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COMPTE-RENDU

de : Nicolas BORE (Cetim Pôle IDA) - Anne CHAUDOUET (Cetim Pôle EPI)

Aurélien DI RIENZO (SNCT)

Objet : ASME Boiler and Pressure Vessel

Code Week Meeting

Saint-Louis - MO - 6-11 Novembre 2016

Participants

Cetim

: Anne CHAUDOUET - Nicolas BORE

Destinataires : - CETIM : Pôle EPI (Iwaniack) et DRP (Cherfaoui)

- Président de la Commission Chaudronnerie : Monsieur LEBLANC

- SNCT : Madame BUFQUIN, Messieurs DI RIENZO, et MOURLHOU

- Messieurs ARON (SOTRALENTZ), OTT (AIR LIQUIDE), MALOUINES

(AREVA), VERDEIL (CAMERON), BENGLER (PAUCHARD), RAULINE,

FERRIERE et SCOARNEC (KELVION Thermal Solutions)

- AFIAP : Messieurs FRANCOIS et VALIBUS

SOMMAIRE

1. L'ASME BOILER AND PRESSURE VESSEL CODE

2. SESSION D’AUTOMNE 2016 DE L’ASME CODE WEEK

3. COMPTE-RENDU DES REUNIONS

3.1 Section II (Materials)

3.2 Section V (Non Destructive Testing)

3.3 Section VIII (Pressure Vessels)

3.4 Section IX (Welding, Brazing and Fusing Qualifications)

3.5 ANDE (ASME Certification of Non Destructive Examination Personnel)

3.6 TOMC (Technical Management Oversight Committee)

4. AUTRES CONTACTS ET INFORMATIONS DIVERSES

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1. L'ASME BOILER AND PRESSURE VESSEL CODE

L'ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) est composé de douze Sections, chacune sous la responsabilité d'un Standard Committee où se vote toutes les décisions concernant la Section concernée. La coordination des activités ainsi que la sauvegarde de la cohérence de l'ensemble du Code sont assurées par un comité spécifique, le TOMC (Technical Oversight Management Committee).

Les douze Sections du Code sont :

I Power Boilers

II Materials

III Nuclear Facility Components Division 1 – Components and Supports Division 2 – Code for Concrete Containments Division 3 – Containment systems for Storage and Transport Packaging of Spent Nuclear Fuel and High Level Radioactive Material and Waste Division 4 – Fusion Energy Devices (en cours de développement)

Division 5 – High-temperature reactors - high-temperature, gas-cooled reactors (HTGRs) and liquid-metal reactors (LMRs).

IV Heating Boilers

V Non Destructive Examination

VI Recommended Rules for the Care and Operation of Heating Boilers

VII Recommended Guidelines for the Care of Power Boilers

VIII Pressure Vessels Division 1 – General Rules Division 2 – Alternative Rules Division 3 – High Pressure Vessels

IX Welding, Brazing and Fusing Qualifications

X Fiber-Reinforced Plastic Pressure Vessels

XI Inservice Inspection of Nuclear Power Plant Components

XII Construction and Continued Service of Transport Tanks

Outre les groupes dédiés à des parties spécifiques du Code, le groupe horizontal "SVR - Safety Valves Requirements" chargé des règles qui doivent être communes à plusieurs Sections dépend directement du TOMC (future Section XIII).

Le CETIM est actuellement représenté dans sept instances :

BPV VIII SG on "HEAT TRANSFER EQUIPMENT"

BPV II SG on "INTERNATIONAL MATERIAL SPECIFICATIONS"

BPV II on "MATERIALS"

BPV VIII on "PRESSURE VESSELS"

ASME/API Joint Committee on "FITNESS FOR SERVICE"

TOMC

BPTCS en charge de tous les Codes Equipements sous Pression, hors nucléaire, de l'ASME.

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2. SESSION D’AUTOMNE 2016 DE L’ASME CODE WEEK

Cette semaine de travail pour la mise à jour du Code ASME, dans le domaine des chaudières et des récipients sous pression, s'est déroulée du 6 au 11 Novembre 2016 à Saint-Louis (MO).

Le CETIM était représenté par Anne CHAUDOUET et Nicolas BORE.

Les autres représentants français identifiés étaient : Aurélien DI RIENZO (SNCT), Claude FAIDY, Marlène GRANGER (EDF) Philippe MALOUINES (Areva), Thomas METAIS (EDF), David PICARD (SERMETA).

Les autres représentants Européens identifiés étaient : Frank ZELLER (Vallourec - Allemagne), Robert GRUVAL (Areva), Andrew WASYLYK (MDEP – UK), Paul SMITH (AMEC FOSTER WHEELER – UK), René UEBEL (Lloyds Register - UK).

Le compte-rendu des séances de travail auxquelles nous avons participé est donné ci-après, les documents associés sont disponibles au CETIM.

3. COMPTE-RENDU DES REUNIONS

3.1 Section II (Materials)

3.1.1 SG « Strength Ferrous Alloys» (SFA)

Sous la présidence de Megan J. Slater (A. DI RIENZO en tant que membre).

Le Code Case 2698 va être révisé. Ce Code Case permet la fabrication d'équipements conformément aux exigences de la Section VIII Division 3. Ces équipements sont soumis à des chargements internes impulsifs. Le matériau utilisé est un acier faiblement allié moulé. Les équipements ont une température de conception minimale de 0°C et maximale de 38°C. Le Code Case donne les exigences relatives à l'approvisionnement des produits moulés (composition chimique (les teneurs en éléments résiduels sont spécifiées : arsenic, antimoine, étain…), les propriétés mécaniques, la fabrication, les essais et contrôles…). Ce Code Case est à utiliser en conjonction avec le Code Case 2564-4. Des essais mécaniques supplémentaires ont été réalisés afin d'étendre le domaine d'application du Code Case 2698. Ainsi, des propriétés mécaniques (limite d'élasticité et résistance à la traction) sont disponibles pour différentes valeurs d'épaisseur (0-150mm, 150mm-200mm, 200mm-360mm). Le diamètre du produit a été étendu à 2,43 m au lieu de 2 m. Les valeurs des propriétés retenues permettent d'avoir un rapport [limite d'élasticité / résistance à la traction] constant et un coefficient m intervenant dans le calcul de propagation de fissure en fatigue constant également (2,4). Une option est incluse dans le Code Case : l'utilisation du procédé de pression isostatique à chaud (Hot Isostatic Pressure HIP). Ce dernier peut être utilisé après moulage et traitement de normalisation mais avant d'autres traitements thermiques éventuels. Ce procédé permet d'avoir des propriétés mécaniques, notamment celles liées à la ductilité (ténacité et allongement à rupture), meilleures que lorsque le produit est gardé à l'état moulé uniquement.

Les dimensions de la boulonnerie nuance B16 approvisionnée conformément aux exigences de l'ASME SA-193 ont été révisées dans la Section II Part D Tables 3, 4, U and Y-1. La version E07 de l'ASTM A-193-98a a été révisée en étendant les valeurs des propriétés mécaniques (limite d'élasticité et résistance à la traction) d'un diamètre de 7" à un diamètre de 8". La Section II Part D n'avait pas été révisée en accord. Cette dernière a donc été révisée en unités américaines (Customary units) et en unités internationales (jusqu'à 200 mm).

Des contraintes admissibles ont été développées pour la nuance B de la spécification d'approvisionnement API 5L. Deux catégories d'approvisionnement sont proposées : PSL 1 et PSL 2. Ces deux catégories d'approvisionnement proposent des options à lever. La catégorie PSL 1 permet l'approvisionnement de tubes en acier ayant des grains fins ou des gros grains.

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La catégorie PSL 2 permet l'approvisionnement de tubes en acier à grains fins uniquement. Les courbes de tendance des tubes en acier à grains fins présentent des contraintes admissibles inférieures à celles obtenues avec des aciers à gros grains. Ainsi, la catégorie PSL 1 permettant l'approvisionnement de tubes en acier à gros grains ou à grains fins, il a été décidé de sélectionner la courbe de tendance donnant les résultats de contraintes admissibles les plus faibles (acier à grains fins) pour les deux catégories d'approvisionnement. Un vote va être diffusé auprès du groupe de travail SFA puis auprès du BPV II afin de réaffirmer ces valeurs.

Le Code Case 2494-1 va être révisé. Ce Code Case permet la fabrication d'équipements conformément aux exigences de la Section I. Il permet l'utilisation de tubes avec et sans soudure approvisionnés conformément à la spécification ASME SA-423. Il a été demandé d'étendre le Code Case à l'utilisation de tubes approvisionnés conformément aux exigences de la spécification ASME SA-106. La nuance d'acier concerné est un acier non allié avec ajout intentionnel de cuivre et d'antimoine afin de former en surface une fine pellicule de Cu2Sb. Cette pellicule élimine les réactions anodique et cathodique et permet ainsi d'avoir un acier offrant une bonne résistance à la corrosion notamment à l'acide sulfurique et à l'acide hydrochlorique. Cet acier offre un bon retour d'expérience lorsqu'il est utilisé dans les centrales thermiques. Il a été développé au départ par Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation (NSSMC). La spécification ASME SA-106 sera complétée afin d'inclure cette nuance d'acier (grade D). Les contraintes admissibles en dehors du domaine du fluage et dans le domaine du fluage ont été présentées. Celles-ci ont été acceptées à l'unanimité par le groupe de travail.

3.1.2 SG-EPC "External Pressure Charts" du SC II "Materials"

Sous la Présidence de Robert Mikitka et en présence du Vice-Président Don Kurle (A. Chaudouet en Visiteur)

- Incorporation du Code Case 2195 autorisant l'acier inoxydable austénitique UNS S32654 de composition chimique nominale 24.5Cr-22Ni-7.5Mo-3Mn-N, dans la Section VIII Division 1 : pour l'incorporation dans la Section II, l'EPC mentionnée dans le Code Case (HA-2) est remplacée par l'EPC NFN-12, bien que cette dernière soit très conservative pour l'UNS S32654. Cette EPC a été développée pour le matériau N08020 dont la composition chimique est plus proche.

- Matériau THOR115, Creep Resistant Ferritic Steel, Fe-11Cr-0.5Mo-V-Nb (UNS K91060), mis au point par Tenaris et présentant une très bonne résistance à l'oxydation à haute température, pour un Code Case de Section I. L'utilisation est prévue pour des tubes de chaudière de production de vapeur. Bien qu'aucune pression extérieure ne soit anticipée des courbes EPC sont néanmoins demandées pour les efforts en compression longitudinale. Ces courbes seront affectées à la prochaine réunion

- Appendix 3 de la Section II Part D : Faisant suite à la disparition de la Section III Division 1 Subsection NH dans l'édition 2017 du Code, toutes ces références sont remplacées par des références à la Section III Division 5 Subsection HB Subpart B où ont été transférés les règles de la Subsection NH en 2015.

Affectations d'EPC - Matériau Japonais JIS G 4305 alliage SUS444, proche équivalent du matériau SA-240 UNS S44400 : EPC CS-2 - Matériau Japonais JIS G 4305 alliage SUS315J1, proche équivalent du matériau SA-240 UNS S30530 : EPC HA-1

comme dans le Code Case 2636. Ces deux matériaux sont demandés pour des Code Cases de Section IV, Parts HF et HLW.

