2013 ASME Boiler and Pressure Vessel Code A N I N T E R N A T I O N A L C O D E I Rules for Construction of Power Boilers PDF

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2013 ASME Boiler and Pressure Vessel Code AN INTERNATIONAL CODE I Rules for Construction of Power Boilers AN INTERNATIONAL CODE 2013 ASME Boiler & Pressure Vessel Code 2013 Edition July 1, 2013 I RULES FOR CONSTRUCTION OF POWER BOILERS ASME Boiler and Pressure Vessel Committee on Power Boilers T...

Description

2013

ASME Boiler and Pressure Vessel Code AN INTERNATIONAL CODE

I Rules for Construction of Power Boilers

AN INTERNATIONAL CODE

2013 ASME Boiler & Pressure Vessel Code 2013 Edition

July 1, 2013

I

RULES FOR CONSTRUCTION OF POWER BOILERS ASME Boiler and Pressure Vessel Committee on Power Boilers

Two Park Avenue • New York, NY • 10016 USA

Date of Issuance: July 1, 2013

This international code or standard was developed under procedures accredited as meeting the criteria for American National Standards and it is an American National Standard. The Standards Committee that approved the code or standard was balanced to assure that individuals from competent and concerned interests have had an opportunity to participate. The proposed code or standard was made available for public review and comment that provides an opportunity for additional public input from industry, academia, regulatory agencies, and the publicat-large. ASME does not “approve,” “rate,” or “endorse” any item, construction, proprietary device, or activity. ASME does not take any position with respect to the validity of any patent rights asserted in connection with any items mentioned in this document, and does not undertake to insure anyone utilizing a standard against liability for infringement of any applicable letters patent, nor assume any such liability. Users of a code or standard are expressly advised that determination of the validity of any such patent rights, and the risk of infringement of such rights, is entirely their own responsibility. Participation by federal agency representative(s) or person(s) affiliated with industry is not to be interpreted as government or industry endorsement of this code or standard. ASME accepts responsibility for only those interpretations of this document issued in accordance with the established ASME procedures and policies, which precludes the issuance of interpretations by individuals. The endnotes in this document (if any) are part of this American National Standard.

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TABLE OF CONTENTS List of Sections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Foreword . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Statement of Policy on the Use of the Certification Mark and Code Authorization in Advertising . . . . . . . . . . . . Statement of Policy on the Use of ASME Marking to Identify Manufactured Items . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Submittal of Technical Inquiries to the Boiler and Pressure Vessel Standards Committees . . . . . . . . . . . . . . . . . Personnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Preamble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Summary of Changes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . List of Changes in Record Number Order . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cross-Referencing and Stylistic Changes in the Boiler and Pressure Vessel Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Part PG PG-1 PG-2 PG-3 PG-4 PG-5 PG-6 PG-7 PG-8 PG-9 PG-10 PG-11 PG-12 PG-13 PG-14 PG-16 PG-17 PG-18 PG-19 PG-20 PG-21 PG-22 PG-23 PG-25 PG-26 PG-27 PG-28 PG-29 PG-30 PG-31 PG-32 PG-33 PG-34

General Requirements for all Methods of Construction . . . . . . . . . . . . . . General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Service Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Referenced Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Plate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Forgings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Castings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pipes, Tubes, and Pressure‐Containing Parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Material Identified with or Produced to a Specification not Permitted by this Section, and Material not Fully Identified . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Miscellaneous Pressure Parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Water Level Indicators and Connector Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rivets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fabrication by a Combination of Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Design Validation by Proof Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cold Forming of Austenitic Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cold Forming Of Creep Strength Enhanced Ferritic Steels . . . . . . . . . . . . . . . Maximum Allowable Working Pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Loadings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stress Values for Calculation Formulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Quality Factors for Steel Castings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Weld Joint Strength Reduction Factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cylindrical Components Under Internal Pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Components Under External Pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dished Heads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stayed Dished Heads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Unstayed Flat Heads and Covers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Openings and Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Openings in Shells, Headers, and Dished Heads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Compensation Required for Openings in Shells and Dished Heads . . . . . . . . Flanged‐in Openings in Formed Heads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii

xii xiv xvi xvi xvii xix xxxiv xxxvi xliii xlvii 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 3 3 6 7 8 9 9 9 9 10 10 10 10 10 13 13 13 15 15 19 21 22 23 26 26 27 28

