列于AF-136中。3对ASMEⅧ-1、2有关这一问题译文误译的讨论对ASMEⅧ-1、2有关这一问题译文的误译，笔者已在文[2]、[8]详作分析并提出修改建议〈见文[2]的(1)、(2)条，文[8]的(24)条〉，此处不再详述。文[3]对拙作文[2]提出的这一分析进行点评，并提出重译。笔者除对文[3]就其它各条的重译、点评