Sujets concernant les procédures : - Rédaction d'une nouvelle annexe traitant des différences entre les procédures d'établissement des EPC entre les

Divisions 1 et 2 de la Section VIII (voir projet en Annexe A). - Détermination du module tangent de la courbe de traction entre la limite de proportionnalité et la limite

d'élasticité : la procédure devra être appliquée aux résultats d'essais fournis pour les nouveaux matériaux conformément aux règles de l'Appendix 5 (voir résumé de la présentation ci-dessous).

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- Les procédures de détermination des EPC dans le domaine du fluage sont maintenant approuvées. Le problème restant est la représentation analytique des courbes de traction soit sous forme d'une équation unique mais compliquée, soit sous forme de plusieurs équations permettant de mieux représenter le coude de la courbe entre la partie élastique et la partie élasto-plastique.

- Détermination d'EPC conformément à la Section VIII Division 2, basée sur le module tangent. Cette action concerne les matériaux déjà dans la Section II Part D : la procédure et un exemple ont été présentés (voir Annexe B).

Présentation de Maan Jawad sur le projet financé par l'ASME portant sur la détermination des courbes de traction à partir de résultats d'essais afin de s'en servir pour la détermination d'EPC (la détermination de l'EPC correspondante ne fait pas partie de l'action elle-même). Deux types de courbes sont proposés, la décision n'est pas encore prise :

- Type 1 : courbes composées de 2 parties, première partie linéaire et deuxième partie non-linéaire, le problème est alors de déterminer la limite entre les deux parties, - Type 2 : courbe exclusivement non linéaire comme cela est le cas à haute température. Dans tous les cas les courbes doivent êtres translatées afin de respecter la limite d'élasticité garantie à l'ambiante.

3.1.3 SG-IMS "International Material Specifications" du SC II "Materials"

Sous la Présidence de Anne Chaudouet

L'incorporation du matériau SB/EN 1706 EN AC-42000-S-T6 pour des constructions selon Section VIII, Division 1 n'a pas été approuvée lors du dernier vote formel par manque des contraintes dans les tableaux de la Section II Part D, contraintes pourtant approuvées en Août. On rappelle que l'allongement à rupture pour ce matériau sera porté de 1% dans la norme EN à 3% dans la norme SB/EN

Deux spécifications récentes n'ont pas encore été acceptées : - norme Chinoise GB 713-2014 : la traduction en Anglais existe mais n'a pas encore été approuvée par le comité Chinois en

charge des normes - norme Indienne IS 2062-2011 : de nombreux commentaires négatifs ont été reçus lors du dernier formel. Tous

ne sont pas recevables. Par contre les conditions de livraison seront restreintes aux conditions as-rolled, normalized et normalized-rolled

La pratique permettant de fixer les caractéristiques mécaniques par accord entre le producteur de matériau et le client dans la commande n'est pas reconnue par l'ASTM et l'ASME ne souhaite pas qu'elle puisse être utilisée pour les matériaux autorisés dans le BPVC. Toutes les normes non-ASTM sont examinées pour interdire cette pratique si besoin. Cette limitation sera restreinte aux limites d'élasticité et aux résistances à la traction. Les énergies de rupture en flexion par choc ne seront pas concernées, les règles pour celles-ci étant données dans les Codes de constructions qui s'imposent. Les compositions chimiques ne seront pas non plus concernées. Toutes les normes ont maintenant été examinées et toutes les propriétés "par accord" sont recensées dans un document unique avec proposition d'action. Les décisions sur les actions à prendre seront discutées à la prochaine réunion. A priori : - Les spécifications acceptables en l'état sont : SA/AS 1548 - SA/CSA G40.21 - SA/EN 10025-2 - SA/EN 10216-2 -

SA/EN 10028-4 - SA/EN 10217-1 - SA/EN 10222-2 - SA/GB 713 - SA/JIS G31188 - SA/NF A36-215 - Les spécifications nécessitant l'ajout de règles limitant cette pratique sont : SA/EN 10028-2 - SA/EN 10028-3 -

SA/EN 10028-7 SA/EN 10088-2 - SA/EN 10088-3 - SA/JIS G4303 - SA/JIS G5504 - SB/EN 1706 - SA/IS 2062

L'Annexe A "Guidelines for further treatment - including heat treatment in fabrication" de la norme EN 10028-7 référencée dans les tableaux des caractéristiques mécaniques n'est qu'informative. Elle sera rendue obligatoire dans la spécification SA/EN 10028-4 comme demandé par le BPV VIII. Cette annexe était l'annexe B dans le éditions 2009 et précédentes.

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Plusieurs Code Cases ont été demandés pour autoriser l'utilisation de matériaux de la norme japonaise JIS G4305:2012 en Section IV, Parts HF et HLW

- nuance SUS444 considérée comme un proche équivalent au matériau SA-240 nuance S44400 : le calcul des contraintes admissible a été confié au consultant ASME

- nuance SUS315J1 considérée comme un proche équivalent au matériau SA-240 nuance S30530 : le calcul des contraintes admissible a été confié au consultant ASME sur la base des courbes de tendance développées à partir de résultats d'essais pour le Code Case 2636

- nuances SUS445J1 and SUS445J2 : aucun matériau déjà dans le Code équivalent à ces nuances n'a été identifié. Les données conformes aux nouveaux matériaux doivent être fournies par le demandeur qui abandonne cette demande.

- nuance SUS340L considérée comme un quasi-équivalent au matériau SA-240 nuance S30403 : Les différences sont suffisamment faibles pour autoriser l'utilisation directe des contraintes admissibles du matériau ASME.

Deux interprétations ont été approuvées

Missing specification EN 10222-2 for forgings Question: Can the values for SA/EN 10222-2 materials in Tables of Section II Part D, Customary and Metric books, be used before specification SA/EN 10222-2 is published in Section II Part A? Reply: No

SA/IS 2062 Structural Steel Plate Question 1: Can reference IS 2062 replace reference SA/IS 2062 on Inspection Documents [as called in IS 8910] or Inspection Certificates [as called in ISO 10474] Reply 1: No Question 2: Can products be marked IS 2062 instead of SA/IS 2062? Reply 2: No

3.1.4 Standard Committee II "Materials"

Sous la présidence de Jeffrey Henry. (A. Chaudouet en tant que membre). SG-NFA - Non Ferrous Alloys L'interpretation suivante est approuvée : SB-26/SB-26M - Aluminum Sand Casting - para 19 Question 1: Is the Liquid Penetrant Inspection for castings SB-26/SB-26M (19.2) mandatory? Reply 1: No Question 2: Is the Radiographic Inspection for castings SB-26/SB-26M (19.3) mandatory? Reply 2: No

La question posée par la Section VIII, à savoir, à partir de quelle température peut-on avoir interaction fatigue-fluage pour les alliages d'aluminium, conduit à la question de la définition de " interaction fatigue-fluage". La question sera soumise au TG on elevated temperature design et leur demandera d'inclure les alliages d'aluminium dans leurs actions - un projet financé par l'ASME pourrait être nécessaire pour répondre à la problématique des alliages d'aluminium.

Deux alliages de cupronickels sont actuellement autorisés dans le Code : l'alliage C70600 à 10% de nickel et l'alliage C71500 à 30% de nickel. Ces alliages peuvent aussi être produits avec moins impuretés pour assurer une meilleure soudabilité. Ils sont alors connus sous le nom C70620 et C71520 respectivement. Toutes les lignes des tableaux des contraintes de la Part D seront dupliquées pour faire apparaitre des deux appellations. Il restera alors aux Code de construction à approuver les alliages avec impuretés contrôlées.

Correction du Tableau 2 de la spécification SB-160 Nickel Rod and Bar : la teneur maximum en carbone sera ajoutée pour l'alliage N02200 (0.15) conformément à l'ASTM B160

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SG-PP - Physical Properties Deux sujets sont en vote formel : - ajout des propriétés thermiques pour les alliages S30600, S32615 and S38815, aciers à forte teneur en silicone,

dans les tableaux TE et TCD - changement de classification des aciers faiblement alliés au Manganèse-Molybdène dans le tableau TE (Thermal

Expansion) : actuellement en groupe (2), ces alliages passent en groupe (1) avec donc un coefficient de dilatation thermique un peu plus faible.

SG-FS - Ferrous Specifications Les interprétations suivantes sont approuvées : - SA-960 - Wrought Steel Piping Fittings - Para 9.5

Question: Does ASME SA-960-2015, paragraph 9.5 permit the use of the mechanical properties of hot finished SA-106, Grade B pipe which has not been heat treated to establish conformance to SA-234, Grade WPB hot finished fittings which have not been heat treated? Reply: Yes.

- SA-335/SA-335M- Pipe of Grades P91, P92, P911, P12 - Clause 9.3 Question: Does SA-335/335M 2015 Edition specify a minimum HB hardness requirement for grade P91, P92, P911, P122 and P36? Reply: No Future revisions of ASTM A335 may include changes to the hardness requirements for the subject grades.

SG-SW - Strength of Weldments Deux actions sont en cours pour des Code Cases en Section I - Matériau THOR 115 (voir paragraphe EPC) - Les résultats d'essais de joints soudés sont plus bas que prévus. Des

résultats d'essais supplémentaires sont demandés. La Section IX a classé ce matériau en P-No 15E Group 1. - Les P-No et les températures maximum d'utilisation sont approuvées pour tous les matériaux HIP demandés :

. alliages 600, UNS N0836, 625, 690, et 718 de la spécification ASTM B834-13

. alliages UNS K90941, K31545, K21590 Class 1, et K21590 Class 3 de la spécification ASTM A989 WG-DA - Data Analysis Les données utilisées actuellement pour la nuance 91 sont déjà assez anciennes. Une étude est en cours avec le Japon et l'Europe pour utiliser des données plus récentes et voir si les critères dans le domaine du fluage sont bien appropriés. Ceux-ci pourraient évoluer, éventuellement en fonction du produit. WG-MD - Material Database 42 attributs sont "obligatoires" pour les caractéristiques mécaniques hors fluage, et 56 le sont pour le fluage. Il est proposé de rendre 22 nouveaux attributs obligatoires notamment la composition chimique. Ceci permettrait de suivre plus précisément les évolutions de production. Si cette proposition est acceptée, l'Appendix 5 qui décrit les données à fournir pour l'incorporation de nouveaux matériaux dans le Code, sera révisée en conséquence. WG-CSEF - Creep Strength Enhanced Ferritic steels Une demande est parvenue de la Section VIII Division 3 pour autoriser une augmentation de la teneur maximum en manganèse (actuellement de 1.2) pour la nuance 91. Si cela n'est pas possible, la Section VIII Division rédigera un Code Case. TG-HIP - Hot Isostatic Pressing Relevant de la métallurgie des poudres Des révisions sont proposées dans les spécifications ASTM A988, A989 et B834 tant dans le corps des textes qu'en exigences supplémentaires applicables aux équipements sous pression (voir compte-rendu du mois de Mai 2016). La réduction possible de la ductilité avec le temps sera examinée pour les matériau écrouis.