PG-35 PG-36 PG-37 PG-38 PG-39 PG-42 PG-43 PG-44 PG-46 PG-47 PG-48 PG-49 PG-52 PG-53 PG-55 PG-58 PG-59 PG-60 PG-61 PG-67 PG-68 PG-69 PG-70 PG-71 PG-72 PG-73 PG-75 PG-76 PG-77 PG-78 PG-79 PG-80 PG-81 PG-82 PG-90 PG-91 PG-93 PG-99 PG-101 PG-104 PG-105 PG-106 PG-107 PG-108 PG-109 PG-110 PG-111 PG-112

Compensation Required for Openings in Flat Unstayed Heads and Flat Stayed Plates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Limits of Metal Available for Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Strength of Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Compensation for Multiple Openings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Methods of Attachment of Pipe and Nozzle Necks to Vessel Walls . . . . . . . . General Requirements for Fittings, Flanges, and Valves . . . . . . . . . . . . . . . . . Nozzle Neck Thickness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inspection Openings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stayed Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Staybolts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Location of Staybolts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dimensions of Staybolts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ligaments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ligaments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Supports and Attachment Lugs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Boiler External Piping and Boiler Proper Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . Outlets and External Piping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Application Requirements for the Boiler Proper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Design and Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Design and Application Requirements for Miscellaneous Pipe, Valves, and Fittings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Feedwater Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Overpressure Protection Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Boiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Superheater and Reheater . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Certification of Capacity of Pressure Relief Valves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Capacity of Pressure Relief Valves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mounting of Pressure Relief Valves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Operation of Pressure Relief Valves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Minimum Requirements for Pressure Relief Valves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fabrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cutting Plates and Other Stock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Plate Identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Repairs of Defects in Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tube Holes and Ends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Permissible Out‐of‐Roundness of Cylindrical Shells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tolerance for Formed Heads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Holes for Stays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inspection and Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Qualification of Inspectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Examination and Repair of Flat Plate in Corner Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hydrostatic Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Certification by Stamping and Data Reports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Heating Surface Computation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Certification Marks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stamping of Boilers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Field Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stamping for Field‐Assembled Boilers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stamping of Pressure Piping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stamping of Boiler Pressure Relief Valves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Location of Stampings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Manufacturer’s Data Report Forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

iv

28 31 32 32 32 33 37 37 37 38 38 38 38 41 43 43 43 49 50 50 53 54 54 57 58 65 65 68 68 72 72 72 72 73 73 73 73 73 73 73 75 75 75 76 76 76 77 79 81 82 82 82 83 83

PG-113 Part PW PW-1 PW-5 PW-8 PW-9 PW-10 PW-11 PW-13 PW-14 PW-15 PW-16 PW-19 PW-26 PW-27 PW-28 PW-29 PW-31 PW-33 PW-34 PW-35 PW-36 PW-38 PW-39 PW-40 PW-41 PW-42 PW-43 PW-44 PW-46 PW-47 PW-48 PW-49 PW-50 PW-51 PW-52 PW-53 PW-54 Part PR PR-1 PR-2 PR-3 PR-4 PR-5 PR-6 PR-7

Master Data Report Form . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Requirements for Boilers Fabricated by Welding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Design of Welded Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Heat Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Volumetric Examination of Welded Butt Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Head‐to‐Flange Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Openings in or Adjacent to Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Welded Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Minimum Requirements for Attachment Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Welded‐In Stays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fabrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Welding Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Welding Qualification and Weld Records . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Base Metal Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Alignment Tolerance, Shells and Vessels (Including Pipe or Tube Used as a Shell) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Alignment, Tube and Pipe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Finished Longitudinal and Circumferential Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Miscellaneous Welding Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Preheating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Requirements for Postweld Heat Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Repair of Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Circumferential Joints in Pipes, Tubes, and Headers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Joints in Valves and Other Boiler Appurtenances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Loading on Structural Attachments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fabrication Rules for Bimetallic Tubes When the Clad Strength is Included Inspection and Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Check of Welding Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Check of Welder and Welding Operator Performance Qualifications . . . . . . . Check of Heat Treatment Practice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Qualification of Nondestructive Examination Personnel . . . . . . . . . . . . . . . . . Radiographic Examination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ultrasonic Examination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Test Plates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hydrostatic Test . . . . . ....