滿了嗎？

有一位學(xué)僧對(duì)禪師說道：“禪師！在您座下參學(xué)，我已感到夠了，現(xiàn)在想跟您告別，我想去行腳云游了。”

“是什么夠了呢？”

“夠了就是滿了，裝不下去了。”

“那么在你走之前，去裝一盆石子來談話吧！”

學(xué)僧依照禪師的吩咐，把一大盆石子拿來。

禪師：“這一盆石子滿了嗎？”

學(xué)僧：“滿了。”

禪師隨手抓了好幾把沙，摻入盆里，沙，沒有溢出來。

禪師問學(xué)僧道：“滿了嗎？”

“滿了！”

禪師又抓起一把石灰，摻入盆里，還沒有溢。

禪師再問：“滿了嗎？”

“滿了！”

禪師順手又再倒了一盅水下去，仍然沒有溢出來。

“滿了嗎？”禪師又問。

“……”

脆性斷裂的基本原理

根據(jù)斷裂力學(xué)原理，對(duì)于具有尺寸a的穿透性裂紋材料，在拉伸應(yīng)力σ作用下，當(dāng)裂紋尖端的應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子KI達(dá)到材料的臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子KIC時(shí)，裂紋就失穩(wěn)擴(kuò)展，使材料脆性斷裂。

a為材料上和拉伸應(yīng)力相垂直方向的裂紋尺寸，通過大量的經(jīng)驗(yàn)積累和工程檢驗(yàn)，認(rèn)為a與材料的厚度成比值關(guān)系，即厚度t越大，缺陷尺寸a就越大。

當(dāng)KI<KIC時(shí)，說明該元件的即使有裂紋但不至于開裂。即使這臺(tái)設(shè)備在-40°，它也不必對(duì)材料、結(jié)構(gòu)、制造等采取防脆斷措施。

由于需要測(cè)定不同溫度，不同材料下的KIC 值，在工程中應(yīng)用有諸多不便，所以實(shí)際應(yīng)用中將KIC換算成不同溫度，不同材料下V型夏比沖擊試樣的沖擊能量。

所以判斷一臺(tái)設(shè)備是否為低溫操作，需要從如下幾個(gè)方面來判斷：

缺陷尺寸a-即厚度

應(yīng)力水平- σ

材料種類

最低設(shè)計(jì)金屬溫度

有了這些信息，可以用來計(jì)算出該帶缺陷組件的應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子KI值，與同溫度下的材料力學(xué)性能KIC 相比較。

ASME規(guī)范根據(jù)這個(gè)原理繪制了是否需要防脆斷的判別圖。

低溫了嗎？

話說，某學(xué)僧在某禪師門下學(xué)習(xí)ASME壓力容器設(shè)計(jì)。

學(xué)僧：報(bào)告禪師，材料SA-51670，筒體厚度30mm，查圖UCS-66曲線B，得到MDMT=4°C。我們MDMT是-48°C。低溫了，要進(jìn)行沖擊試驗(yàn)或換材料了！

禪師微微一笑：低溫了嗎？先正火一下。

學(xué)僧查了一下規(guī)范，按照UCS-66，正火一下溫度曲線為D曲線。

查了一下沖擊豁免圖，得沖擊豁免溫度為-31°C。：

學(xué)僧：報(bào)告禪師，沖擊豁免溫度為-31°C，MDMT是-48°C，還是低溫啊。

禪師微微一笑：低溫了嗎？查一下應(yīng)力比。

學(xué)僧再按照UCS-66.2計(jì)算了一下應(yīng)力比：

用筒體所需要厚度為24.6mm，筒體的應(yīng)力情況為24.6/30=0.82

因?yàn)椴皇菨M應(yīng)力情況，MDMT還可以繼續(xù)降低。查圖UCS-66.1M，能夠降低的溫度為10°C。

學(xué)僧：報(bào)告禪師，沖擊豁免溫度為-31°C，能夠降低10°C，即豁免溫度為-41°C，MDMT是-48°C，還是低溫啊。

禪師微微一笑：低溫了嗎，這臺(tái)設(shè)備按照ASME不需要做熱處理，但是業(yè)主規(guī)定了要做熱處理，這點(diǎn)剛好用上。你查一下UCS-68（c）。

學(xué)僧翻開了UCS-68（c），其內(nèi)容如下：

這臺(tái)設(shè)備應(yīng)業(yè)主要求做了額外的熱處理，改善了材料的金相組織，降低、甚至消除因冷熱加工引起的殘余應(yīng)力，從而提高了設(shè)備的防脆斷性能。所以規(guī)范允許再降低17°C，這樣算下來，沖擊豁免溫度為-58°C。

學(xué)僧拍案：我悟到了，MDMT=-58°C！

禪師再次出手：那再查一下UCS-66(b)(2)，UCS-68(b)。

學(xué)僧翻開這一章，原來除非低溫低應(yīng)力（應(yīng)力比小于0.35）或額外熱處理條件外，其余工況最低的MDMT只能到-48°C。

按照UCS-68(b)，如果應(yīng)力比>0.35,且MDMT低于-48°C，那么PWHT是強(qiáng)制的。如果MDMT取-58°C，PWHT就不是額外的了。（此處比較饒舌）

綜上所述，設(shè)備的MDMT為-48°C，可以沖擊豁免，還不是低溫！

學(xué)僧頓感ASME左右嵌套引用，前后互相纏繞，深不可測(cè)，如履薄冰，熱淚盈眶，執(zhí)手相看淚眼，竟無語凝噎：

學(xué)僧：師傅教我~~~

禪師：你莫走

學(xué)僧：我不走

禪師：賭過咒

學(xué)僧：拉過勾

小結(jié)

ASME的最低允許操作溫度MDMT和GB的低溫工況是不太一樣，很多朋友剛接觸的時(shí)候不習(xí)慣。

總體上，GB是劃了一根線，低于多少溫度算是低溫，以及配套的材料。而ASME的MDMT是隨著材料，厚度，應(yīng)力狀態(tài)，正火，熱處理等變化的。如果能夠豁免沖擊，那么就不算低溫操作。

ASME的低溫操作用兩個(gè)字總結(jié)就是：
 

挖潛

用四個(gè)字就是：

物盡其用

在材料本身的基本MDMT基礎(chǔ)上，可以通過材料正火，應(yīng)力狀態(tài)，焊后熱處理等等，獲得疊加的MDMT修正值。這樣保證安全的前提下，不增加成本，實(shí)現(xiàn)了民不加賦而國(guó)用饒。

一般可以修正到最低-48°C。低溫低應(yīng)力狀態(tài)（應(yīng)力比低于0.35）甚至可以修正到-105°C。

真正做到深掘材料潛力，物盡其用，人盡其才！

如果您理解了禪師往碗中不斷增加沙，石灰，水等等，那么相信您已經(jīng)理解ASME的低溫操作了。

ASME低溫-未完待續(xù)