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3.2 Section V (Non Destructive Testing)

3.2.1 SG « Surface Examination Methods » (SEM)

Sous la présidence de Steve JOHNSON (N. BORE en tant que visiteur). Les sujets débattus les plus notables sont les suivants :

Présentation de Joseph S. BRZUSZKIEVICZ sur la loi antitrust Américaine et les risques de conflit d’intérêt pour les membres de l’ASME et rappel des règles de bonne conduite.

Le groupe de travail formé pour le projet de réorganisation de la Section V recherche des volontaires au niveau international.

Une revue des définitions présentées à l’annexe VII de l’article 10 est en cours pour une possible révision.

Une revue de l’article 9 est en cours pour une possible révision.

Une revue de l’annexe IX de l’article 10 concernant la méthode de Hood pour la détection de fuites par spectromètre à l’hélium est en cours en vue d’une possible révision.

Une évaluation de la méthode de contrôle par courants de Foucault multi-éléments est en cours en vue de sa possible intégration. Démonstration en séance du matériel développé par Olympus.

La proposition du SG SEM pour la modification du paragraphe II-642 de l’annexe II de l’article 6 afin de réduire le taux admissible de contaminants dans le pénétrant pour le contrôle des alliages au nickel, des aciers inox et du titane est approuvée pour l’édition 2017.

Une proposition est en préparation pour l’intégration d’une nouvelle annexe obligatoire à l’Article 10 pour les contrôles par spectromètre de masse à l’hélium.

Une proposition est en cours de rédaction pour la révision du paragraphe T-921.3 de l’article 9 concernant la démonstration de la procédure de contrôle.

Une proposition est en cours de rédaction pour la mise à jour des articles 6 et 7 afin d’autoriser d’autres sources de lumière UV-A.

Une évaluation de la norme ASTM E2297-15 « Standard Guide for Use of UV-A and Visible Light Sources and Meters Used in the Liquid Penetrant and Magnetic Particle Methods » est en cours en vue de sa possible adoption par la Section V.

Une évaluation de la norme ASTM E3022-15 « Standard Practice for Measurement of Emission Characterisitics and Requirements for LED UV-A Lamps Used in Fluorescent Penetrant and Magnetic Particle Testing » est en cours en vue de sa possible adoption par la Section V.

3.2.2 SG « Volumetric Methods » (VM)

Sous la présidence d'Alan NAGEL (N. BORE en tant que visiteur). Les sujets débattus les plus notables sont les suivants :

L’ANDE Standard Committee recherche de nouveaux membres pour poursuivre le développement des programmes de certification hors du domaine nucléaire.

Un nouvel article est en cours de rédaction pour l’inspection par micro-ondes des composants en PEHD.

La proposition de modification du paragraphe T-534 de l’article 5 « Calibration Block Requirements » est prête pour un vote en 2ème considération. L’objet des modifications proposées est de clarifier les exigences relatives aux conditions d’approvisionnement des produits destinés à la fabrication des cales étalons.

Demande d’interprétation sur la possibilité d’utiliser de la simulation numérique pour la qualification de la procédure de contrôle suivant le paragraphe T.421.2 de l’article 4.

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Une nouvelle proposition est en cours de rédaction pour la définition du terme « unprocessed » pour les contrôles par ultrasons.

Une proposition est en cours de rédaction pour la modification du paragraphe VII-282.1 afin de le rendre cohérant avec le paragraphe T-282.1 de l’Article 2.

3.2.3 Standard Committee V

Sous la présidence de G. W. HEMBREE (N. BORE en tant que visiteur). Les sujets débattus les plus notables sont les suivants :

Rapports des groupes de liaison :

La conférence annuelle de l’ASNT s’est tenue en octobre 2016 à Long Beach CA. Cette édition a marqué le 75éme anniversaire de l’ASNT.

ANDE – Programme de certification de l’ASME :

2 séries d’examens sont validées et opérationnelles pour les contrôles par ultrasons.

Les développements informatiques nécessaires pour recueillir les inscriptions en ligne via le site de l’ASME sont en cours.

Les premiers examens de certification devraient débuter en Janvier 2017.

Réorganisation de la Section V :

L’objectif et de créer une meilleure synergie avec les autres Sections. Un groupe de travail se réunit à chaque semaine de travail du BPVC de l’ASME pour coordonner ces travaux. Le B31.1 et B31.3 réfléchissent à intégrer les critères d’acceptabilité de la Section V. Un projet est envisagé pour développer des méthodes de contrôle basées sur l’intégration du risque.

Nouveautés et révisions à paraitre dans l’édition 2017 approuvées depuis la réunion d’août 2016 :

Révision du paragraphe II-642 de l’Annexe II de l’Article 6.

Nouvelles définitions – Articles 4, 5 et 13.

Révision du paragraphe VIII-492(c) de l’Annexe VIII de l’Article 4.

Modification de la définition de « Piezoelectric Element » au paragraphe I-121.2 de l’Annexe I de l’Article 1.

Addition à l’Annexe I de l’Article 1 et révision des Annexes IV et V de l’Article 4.

Révision du paragraphe VIII-288 de l’Article 2.

Révision du paragraphe T-276 de l’Article 2.

Révision du paragraphe T-292 de l’Article 2.

Révision de l’Article 1 pour permettre l’utilisation de l’ANDE-1 : 2015 comme moyen de certification.

Normes intégrées dans l’édition 2017 :

– ASTM E1165-12 – Standard Test Method for Measurement of Focal Spots of Industrial X-Ray Tubes by Pinhole Imaging.

– ASTM D129-13 – Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products (General High Pressure Decomposition Device Method).

– ASTM D808-11 – Standard Test Method for Chlorine in New and Used Petroleum Products (High Pressure Decomposition Device Method).

– ASTM E165-12 – Standard Practice for Liquid Penetrant Examination for General Industry.

– ASTM E709-14 – Standard Guide for Magnetic Particle Testing.

– ASTM E243-13 – Standard Practice for Electromagnetic (Eddy Current) Examination of Copper and Copper-Alloy Tubes.

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– ASTM A435/A435M-90(R2012) – Standard Specification for Straight-Beam Ultrasonic Examination of Steel Plates.

– ASTM A577/A577M-90(R2012) – Standard Specification for Ultrasonic Angle-Beam Examination of Steel Plates.

– ASTM A578/A578M-07(R2012) – Standard Specification for Straight-Beam Ultrasonic Examination of Rolled Steel Plates for Special Applications.

– ASTM A609/A609M-12 – Standard Practice for Castings, Carbon, Low-Alloy, and Martensitic Stainless Steel, ultrasonic Examination Thereof.

– ASTM A745/A745M-12 – Standard Practice for Ultrasonic Examination of Austenitic Steel Forgings.

– ASTM E213-14 – Standard Practice for Ultrasonic Testing of Metal Pipe and Tubing.

– ASTM D7091-13 – Standard Practice for Nondestructive Measurement of Dry Film Thickness of Nonmagnetic Coatings Applied to Ferrous Metals and Nonmagnetic, Nonconductive Coatings Applied to Non-Ferrous Metals.

– ASTM E2775-11 – Standard Practice for Guided Wave Testing of Above Ground Steel Pipework Using Piezoelectric Effect Transduction.

– ASTM E2929-13 – Standard Practice for Guided Wave Testing of Above Ground Steel Piping with Magnetostrictive Transduction.

Normes mises à jour dans l’édition 2017 :

– ASTM D129-13 – Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products (General High Pressure Decomposition Device Method).

– ASTM E709-15 – Standard Guide for Magnetic Particle Testing.

– ASTM E243-13 – Standard Practice for Electromagnetic (Eddy Current) Examination of Copper and Copper-Alloy Tubes.

– ASTM E2261/E2261M-12 – Standard Practice for Examination of Welds using The Alternating Current Field Measurement Technique.

– ASTM A745/A745M-15 – Standard Practice for Ultrasonic Examination of Austenitic Steel Forgings.

– ASTM E213-14e1 – Standard Practice for Ultrasonic Testing of Metal Pipe and Tubing.

– ASTM E273-15 – Standard Practice for Ultrasonic Testing of the Weld Zone of Welded Pipe and Tubing.

– ASTM E2700-14 – Standard Practice for Contact Ultrasonic Testing of Welds Using Phased Arrays.

– ASTM E999-15 – Standard Guide for Controlling the Quality of Industrial Radiographic Film Processing.

– ASTM E1114-09(2014) – Standard Test Method for Determining the Size of Iridium-192 Industrial Radiographic Sources.

– ASTM E1165-12 – Standard Test Method for Measurement of Focal Spots of Industrial X-Ray Tubes by Pinhole Imaging.

– ASTM E1419/E1419M-15 - Standard Practice for Examination of Seamless Gas-Filled, Pressure Vessels Using Acoustic Emission.

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3.3 Section VIII (Pressure Vessels)

3.3.1 SG « Materials » (M)

Jay CAMERON (HSB Global Standards), Président du Groupe de Travail et Paul WITTENBACH (Conoco Phillips 66), Vice-Président du Groupe de Travail (A. DI RIENZO en tant que membre).

Un Code Case est en cours de rédaction afin de permettre l'utilisation de tubes texturés destinés aux faisceaux des échangeurs de chaleur. Les motifs présents sur les surfaces interne et/ou externe des tubes permettent d'améliorer l'échange de chaleur. Ces tubes sont réalisés en nuances courantes d'acier inoxydable austénitique (304, 316, 317, 304L, 304LN…) approvisionnés conformément aux exigences de la norme ASME SA-249. Des procédures sont également données afin de déterminer la pression maximale admissible (MAWP) et la pression externe. Le Code Case doit normalement être publié suite à la prise en compte de commentaires éditoriaux. Une spécification ASTM est en cours d'élaboration et permettra l'approvisionnement de ce type de tubes.

La Table KF-402.1 (TTAS) de la Section VIII Division 3 relative à la conception et à la fabrication d'équipements pour très haute pression (supérieure à 689 bars) va être révisée et alignée sur les exigences de la Section VIII Division 2, notamment pour les matériaux de P-No.5C et de P-No.4 :

P-No.5C : 650°C minimum avec un temps de maintien de 1hr/25 mm pour les épaisseurs allant jusqu'à 125 mm et 5 heures + 15 minutes/25 mm pour les épaisseurs supérieures à 125 mm).

P.No.4 : 675°C minimum avec un temps de maintien de 1hr/25 mm pour les épaisseurs allant jusqu'à 125 mm et 5 heures + 15 minutes/25 mm pour les épaisseurs supérieures à 125 mm).

Pour l'approvisionnement de tôles, le paragraphe UG-93(a)(1)(b) de la Section VIII Division 1 spécifie que le fabricant doit recevoir une copie du certificat sur lequel sont relevés les résultats d'essais effectués sur les matériaux et réalisés par le fabricant de matériaux initial. Cependant, la dernière phrase de la définition du "Material Test Report" de l'Annexe 3 de la Section VIII Division 1 précise que le fabricant de matériau peut retranscrire des données de résultats issues d'autres organisations sous réserve qu'il accepte d'endosser la responsabilité relative à la précision et à l'authenticité des données. La norme ASME SA-20 au paragraphe 19.8 spécifie que des copies du certificat original doivent être fournies avec tout autre certificat ultérieur éventuel. Ainsi, il y a une incohérence entre la définition de l'Annexe 3 et les exigences demandées par le paragraphe UG-93(a)(1)(b) et le paragraphe 19.8 de l'ASME SA-20. Une révision du paragraphe UG-93(a)(1)(b) sera proposée afin d'exiger que le fabricant d'équipement ait en sa possession toutes les copies de certificats nécessaires, allant du producteur de matériau jusqu'au stockiste. La dernière phrase de l'Annexe 3 sera supprimée.

Une révision relative à la prévention de la fissuration par relaxation des contraintes a été proposée. Cette révision créera un nouveau paragraphe UHA-110 pour la Section VIII Division 1 et un nouveau paragraphe 6.4.2.9 pour la Section VIII Division 2. Ce type de fissuration peut avoir lieu dans des zones écrouies après un formage à froid mais également dans les zones soudées d'acier inoxydable austénitique soumises à un important champ de contraintes résiduelles. Le TTAS semble être une pratique permettant de prévoir ce type de fissuration. Cette pratique est réalisable sous réserve que certaines conditions ne soient pas respectées (par exemple que la température maximale de conception soit inférieure à 540°C, que les épaisseurs de composants sous pression assemblés par soudures circonférentielles bout à bout soient inférieures ou égales à 13 mm…). Les températures de TTAS données par la Table UHA-44 pour la Section VIII Division 1 ou la Table 6.2B pour la Section VIII Division 2 sont recommandées.

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3.3.2 SG « Toughness » (T)

Sous la présidence de Donald KURLE (A. DI RIENZO en tant que visiteur).

L'expression "épaisseur nominale" (nominal thickness) est utilisée dans le paragraphe UHA-51(d)(3)(a) afin de déterminer les exemptions d'essai de rupture en flexion par choc des aciers inoxydables austéno-ferritiques, des aciers inoxydables ferritiques et des aciers inoxydables martensitiques pour une MDMT supérieure ou égale à -29°C. Des utilisateurs du code rencontrent des difficultés à sélectionner l'épaisseur nominale d'un composant présentant une géométrie complexe (comme une bride à collet tronconique). La proposition est de remplacer la notion « d'épaisseur nominale" par la notion « d'épaisseur de matériau maximale". Cette proposition a fait débat au sein du groupe de travail. Des membres craignent d'avoir recours à des mesures d'épaisseur systématiques afin de déterminer l'épaisseur de matériau maximale. Il est ainsi proposé de modifier le texte avec l'expression "épaisseur nominale maximale". Cette proposition n'a pas encore fait l'objet d'un vote.

Le paragraphe UCS-68(b)(2) n'indique pas d'une manière claire si les soudures d'étanchéité des tubes sur plaque d'échangeur de chaleur doivent être traitées thermiquement après soudage. Ces soudures d'étanchéité sont définies au paragraphe UW-20.2(c). Ces soudures peuvent être réalisées sur des matériaux du groupe P-No.1. Des utilisateurs du code demandent souvent si ces soudures doivent faire l'objet d'un traitement thermique après soudage (TTAS) au risque de déformer l'assemblage sous l'effet de la température. Le texte va être modifié en explicitant que le TTAS n'est pas obligatoire lorsque la MDMT est inférieure à -48°C.

Le paragraphe UCS-68(b)(2) va être divisé en deux sous-paragraphes UCS-68(b)(2)(-a) et UCS-68(b)(2)(-b). Les exigences existantes du paragraphe UCS-68(b)(2) sont conservées et le nouveau sous-paragraphe UCS-68(b)(2)(-b) spécifie clairement que le TTAS n'est pas obligatoire pour des soudures d'étanchéité telles que définies au paragraphe UW-20.2 (c).

La note (c) de la figure UCS-66 donne les nuances de boulonnerie qui sont exemptées d'essai de rupture en flexion par choc sous réserve d'avoir une température minimale supérieure à celle indiquée dans la note. Cette exemption n'est pas cohérente avec les exigences du paragraphe UCS-66(f) qui spécifie des essais de rupture en flexion par choc obligatoires pour des matériaux présentant une limite d'élasticité supérieure à 450 MPa (par exemple la nuance de boulonnerie B7 de la spécification ASME SA-193 présente une limite d'élasticité supérieure à 450 MPa et est pourtant exemptée d'essai de rupture en flexion par choc par la note (c) de la figure UCS-66 jusqu'à -48°C). La modification porte sur les exigences du paragraphe UCS-66(f) pour lesquelles les matériaux de boulonnerie seront explicitement exclus.

3.3.3 SG « Design » (D)

Sous la Présidence de Dale SWANSON (N. BORE en tant que visiteur).

Les sujets débattus les plus notables sont les suivants :

Un nouveau projet de Code Case est à l’étude pour la conception des appareils incorporant une enveloppe en acrylique moulée.

Une proposition est en préparation pour la modification des paragraphes UG-16(b) et UG-45. 5, afin de définir une valeur minimale pour l’épaisseur des ouvertures et des trous d’inspection comme il est déjà le cas pour les autres piquages définis suivant UG-45.

Une proposition est adoptée par le SG D pour la mise à jour de la Note 1 de la Figure UW-13.4 et du paragraphe UG-37 pour indiquer que la valeur minimale d’un piquage ne peut être inférieure à l’épaisseur minimale requise suivant les exigences du paragraphe UG-45.

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Une proposition du SG D est adoptée pour corriger les paragraphes 4.4.12.2(b), (e) et 4.4.12.4(c) et changer la valeur de 1.147 à 1.2 dans les équations 4.4.72 et 4.4.73 afin d’être cohérent avec les autres sections du code.

Une proposition est en cours de rédaction pour la modification du paragraphe UG-35.2 pour la définition des systèmes d’ouverture et de fermeture rapide de la Division 1 excluant les swing-bolts.

Mise à jour du projet de modification du SWG DBA pour l’introduction du cas d’épreuve hydraulique dans les règles de la Partie 5. (11-1266).

Nouveaux sujets :

Système d’ouverture / fermeture rapide avec Swing-bolts.

Modification du paragraphe 4.4.4 de la part 4 – Tolérances de l’enveloppe.

Révision du Code Case 2843 concernant la conception des appareils opérants dans le domaine du fluage afin de faire référence à l’annexe E (informative) à la place de l’annexe 11 (obligatoire) pour les données matériaux.

Nouveau Code Case pour permettre l’incorporation de l’ASME STP-PT-24 "Development of Basic Time Dependent Allowable Stresses for Creep Regime in Section VIII Div 1" dans la division 1.

Common Rules :

Révision du paragraphe 5.5.1.3 afin de définir le domaine d’application des méthodologies DBA de la Division 2 pour les appareils de classes 1 et 2.

Autres Révisions :

Nouvelle proposition concernant le dimensionnement des soudures pour les brides folles - Suppression du paragraphe UW-13.2 (e)2) et modification du détail (11) de la Figure 2-4 pour incorporer les détails de la figure UW-13.2 (m) et (n).

Modification de la Table 5.3 pour clarifier la définition des chargements et pression de service pour la vérification des contraintes secondaires et des contraintes de pointes et modification des Tables 4.1.2 et 5.3 pour remplacer 0.9P par la pression de service pour le cas occasionnel.

Correction de la température de recuit pour la nuance UNS N08810 spécifiée au paragraphe 8.4 de la norme SB-409 - 1121°C à la place de 1145°C.

Modification éditoriale de l’annexe HA – Suppression des références a plusieurs paragraphes supprimés de l’Annexe A de la Part D de la Section II.

Correction de la table 5.6 et du paragraphe 5.6 – Mise en forme uniquement, un nouvel item sera ouvert pour étudier les modifications de contenu.

Nouveau Code Case en Division 1 pour l’utilisation de tubes d’échangeurs en inox austénitique fabriqués à partir de feuilles texturées, roulées, soudées. La texturation permet d’améliorer les échanges de chaleur, l’utilisation de ce type de tubes est limitée à des sections droites et aux extrémités lisses.

3.3.4 SWG « Design By Analysis » (DBA)

Sous la Présidence de Ben HANTZ (N. BORE en tant que visiteur).

Les sujets débattus les plus notables sont les suivants :

Une proposition est en cours de rédaction pour modifier la terminologie du tableau 5.6, du paragraphe 5.6 (supplementary Requirements) et du paragraphe 5.13 (nomenclature) de la Division 2 concernant la classification des contraintes pour les piquages afin qu'elle soit cohérente avec le B31.3. Devant les nombreux

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votes négatifs reçus de la part du SG Design, le SWG DBA décide de corriger uniquement le format du tableau et de confier les travaux concernant la mise à jour du contenu au SG Design.

Une proposition est en cours de rédaction pour la prise en compte de la présence des cordons de soudure dans les calculs élasto-plastiques.

Une proposition est en préparation pour la mise à jour du Code Case 2605-2 pour les calculs en fatigue / fluage afin de les harmoniser avec celles de l’API579/ASME FFS-1. Cette modification est basée sur les travaux de Martin PRAGER et concerne la mise à jour des coefficients ε et Ω de la Table 1 servant à définir la loi de comportement en fluage de la nuance 2.25-Cr-1Mo-V afin d’obtenir un comportement plus réaliste pour des niveaux de contrainte faibles (<4 ksi).

Présentation des justifications techniques ayant permis de définir les critères d’exemption de la Table 5.9 pour l’analyse en fatigue suivant la méthode A. Les valeurs seuils sont satisfaisantes, aucune modification n’est nécessaire.

Modification du paragraphe 5.5.2.4 pour rendre l’analyse en fatigue suivant la méthode B cohérente avec les règles présentes en Division 2 dans les éditions antérieures à 2007.

Une nouvelle proposition est en préparation pour l’incorporation des recommandations de l’ASME STP-PT-24.

Une proposition est en cours de rédaction pour la révision de la procédure de vérification de la tenue au flambement du paragraphe 5.4.

3.3.5 SG-HTE "Heat Transfer Equipment" du SC VIII "Pressure Vessels"

Sous la présidence de Gabriel Aurioles (A. Chaudouet en tant que membre).

Echangeurs de Chaleur en Graphite Présentation sur la manière de prendre en compte le pré-serrage des ressorts dans le dimensionnement - Des calculs excel ont été effectués en appliquant un effort de pré-serrage directement ou indirectement en

reproduisant cet effort via une différence de température entre les tubes et la calandre. La seule différence réside dans la fait que les contraintes thermiques sont des contraintes secondaires alors que les efforts générés par le pré-serrage des ressorts sont des efforts primaires. De plus les ressorts ne peuvent pas générer d'efforts de compression dans la calandre (comportement donc non-linéaire).

- Un terme Pspring doit être ajouté au calcul de Pe pour les échangeurs en graphite. Le calcul de ce terme sera présenté à la prochaine réunion.

- Le problème de as pour les têtes flottantes doit aussi être traité. Pour les échangeurs en graphite, les joints sont toujours à l'extérieur de la plaque tubulaire flottante. Dans ce cas il faudra considérer Gc = Ds.

Echangeurs à Plaques - L'annexe les traitant est approuvée (voir Annexe C) - Une nouvelle action est ouverte pour préciser les essais à effectuer pour ces échangeurs dans UG-99. - les travaux continuent pour la mise au point de formules de dimensionnement. Il sera fait appel aux fabricants

pour connaitre leurs pratiques actuelles. A défaut de formules un dimensionnement par DBA sera requis.

Echangeurs de Chaleur Electriques Les règles actuelles ne concernent que la tenue de la plaque à la pression intérieure. Il est proposé de traiter la pression extérieure de la même manière en prenant pour pression de calcul, la valeur absolue de la pression appliquée. On pense surtout à la tenue au vide.

Projets financés par l'ASME - Limites d'élasticité données par la Section II jusqu'à la température maximale autorisée. Les matériaux sont ceux

souvent utilisés pour les échangeurs de chaleur de la Section VIII : Le rapport final de l'étude est en cours d'examen par le Peer Review Group. Les limites d'élasticité étendues seront publiées dans l'édition 2019 du Code. Auparavant un Code Case est envisagé pour une utilisation immédiate des résultats de l'étude.

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- Tubes assemblés aux plaques tubulaires par dudgeonnage. Le document de demande de financement à l'ASME reste à finaliser. Il manque notamment la liste des matériaux à traiter ainsi que les configurations souhaitées (nombre de gorges). Il a été demandé au Cetim comment les valeurs données dans le CODAP avaient été établies. Les rugosités entre les surfaces des tubes et des plaques n'ont pu être retrouvées.

Soufflets de Dilatation Epais de l'Appendix 5 et du Chapitre 4.20. Les configurations autorisées actuellement sont Flanged-and-Flued ou Flued-only, soit toujours avec un rayon de raccordement en partie supérieure. Il est proposé d'autorisé les assemblages à angle droit en tête d'onde, comme cela est autorisé en pied d'onde. On parlerait alors plus généralement de "flexible element". Le projet a reçu deux votes négatifs demandant une analyse à la fatigue obligatoire. La proposition a été réaffirmée sans changement mais une action sera ouverte pour préciser quand et comment traiter les chargements cycliques.

Ouvertures pour les Inspections en UG-46 et 4.5.16 Ces ouvertures peuvent actuellement être omises dans les calandres d'échangeurs de chaleur à plaques fixes. Cette exemption sera étendue à tous les échangeurs ne permettant pas d'accès à l'intérieur de la calandre. Comme actuellement, l'utilisation de cette exemption devra être notée dans la partie "Remarques" du MDR.

Distance Minimum entre Ouverture et Plaques Tubulaires Les distances minimales proposées relèvent du retour d'expérience. Des résultats d'analyses numériques sont jugés nécessaires pour vérifier leur bien fondé. Les distances devraient être différentes pour les petites ouvertures et les grandes ouvertures.

Maximum Tubesheet Butt Length when directly attached to a Hemihead. La configuration ci-contre est utilisée depuis des années pour des raisons de facilité de fabrication. A priori les hubs courts ne posent pas de problème. Donner des limites chiffrées demande des justifications par analyses numériques. On se raccrochera plutôt à des configurations déjà autorisées dans le Code.

Assemblages Monobloc des Plaques Tubulaires Une question a été soumise pour savoir si les configurations ci-contre devraient être autorisées dans UG-34 ou non. Elles le sont dans le CODAP et l'EN 13445 mais avec des restrictions difficiles à traduire dans un environnement Section VIII. Contrairement au CODAP, le concept de catégorie de construction est inconnu dans la Section VIII. Avant d'ouvrir une action, il faudrait déjà savoir combien de fabricants utilisent effectivement ces types d'assemblage.

3.3.6 Common Rules dans la Section VIII Division 2

Sous la présidence de Lou Hayden et Rich Basile (A. Chaudouet en tant que visiteur).

Deux classes de constructions apparaitront dans l'édition 2017 du Code avec les matériaux de l'édition 2006 pour la Classe 1 (Rm/3.0 - Division 2 avant 2007). Pour rappel la classe 2 correspond à la Division 2 actuelle (Rm/2.4)

Toutes les parties sont approuvées sauf la Part 2 sur les responsabilités du fabricant. Lors du dernier vote formel, les oppositions sont apparues principalement sur la certification des documents et sur les certificats requis. Dans la dernière proposition, les classes 1 et 2 demanderont un certificat U2 avec un Code Case possible autorisant un certificat U pour les récipients de classe 1. En ce qui concerne la certification des documents, la dernière proposition est : - Class 2 : UDS et MDR : une certification est demandée par un RPE dans tous les cas - Class 1 : UDS - certification demandée par un RPE si des analyses à la fatigue sont requises MDR - certification demandée par un RPE si des analyses à la fatigue ou des analyses selon Part 5 (DBA)

sont effectuées.

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Les dernières approbations nécessaires pour une publication des Common Rules dans l'édition 2017 du Code seront soumises à votes formel raccourcis dès la fin de la réunion. En Part 4 pour les récipients de Classe 1, les règles de DBF ne pourront être remplacées par des règles de DBA selon Part 5, que si l'autorisation en apparait explicitement dans la Part 4.

3.3.7 Standard Committee VIII "Pressure Vessels"

Sous la présidence de Rich Basile (A. Chaudouet en tant que membre).

Division 1

Révision de la définition et des règles pour les ouvertures rapides. Une différence est maintenant faite entre les "quick-actuating closures" et les "quick-opening closures" - quick-actuating closures :

(1) Quick-actuating closures are closures that are operated by an action that releases all holding elements. (2) Holding elements are parts of the closure used to hold the cover to the vessel, and/or to provide the load

required to seal the closure. Hinge pins or bolts may be used as holding elements. (3) Locking elements are parts of the closure that prevent a reduction in the load on a holding element or

prevent the release of a holding element. Locking elements may also be used as holding elements. (4) The locking mechanism or locking device may consist of a combination of locking elements

- quick-opening closures (nouveau) : (1) Quick-opening closures are closures other than bolted flange joints as described in Appendix 1-6, UG-44,

Appendix 2, and quick-actuating closures as described in UG-35.2. Closures utilizing a clamp design which meets the requirements of Appendix 24 are exempt from the rules for quick-opening closures. Closures with multiple swing bolts are not considered quick-opening closures.

(2) Holding elements are parts of the closure used to hold the closure to the vessel, and/or to provide the load required to seal the closure. Hinge pins or bolts may be used as holding elements.

Les règles des quick-opening closures sont moins "lourdes" que celles des quick-actuating closures qui sont renforcées. Toutefois, les récipients avec quick-opening closures devront être munis de soupape de sécurité pour éliminer la pression avant ouverture. Dans tous les cas un Partial Data Report sera exigé pour les dispositifs fournis en tant que Part.

Division 2

A l'occasion des Common Rules, les règles pour la prise en compte de la situation d'épreuve sont réécrites : - contraintes maximum admissible en Part 4 pour des contraintes calculées par analyses élastiques - coefficients pondérateurs à utiliser pour les analyses élastiques, de charge limite et élasto-plastiques en Part 5 - pression d'épreuve en Part 8. Les coefficients à appliquer seront fonctions de la classe de l'appareil et du type d'épreuve, hydraulique ou pneumatique.

Les exigences pour les personnes habilitées à certifier des documents UDS et MDR sont d'une part renforcées pour les ingénieurs en général par une restriction aux ingénieurs ayant reçu une autorisation formelle de pratiquer une activité d'ingénieur, ou d'autre part relaxées en étendant la liste des ingénieurs acceptés a priori aux ingénieurs APEC (Asian Pacific Economic Cooperation). L'inclusion des ingénieurs Européens est à l'étude dans une action séparée

Examen surfacique MT/PT des pièces forgées : les termes "épais" et "complexe" ne sont pas définis. Les forgés épais seront maintenant d'épaisseur supérieure à 100 mm, quant au terme complexe il est remplacé par "épaisseur variable".

Division 3

L'augmentation de l'épaisseur maximale des plaques en matériaux SA-841, Grade A, Class 1 et Grade B, Class 2 de 64 mm à 100 mm est approuvée comme cela est déjà le cas dans les Divisons 1 et 2. Des objections ont été

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soulevées sur la ténacité de plaques plus épaisses. Les prélèvements des éprouvettes seront demandées à mi-épaisseur mais dans une action séparée.

Pour le calcul des propagations de fissure en fatigue, la valeur de Kseuil est abaissée pour les alliages d'aluminium., la valeur plancher de 2.2 MPa-m0.5 restant applicable aux aciers, sauf aciers inoxydables austénitiques)

Analyse en mécanique de la rupture : l'évaluation de la tenue en présence de fissure n'est plus obligatoire si la somme des facteurs d'intensité de contraintes correspondant aux efforts maximaux et aux contraintes résiduelles de fabrication est négative. Ceci est souvent le cas pour les réservoirs renforcés par enroulements filamentaires

Les exigences en matière de certification du personnel de contrôle non destructif sont alignées avec celles des Divisions 1 et 2. International Working Groups

- Chine : première réunion de l'IWG en Septembre

- Allemagne : Tout est prêt pour la création de cet IWG. Son charter (rôle - but) sera soumis à vote formel prochainement. Ce vote sera suivi par l'approbation de ses membres par le Standard Committee après un vote interne à l'IWG pour l'élection de ses dirigeants (Chair - Vice-Chair - Secretary). La première réunion de l'IWG est prévue le 22 Mars 2017.

3.4 Section IX (Welding, Brazing and Fusing Qualifications)

Sous la présidence de Donald A. BOWERS et la vice-présidence de Michael PISCHKE (A. DI RIENZO en tant que visiteur).

L'Annexe H (non obligatoire) relative aux postes de soudage à ondes contrôlées va être révisée. Cette révision porte sur des clarifications relatives aux grandeurs mesurées.

L'énergie délivrée par les postes de soudage est une mesure cumulative d'énergie instantanée c'est-à-dire une somme de mesures d'énergie instantanée réalisée pendant une période donnée (l'unité est le Joules). Afin de calculer l'apport de chaleur, la longueur soudée doit être connue.

La puissance délivrée par les postes de soudage est une moyenne de mesures de puissance instantanée réalisée pendant une période donnée (l'unité est le Watt). Afin de calculer l'apport de chaleur, la vitesse de soudage doit être connue.

Une révision de la Section IX a permis l'utilisation d'éprouvettes plates de traction ayant une largeur plus grande que celle requise habituellement par la Section IX (3/4" soit 19 mm). Cette modification permet de répondre également aux exigences de l'ISO 15614. Une nouvelle proposition a été faite afin d'étendre à l'utilisation d'autres éprouvettes dont les dimensions (largeur, diamètre, longueur…) sont spécifiées par d'autres référentiels. Les référentiels pris en compte sont nombreux : AWS B2.1, AWS D1.1, AWS D1.2, AWS D1.3, AWS D1.6, EN ISO 4136, JIS Z 3121, GB/T 2651, NAVSEA S9074 AQ GIB 010/248.

Une nuance de matériau va être introduite dans la Table QW/QB-422. Cette nuance est proche de l'acier inoxydable austénitique type 310 avec une teneur plus élevée en silicium. La nuance est l'acier TP 314 de composition nominale 24Cr-20Ni-Si (UNS S31400) issue de la norme ASME SA-276 destinée à l'approvisionnement de barres. Le P-No de la nuance TP 314 est le 8.2.

Une nuance d'acier inoxydable austéno-ferritique va également être intégrée dans la Table QW/QB-422. Cette nuance est issue de la norme ASME SA-995 relative à l'approvisionnement de produits moulés. C'est la nuance 5A de composition nominale 25Cr-7Ni-4Mo-N (J93404). Le P-No de cette nuance est le 10H.

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3.5 ANDE Committee on Certification of Non-Destructive Examination Personnel and Quality Control Technicians

Sous la Présidence de Lawrence Mullins (A. Chaudouet en tant que visiteur)

Présentation de Jon Labrador de l'ASME sur la future réorganisation du comité

- Dec 2015 - La certification du Personnel NDE est passée sous la responsabilité Board on Conformity Assessment

- Jan 2016 - L'évaluation des actions prévues est terminée - Le plan d'action est mis en place

- Les actions sont classes en trois groupes : technique, opérations et business, les actions de ce dernier groupe devant être finalisées en Janvier 2017

- La plupart des actions techniques et opérationnelles sont terminées

- Les actions business sont en cours : . création de ASME PC, LLC (SARL) pour la certification elle-même (le comité ANDE conserve la rédaction des

règles de la norme ANDE) Afin d'avoir le statut LLC, les procédures d'accréditation ANSI doivent être appliquées et le seront. . passer un contrat avec l'ASME . établir un lien avec CS connect, le site de l'ASME utilisé pour le développement des Codes

- construire un site web dédié à la certification

- les premiers examens écrits sont prévus début 2017 avec une procédure d'inscription exclusivement sous forme électronique.

- les premiers examens devraient suivre sous un an en commençant par le Secteur Nucléaire (Sections III et XI)

3.6 TOMC - Technical Management Oversight Committee

Sous la présidence de Thomas Pastor (A. Chaudouet en tant que membre).

Activité des Standard Committees

BPV II Materials - Jeff Henry - Le Standard Committee compte 26 membres, 9 membres avec droit de commentaire uniquement (contributing

member), 1 Delegate (Italie) et un IWG (Chine) - Un prix, le Gold Standard Award for Outstanding Service, a été créé pour récompenser chaque année un

membre dont l’implication est exceptionnelle et qui n’a pas encore été récompensé par ailleurs. La première remise de ce prix est attendue à la prochaine réunion en Février 2017.

- Les principales actions d’envergure en cours sont les suivantes : - Base de Données Matériaux : Cette base de données a été développée et est maintenue par l’ORNL comme

cela a déjà été les cas pour la base de données matériaux Gene IV (nucléaire). Elle est remplie à partir des données matériaux stockée dans les fichiers du logiciel ASME utilisé pour toutes les actions de développement des Codes depuis l’année 2000. Avant cette date on utilisera des données bibliographiques ou des données récupérées chez les membres du comité actifs à l’époque.

- Matériaux CSEF (grades 23,24, 91, 92, …) : Les actions sur ces matériaux sont très importantes pour les industries de production d’énergie. Une étude est en cours avec la Section I pour savoir si des critères de résistance mécanique seuls sont suffisants pour assurer une utilisation sure de ces matériaux.

- Logiciel de traitement des données d’essais pour en déduire les contraintes dans les tableaux de la Part D (limite d’élasticité, résistance à la traction et contraintes admissibles) : Plusieurs analyses paramétriques (Larson-Miller , …) sont maintenant disponibles pour traiter des données dans le domaine du fluage.

- Incorporations dans la Part D : . Matériaux pour la Section VIII Division 2 Classe 1 sur la base des valeurs de l’édition 2006 du Code . Tables et courbes de la Section III Division 1 Subsection NH (fluage) . Contraintes admissibles de la Section IV et du B31.1 pour l’édition 2019 du Code.

- Limites d’élasticité au-dessus de 1000°F (575°C) : L’étude financée par l’ASME, et limitée aux matériaux qui intéressent les échangeurs de chaleur selon Section VIII, est pratiquement terminée. Le rapport final est en

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cours de validation. D’autres matériaux pourraient être traités par la suite selon la demande des comités de construction.

- La question du remplacement de tous les tableaux de contraintes dans la Part D par des équations et un système de pointeurs, a été identifiée comme stratégique ; mais aucune décision n’a été prise à ce jour.

BPV IX Welding Brazing Fusing - Don Bowers - Le Standard Committee compte 23 membres, 9 membres avec droit de commentaire uniquement (contributing

member), 1 Delegate (Pays-Bas) et un IWG (Italie) qui fonctionne de manière satisfaisante. - Comme tous les autres Standard Committees, le BPV IX s’organise pour la création d’un prix (Distinguished

Service Award) venant récompenser un de ses membres dont la contribution est exceptionnelle - D’un point de vue organisation :

. Les SG “Procedures Qualification” et “Performance Qualification” ont été regroupés dans le SG "Welding Qualification"

. Un Resource Development Group a été créé pour la formation des nouveaux volontaires, en général de jeunes ingénieurs, qui permettra en outre d'améliorer leurs capacités (talent)

- Les principales actions en cours sont : Hot GTAW (dont le F22 et le 4130) - effets du TTAS - Advanced waveform control - envisagé dans le futur : fabrication additive

- Procédures d'assemblage par fusion (Fusing Procedures) : Les règles actuellement dans la Section IX, Part QF, pour les assemblages de composants en PEHD seront incluses dans la future norme NMM dédiée matériaux non métalliques. Par la suite, ces règles pourraient être retirées de la Section IX. Les Sections nucléaires sont opposées à une telle décision car c'est une condition sine qua non de la NRC d'avoir ces procédures dans la Section IX pour accepter l'utilisation des PEHD pour les composants nucléaires. Pour les composants non nucléaires d'autres méthodes d'assemblage par fusion devront être intégrées pour d'autres types de matériaux tels que le PTFE …

BPV XIII Overpressure Protection- Dennis Demichael - Les procédures administratives sont en cours pour l'approbation des missions du BPV (charter) et pour la

nomination de ses membres - La première édition de la Section XIII est prévue pour 2019. - Une partie importante du travail sera réalisée électroniquement par votes pour commentaires et votes formels. - Les principales activités du comité sont les suivantes :

. Soupapes de sécurité pour les locomotives (terminé)

. Soupapes de sécurité en service liquide (terminé)

. Soupapes en phase gazeuse et liquide pour les chaudières (phase finale)

. Calcul de capacité supercritique (en cours)

. Support pour les nouvelles technologies : accessoires de sécurité pour les chaudières solaires utilisant le sel liquide comme fluide caloporteur)

. Amélioration de la procédure d'acceptation pour les nouveaux matériaux acceptables dans le Code Case 1750 autorisant des matériaux autres que ceux dans le Code pour les soupapes de sécurité.

- Enfin le BPV XIII sera le comité miroir américain pour l'US Tag for ISO 4126 dont la Partie 2 Disques de rupture est en phase de procédure DIS (finale) à l'ISO.

IWG International Working Groups - Steve Roberts pour le conventionnel - Ralph Hill pour le nucléaire - Deux nouvelles annexes ont été incorporées dans le document de procédures du BPTCS :

. Appendix E : General Principles for IWG

. Appendix F : Performance Plan for IWG - La Section VIII a customisé le performance plan (principalement la description des missions) et a publié un

document détaillé pour l'évaluation des performances des IWG. Ces documents seront testés sur IWG China et seront ensuite appliqué à l'IWG Germany.

- Le BPV III et l'IWG China ont tenus une réunion commune en anglais à Shanghai. Ralph Hill a aussi rencontré le chairman of IWG India qui est un groupe beaucoup plus petit et a plus de mal à démarrer.

- Il a été recommandé de conserver un mode de fonctionnement et des objectifs les plus uniformes possible pour tous les IWG quelle que soit leur groupe de supervision.

2017/EPI/CR/ACHA V1

Senlis, le 6 Février 2017

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Strategic Initiatives Les sujets retenus sont les suivants : - Réorganisation de la Section V - Technologies (très) hautes températures - Base de données matériaux dans le domaine du fluage - Suppression des incohérences sur les règles de proximité des fissures entre les Section XI, VIII et différents Code

Cases (ces règles indiquent quand les fissures peuvent être considérées séparément et quand elles doivent être regroupées pour leurs évaluations)

- International Working Groups - Evaluations de Conformité

Recherche et Développement Deux nouvelles demandes de financement ont été reçues : - Lois de propagation des fissures en fatigue-fluage (demande de la Section I mais impliquera aussi la Section VIII

et le comité FFS) - Caractéristiques mécaniques à haute température (dans le domaine du fluage) pour les dimensionnements par

DBA. Plus ponctuellement

Nouveau Stamp PRT pour les fabricants sans activité de conception : ce stamp est accepté dans la Section I et dans la Section VIII, Divisions 1 et 2. Par contre il reste le problème du Code Case 2590 qui permet de sous-traiter jusqu'ici des opérations de soudage particulières et avancées à des organismes ne possédant pas de stamp. La création d'un Stamp PRT devrait conduire à son annulation, mais alors on se priverait des modes de soudage les plus avancés qui ont prouvé leur sureté. La décision quant à la conservation de ce Code Case est en cours de discussion.

Personnels autorisés à certifier des documents dans la Section III - La première proposition autorisait trois categories d'ingénieurs : RPE - Registered or licensed engineer with a

minimum of 4-year experience - engineer at large with a minimum of 10-year experience - Dans la deuxième proposition il ne restait plus que deux catogories: RPE - Registered or licensed engineer with a

minimum of 4-year experience - Dans la dernière proposition la seconde catégorie a été restreinte aux pays de l'IPEAI ou ayant signés les Accords

de Washington (ce qui n'est pas très différents), soit principalement des pays de langue anglaise ou ayant une côte sur l'océan pacifique.

Localisation des travaux de construction couverts par un stamp Trois types de localisation sont maintenant reconnus dans le document CA-1 (Certificate of Authorization) : shop, intermediate et field. Les interprétations existantes qui traitent de ce sujet renverront à CA-1 dès la publication de ce document.

Ruptures de composants en matériaux selon ASTM A105, A234 et A106. Le groupe de travail du BPTCS sur ce problème attend des informations complémentaires. Il est suggéré d'ajouter une exigence sur la composition chimique de ces composants à savoir Mn/C> 5. Les producteurs de matériaux contactés ont fait savoir que ce critère était déjà généralement rempli. Le problème sera présenté à l'ASTM à leurs prochaines réunions.

Marquage des tuyauteries extérieures aux équipements autres que chaudières Ce marquage est envisagé bien que ces tuyauteries soient hors du domaine d'application du B31.1, d'abord pour les Non-Boiler Exterior Piping, puis pour les High Energy Exterior Piping. Il ne serait applicable qu'aux tuyauteries qui respectent les règles du B31.1.

2017/EPI/CR/ACHA V1

Senlis, le 6 Février 2017

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4. AUTRES CONTACTS ET INFORMATIONS DIVERSES

Conférences annoncées :

PVP 2017 - Hawaï HI - du 16 au 20 Juillet - Thème : A new Era of Service to the Pressure Vessels and Piping Industry. Beaucoup de résumés ont déjà été reçus. L'EPRI y organisera une session (workshop) dédiée au fluage-fatigue. Un tutoriel sera présenté sur la nouvelle édition de l'API 579-1/ASME FFS-1 Fitness For Service

Réunions 2017-2019 :

12-17 Février 2017 : Atlanta GA 7-12 Mai 2017 : Anchorage AK 6-11 Août 2017 : Minneapolis MN 29 Oct - 3 Nov 2017 : Phoenix AZ 6-11 Mai 2018 : Dallas TX 11-16 Novembre 2018 : Atlanta GA 5-10 Mai 2019 : San Juan PR

MANDATORY APPENDIX X BASIS FOR BPVC SECTION VIII DIV 2 RULES FOR DETERMINING ALLOWABLE

COMPRESSIVE STRESS

X-100 GENERAL

The Section VIII Div 2 rules for the design of shells under

external pressure were established in order to facilitate a

conservative approach in determining external pressure ratings for components covering a wider range of geometries, and loading

conditions than provided by the charts in subpart 3. The use of the Section VIII Div 2 rules requires more complex calculations by

equations to reduce knockdown factors and increase the range of applicable conditions. At the center of the Section VIII Div 2 rules

are methods for determining the tangent modulus Et.

X-200 BASIS OF THE SECTION VIII DIV II RULES

Section VIII Div 2 rules for the design of shells under external

pressure and allowable compressive stresses are based on linear structural stability theory, modified by reduction factors to account

for the effects of imperfections, boundary conditions, nonlinearity of material properties, and residual stresses. The equations for

allowable compressive stress are based on carbon and low alloy steel plate materials at limited temperatures depending on the

specific material. For materials other than carbon and low alloy steel, see the equation below, the procedure is modified by

calculating the design factor, FS, using the equations for carbon and low alloy steel to determine the elastic buckling stress Fe based

on the geometry of the shell and the modulus of elasticity of the material. The tangent modulus Et of the material is calculated

iteratively based on a strain equal to Fe / Ey and finally the allowable stress is determined by multiplying the elastic buckling

stress, Fe, by the ratio of the tangent modulus of the material to the

modulus of elasticity and design factor. This alternative procedure is applicable to a broader range of geometry and loading conditions

than covered in the external pressure charts of Section II, Part D. Where comparisons have been made between the two methods,

agreement is generally good.

Fa = Fe/FS*Et/Ey

X-300 APPLICATION

Allowable compressive stress for cylinders, spheres, formed

heads, and other geometries is obtained by reference to Section VIII Division 2 Part 4, Para. 4.4.

X-400 BACKGROUND AND DEVELOPMENT

OF THEORY FOR THE SECTION VIII DIV II

RUELS

Section VIII Div 2 rules for determining allowable

compressive stress are given in BPVC Section VIII, Division 2. The Section VIII Div 2 rules were initially incorporated by code

case and later formally included in the re-written Section VIII, Division 2. These rules were developed by a series of publications

further building upon the work presented in BPVC IID para. 3-400. API 2U (1987) Bulletin on Stability Design of Cylindrical Shells

(X-700[8]) references at least 41 additional works post 1961 and consolidates the various findings into a method for design. API has

produced two more editions of this bulletin making improvements

and expanding upon the subject through 2004. Several additional references listed in CC-2286 were used to develop the specific

ASME rules for the code case. The code case references are also

listed in X-700. The API paper establishes a hierarchical order for

design where general instability stress is required to be greater than local instability stress. API further recommends that separation of

these modes by a margin sufficient to avoid significant interaction of the modes. “A comparison of Proposed Section VIII Div 2 rules

with ASME Code Rules for Determining Allowable Compressive

Stresses,” (X-700[11]) further developed the code case by showing comparisons with existing code cases and design methods

primarily those in Section VIII Division I. A table was developed as part of the code case to show in a simple manner whether Section

VIII Div. I addressed the subject geometry and load combination, See CC-2286 Table 2. The method generally expands the range of

shell geometries that can be considered by rule; however, the rules are limited to temperatures below the creep range. There may be

opportunities in the future to incorporate extensions of CC-2286 methods as rules for determining tangent modulus, isochronous

stress-strain curves, and the like are developed. Other references in the code case build upon API 2U and provide additional

information and validate the API 2U approach for use by ASME. The Div 1 and Div 2 methods both use classic elastic stability

theory with adjustments for plasticity and geometric imperfections to determine allowable stress. The Div 2 method requires more

analysis of the load combination for the geometry in question which results in sufficient accuracy to allow the use of lower design

factors. In both methods the primary effort is in determining the strain which corresponds to critical buckling stress. The Div1I

method uses the pseudo-strain factor A; The Div 2 method calculates the elastic buckling stress and divides that value by the

elastic modulus. When the Div 2 FS is equal to the Div 1 FS then the resulting allowable stress is the same for the basis material in a

chart or those materials that closely match the strength of the charts basis material. This demonstrates that the Div 2 method is an

extension of the Div 1 method which takes advantage of the greater volume of data available on the behavior of the subject geometries,

and load combinations. Both methods are iterative, both methods use either stress-strain curves or tangent modulus to determine

allowable stress, both methods are most heavily influenced by

geometry. The methods continue to be iterative, use stress-strain curves to determine allowable stress, are most heavily influence by

geometry, and are limited by time effects. To the user the Div 1 method is further limited by the data available in the charts.

X-500 DESIGN BASIS

This alternative is based classical linear theory with simple support boundary conditions and Poisson’s ratio of 0.3. The

theoretical elastic buckling stresses are determined using equations for the type of shell considered under the loads and/or load

combinations considered. A predicted buckling stress, Fic, is then determined by a linear comparison of the elastic buckling stress to

the yield stress of the material. Geometries such as cones, stiffening rings, and tori-spherical heads are related to the common

cylindrical and spherical shells through additional rules and equations that focus consideration on the most critical parts of the

shell geometry. This allows all geometries and the load combinations considered in the Code to be distilled into the elastic

buckling stress Fe. The differences between elastic stresses obtained for buckling tests on fabricated shells and the theoretical

buckling stresses are accounted for by knockdown factors. These factors are equivalent to the ratio of strain in the fabricated shell at

buckling stress and the strain corresponding to the theoretical buckling stress. Though CC-2286 gives instructions to use material

charts in Subpart 3 to determine the tangent modulus Et, the tangent modulus may be determined using any of three accepted

methods including the graphical method, the method in Section VIII Division 2 chapter 3.D.5 so called “Prager Curves”, the charts

in IID Subpart 3 where Et = 2B/A and where A is the strain at the elastic buckling stress calculated using the Section VIII Div 2 rules

(Example A = Fhe/E). Refer to Section VIII Division 2 for an understanding of how to determine tangent modulus Et, predicted

buckling stress Fic, and knockdown factors.

X-600 CRITERIA FOR ALLOWABLE STRESSES

The criteria for alternative allowable stresses using the basis in X-500 are determined using the stress design factors shown

below and the equations for the type of shell considered under the load and/or load combinations considered. The equations for the

type of shell considered under the load and/or load combinations considered compare the elastic buckling stress to yield stress and

the more conservative stress controls the predicted buckling stress Fic. There is a linear relationship between minimum Fic and

maximum Fic. Likewise there is a linear relationship between FS and Fic as can be seen in the following equations. After FS has

been determined then the allowable stress can be determined from the equations for the type of shell and load combination.

FS = 2.0 if Fic <= 0.55 Fy

FS = 2.407-0.741 Fic/Fy if 0.55 Fy < Fic < Fy

FS = 1.667 if Fic >= Fy

X-700 REFERENCES

[1] Timoshenko, S. and Goodier, J. N., Theory of Elasticity, McGraw-Hill Book Co., New York, 1951

[2] Timoshenko, S. and Woinowsky-Krieger, S., Theory of Plates and Shells, McGraw-Hill Book Co., New York, 1959

[3] Timoshenko, S. and Gere, J. M., Theory of Elastic Stability, McGraw-Hill Book Co., New York, 1961

[4] Pressure Vessel and Piping Design — Collected Papers 1927–1959, ASME, New York, 1960

[5] Sturm, R. G., A Study of the Collapsing Pressure of Thin Walled Cylinders, University of Illinois Bulletin 329,

1941

[6] Sturm, R. G. and O’Brien, H. L., Computing Strength of

Vessels Subjected to External Pressure, Transactions of

the ASME, May 1947

[7] Griffin, D. S., External Pressure: Effect of Initial Imperfections and Temperature Limits, WRC Bulletin 443

[8] API 2U (1987), API Bulletin 2U (BUL 2U), “Bulletin on Stability Design of Cylindrical Shells,” prepared under the

jurisdiction of the API committee on Standardization of Offshore Structures, First Edition, May 1987.

[9] “ASME Code Case N-284: Metal Containment Shell Buckling Design Methods,” Revision 1, May 1991.

[10] Welding Research Council Bulletin 406, “Proposed Rules for Determining Allowable Compressive Stresses for Cylinders,

Cones, Spheres, and Formed Heads,” C.D. Miller and K. Mokhtarian, November 1995, ISSN 0043-2326.

[11] Miller, C.D. and Mokhtarian, K. (1996), “A Comparison of Proposed Section VIII Div 2 rules with ASME Code Rules for

Determining Allowable Compressive Stresses,” The Eighth International Conference on Pressure Vessel Technology,

Montreal, Canada, July 25, 1996.

[12] Miller, C.D. and Saliklis, E.P. (1993), “Analysis of Cylindrical Shell Database and Validation of Design

Formulations,” API Project 90-56, October 1993. [13] Miller, C.D., “Experimental Study of the Buckling of

Cylindrical Shells with Reinforced Openings,” ASME/ANS Nuclear Engineering Conference, Portland, Oregon, July 1982.

[14] Miller, C.D. “The Effect of Initial Imperfections on the Buckling of Cylinders Subjected to External Pressure,” PVRC

Grant 94-28. Welding Research Council Bulletin 443, Report No. 1 July 1999.

[15] “Commentary on the Section VIII Div 2 rules for Determining

Allowable Compressive Stresses for Cylinders, Cones, Spheres, and Formed Heads for Section VIII, Divisions 1 and 2,” PVRC

Grant 99-07, Welding Research Council Bulletin 462, June 2001.

Requirements for using the Div 2 method for calculating tangent modulus in computer code calculations to produce a Pseudo Stress-Strain curve similar to Section II-D Subpart 3 to be applied to materials currently assigned an existing EPC.

Scope of requirements

These rules are applied only to materials that are currently assigned to an existing EPC by Section II. The

purpose of this approach is to allow the user to take advantage of materials that have a higher strength than the

basis material for the EPC to which they are assigned. This is not to be applied to new materials which do not

have an EPC assigned. Additional restrictions may be applied based on the material considered where

inflections or troughs in the stress-strain curve may exist that are not accurately predicted by the Div 2 method.

Summary:

This proposal focuses on agreement for the procedure that the eventual computer code should follow to generate

an EPC by the Div 2 method. The Div 2 method uses single values of true stress, σ t, at which the tangent

modulus is determined using the equations from Section VIII Division 2 part 3-D.3 and 3-D.5, and the true

stress is under the control of the user to input any arbitrary stress below UTS. This feature allows the user to

refine the calculated curve by calculating more or fewer points on the curve and grouping those points where

greater accuracy is needed.

This procedure would utilize a range of stresses at the design temperature and these stresses can be modified by

the “Div 1” knockdown factors to give a “B” value from true stress, σt. Then, after calculating Et using the Div 2

method, σt/Et will give the “A” values. The resulting plot of B vs A can be used similar to the traditional EPC

charts. Generating tables would be a natural result of performing the procedure.

Generate an EPC using the Div 2 method for calculating the tangent modulus (3-D.5). “A” values can be

determined from the relationship S/Et = A over a range of stress beginning with zero % of yield and ending with

150% of yield or 100% of ultimate tensile stress whichever is lower. The range of stresses evaluated shall be in

increments of 15% of yield until within 75% of yield where the increments shall be 5% until the stress evaluated

is above 115% of yield where the increments may return to 15% of yield.

**Interpolation between available temperatures to achieve a result at the design temperature may be necessary

and in such cases the full curves at both temperatures bracketing the design temperature shall be generated

before interpolating to find the design S, Et, and “A” strain. This is similar to requirements for interpolation in

Section VIII Division 1.

Requirements / Procedure

Step 1 – Obtain and load material properties from BPVC Section II into calculation. Extrapolation beyond

available data is not permitted. **Remember to bracket intermediate temperatures.

See Figure A

Step 2 – Calculate the following values from 3-D.3 for each temperature. **Remember to bracket intermediate

temperatures.

Stress ratio, R (equation 3-D.10)

K

m2

eP (read from Table 3-D.1)

Figure A

Step 3 – Multiply yield stress at each temperature by various percentages to generate a curve of true stresses, σ t

for each temperature. The percentages shall be in increments of at least 15% of yield until within 75% of yield

where the increments shall be 5% until the resulting true stress is above 115% of yield where the increments

may return to 15% of yield. Smaller intervals may be applied at the users discretion. The range of the true stress

curves shall begin with zero % of yield and end at 150% of yield or 100% of ultimate tensile stress whichever is

lower. **Remember to bracket intermediate temperatures. See Figure B.

Figure B

Step 4 – Calculate the remaining values from 3-D.3 for each temperature and percentage of yield. Some values

may be constant in each temperature. **Remember to bracket intermediate temperatures. See Figure C.

Figure C

Step 5 – Calculate equation 3-D.16 to obtain Tangent Modulus. **Remember to bracket intermediate

temperatures. See Figure D.

Figure D

Step 6 – Calculate the B value by applying the “Div 1” knockdown factor (FS = 2.0) to the seed value of True

Stress. **Remember to bracket intermediate temperatures. See Figure E

Step 7a – Calculate the A value by Dividing the seed value of True Stress by the tangent modulus. **Remember

to bracket intermediate temperatures. See Figure E

Figure E

Step 7b – If an intermediate temperature is the design temperature then interpolate between the values obtained in

Step 5, 6, and 7a to find the design value.

Step 8 – Check the resulting curves for sufficient accuracy by adding calculation points wherever the curve

requires them such as near yield or sometimes throughout the ‘elastic range’ where Et is changing more rapidly.

See Figure F.

Figure F

Step 9 – Produce the resulting tables and charts for use in design. See Figure F.

MANDATORY APPENDIX XX

PLATE HEAT EXCHANGERS

XX-1 SCOPE

The rules of this Appendix cover the minimum

requirements for design, fabrication, assembly,

inspection, testing, and documentation of

Gasketed, Semi-Welded, Welded and Brazed

Plate Heat Exchangers.

These rules cover the common types of Plate

Heat Exchangers and their elements but are not

intended to limit the configurations or details to

those illustrated or otherwise described herein.

Designs that differ from those covered in this

Appendix, as well as other types of Plate Heat

Exchangers, shall be in accordance with U-2(g).

XX-2 MATERIALS OF CONSTRUCTION

All pressure containing parts shall be

constructed using materials permitted by this

Division. Metallic and non-metallic materials

not permitted by this Division may be used

specifically for Heat Transfer Plates within the

Plate Heat Exchanger, provided there is an

applicable Code Case published for the limited

use of this material as heat transfer plates within

a Plate Pack.

XX-3 TERMINOLOGY

XX-3.1 Gasketed or Semi-Welded Plate Heat

Exchangers (PHE): An assembly of components

consisting of gasketed or semi-welded heat

transfer plates and its supporting frame. The

gaskets provide periphery sealing between the

compressed heat transfer plates or between the

semi-welded plate pairs. The gaskets also

provide additional sealing between adjacent heat

transfer plates to prevent intermixing of the

operating fluids. The frame provides structural

support and pressure containment and consists

of the fixed endplate, moveable endplate, upper

carrying bar, lower guide bar, support column

and frame compression bolts. The gasketed or

semi-welded gasketed heat transfer plates are

compressed between the fixed endplate and

moveable endplate by the frame compression

bolts. The heat transfer plates and moveable

endplate are supported by the upper carrying bar

and aligned with the lower guide bar. The

support column provides structural support for

the upper carrying bar and lower guide bar. The

nozzles or connections can be located on the

fixed endplate, moveable endplate or connection

plate.

XX-3.2 Fully Welded Plate Heat Exchangers:

An assembly consisting of fully welded heat

transfer plates and its supporting frame. The

frame provides structural support and pressure

containment and consists of a (2) fixed

endplates, and if applicable, frame compression

bolts. The frame may be fully bolted, fully

welded, or a combination of bolted and welded.

The heat transfer plates are fully welded to form

a plate pack and one or more plate packs can be

assembled in the frame. The nozzles or

connections can be located on the top, bottom,

front, side or back endplates.

XX-3.3 Brazed Heat Exchangers: An assembly

consisting of fully brazed heat transfer plates.

The heat transfer plates are stacked on top of

each other and brazed together. The nozzles can

be located on any fixed endplate.

XX-3.4 Definitions of Gasketed or Semi-Welded

PHE Components

Connection Plate: An intermediary “endplate”

located in the plate pack that permits additional

nozzles, additional fluids and redirection of flow

patterns.

Divider Plate / Turning Plate: Changes direction

of flow of the fluid in a two or more pass heat

exchanger.

Fixed Endplate: Provides pressure containment

and locations for the nozzles or connections and

may or may not come with feet.

Frame: General term that describes structural

support and pressure containment components.

These may consist of fixed endplate, moveable

endplate, upper carrying and lower guide bars,

support column and frame compression bolts.

Frame Compression Bolt: Bolt assembly used to

compress the fixed endplate, moveable endplate

and heat transfer plates to affect a pressure seal.

Gasket: Sealing element between single plates

or semi-welded plate pairs.

Heat Transfer Plate: Thin corrugated plate that

makes up the plate pack and are in contact with

the process fluids.

Moveable Endplate: Provides pressure

containment and locations for the nozzles or

connections.

Plate Pack: Collection of all gasketed or semi-

welded heat transfer plates in the frame.

Semi-Welded Plate Pair: Two adjacent heat

transfer plates welded together. The weld

replaces the gasket between the 2 adjacent

plates. A gasket is required between each plate

pair.

Support Column: The structural component that

supports the upper carrying and lower guide bars

of the Frame.

Upper Carrying Bar: Supports the heat transfer

plates, moveable endplate and internal fluids.

Lower Guide Bar: Aligns the heat transfer plates

and moveable endplate.

XX-3.5 Definitions of Fully Welded PHE

Components

Frame: General term that describes structural

support and pressure containment components.

May consist of top & bottom endplates, front

and back endplates, side plates and if applicable,

frame compression bolts.

Frame Compression Bolts: Bolts to compress

the top, bottom, front, back and side plates to

affect a pressure seal.

Endplate: Provides pressure containment and

location for nozzles and/or connections.

Welded Plate Pack: All plates are fully welded

together. No gaskets are required between the

plates.

XX-3.6 Definitions Brazed Heat Exchanger

Components

Fixed Endplate: Provides pressure containment

and attachment of locations for the nozzles.

Plate Pack: All plates are furnace brazed

together. No gaskets are required for a brazed

heat exchanger.

XX-4 CONDITIONS OF APPLICABILITY

The design aspects covered in this Appendix

apply to the metallic, pressure retaining

components that are considered into the

calculation of the MAWP as described below in

XX-6. Any metallic or non-metallic liners used

to avoid contact of the process fluid with the

components are not addressed in this appendix.

XX-5 NOMENCLATURE

Figure 1-Typical Plate Heat Exchanger

1 – Feet (Optional)

2 – Heat Transfer Plates

3 – Fixed Endplate

4 – Moveable Endplate

5 – Support column

6 – Frame Compression Bolts

7 – Upper Carrying Bar

8 – Lower Guide Bar

9 – Connections

XX-6 DESIGN CONSIDERATIONS

(a) Fixed and Moveable Endplates

When the frame compression components (e.g.

bolts.) of the endplates have a non-uniform

pattern, the design of the Fixed and Moveable

Endplates falls within the scope of U-2(g)

(b) Plate Packs Using Gaskets

Gasketed Plate Packs shall be designed to

contain pressurized fluid without leaking to a

pressure of at least 1.3 times the MAWP

(c) Fully Welded Plate Heat Exchangers

The MAWP of Fully Welded PHE’s may be

determined using methods found in UG-101.

(d) Brazed Plate Heat Exchangers

The MAWP of Brazed PHE’s may be

determined using methods found in UG-101

(e) All Other PHE Components

Components of PHE’s that have applicable rules

within this Division, shall be designed in

accordance with these rules.

XX-7 CALCULATION PROCEDURE

(a) Fixed and Moveable Endplates

(1) Design calculations of Fixed and

Moveable Endplates may be

accomplished using “Design by

Analysis” or by using a closed form

equation. The allowable stress values

for the analysis shall be per UG-23

(2) The design method shall be validated

using a pressure test, strain test, or

similar method to validate that the

design analysis produces predictable

results. If the calculation procedure

has been validated using a specific

methodology, then re-validation does

not need to be repeated, unless there

is a change in the calculation

procedure, itself.

(b) Nozzle Reinforcement

Nozzle reinforcement calculations shall be

performed in accordance with UG-39.

(c) Welded Connections

Welded nozzle connections shall meet the

requirements of UW-15 and UW-16.

(d) Studded Connections

Studded connections shall meet the requirements

of UG-43.

(e) Frame Compression Bolts

The bolting loads of Frame Compression Bolts

shall be determined using the methodology of

Mandatory Appendix 2, paragraph 2-5.

XX-8 PRESSURE TEST

REQUIREMENTS

All chambers of a Plate Heat Exchanger

shall be hydrostatically tested in accordance

with UG-99, or pneumatically tested in

accordance with UG-100. The heat transfer

plates shall not be included when determining

the Lowest Stress Ratio (LSR).

Common elements of two or more chambers

within the Plate Heat Exchanger shall be tested

to a minimum of MAWP (MAWP may be the

same as the design pressure) at each chamber to

ensure no cross-leakage during operation.

XX-9 DATA REPORTS

A Form U-1P (or U-3P) shall be

completed by the Manufacturer for each Plate

Heat Exchanger, or same day production of

identical vessels in accordance with Appendix

35.