第 1 节：主要修订执行摘要
概述
美国机械工程师协会（ASME）锅炉及压力容器规范（BPVC）第 VIII 卷第 1 分卷的 2025 年版对有关碳钢和低合金钢焊后热处理（PWHT）要求的 UCS-56 条款进行了重大修订。这些变更并非简单地调整技术参数，而是一次旨在提高清晰度、可用性和技术严谨性的全面重组。本次修订的核心在于将原先冗长、段落式的文本（1）重构为一个逻辑清晰、层次分明、采用小数编号的全新体系（UCS-56.1 至 UCS-56.8）1。此举的主要动机是“为了清晰和易于使用”2。
主要修订内容
本次修订的关键变化可归纳为以下四点：
- 结构重组以提升清晰度：最显著的变化是将 UCS-56 条款完全重组。新的结构为每个主题（如引言、例外、材料要求、程序、加热和冷却速率、保温要求、焊后返修等）分配了独立的、带标题的编号段落。这种模块化的方法极大地提高了规范的可读性和导航性，使用户能够快速定位特定要求，从而降低了因误读或遗漏而导致的风险。
- 引入新的技术指南：2025 年版引入了新的技术建议，其中最引人注目的是在 UCS-56.5 中提出的推荐性最低升温和降温速率。虽然此项规定并非强制性的，但它填补了先前规范中的一个空白，为防止因热梯度过大而导致的结构损伤提供了明确的指导依据 1。
- 替代程序的规范化：新版规范通过引入全新的表格 Table UCS-56-12，正式确立了采用较低温度、较长时间的替代性 PWHT 工艺的合规性 1。这一变化为制造商提供了更大的操作灵活性，使其能够在满足冶金要求的前提下，根据设备、能源和成本等因素优化热处理方案。
- 规则细化与歧义消除：修订版移除了旧版中一些主观性较强的表述，例如在处理异种 P-No. 材料焊接时依赖“工程判断”的要求 1。同时，新版规范明确了程序性要求，例如在最终 PWHT 后的焊接返修流程中，正式将授权检验师（Authorized Inspector）纳入了通知和批准环节，从而加强了对高风险作业的监管 1。
影响声明
总体而言，这些修订对压力容器行业产生了积极而深远的影响。对于制造商、工程师和检验师而言，一个结构更清晰、逻辑性更强的规范意味着更低的学习成本和更少的误解。程序的明确化和灵活性的增加，有助于优化生产流程、降低成本，并确保在关键操作（如焊接返修）中维持最高水平的安全和质量标准。下表总结了 2025 年版 UCS-56 条款中的关键技术和程序性变更。
表 1：UCS-56 条款（2025 年版）关键技术与程序变更摘要
| 变更类别 | 2023 年版 1 | 2025 年版 1 | 主要影响与意义 |
| 结构与格式 | 单一、连续的段落式结构，采用 (a), (b), (c) 等字母编号。 | 模块化、分层级的结构，采用 UCS-56.1, UCS-56.2 等小数编号，并带有明确的标题。 | 显著提高了可读性、可导航性和易用性，降低了误解风险，符合 ASME 规范现代化的大趋势 2。 |
| 升温/降温速率 | 仅规定了最高升温/降温速率，以防止热冲击。 | 引入了推荐性的最低升温/降温速率：100∘F/hr (56∘C/h)，以避免在复杂结构中因加热过慢产生过大的热梯度。 | 提供了防止因温差过大导致结构变形或损坏的技术指导，将行业最佳实践编入规范。 |
| 异种材料焊接 | 规定在焊接不同 P-No. 组别的压力部件时，应运用“工程判断”来选择 PWHT 参数。 | 删除了“工程判断”的提法。要求遵循更具确定性的规则，通常是采用要求较高 PWHT 温度的材料所对应的参数。 | 移除了主观性和模糊性，促使工程师采用更严格、可验证的程序，通常需遵循 ASME 第 IX 卷的规定或“就高不就低”的原则，提高了工艺的一致性和可靠性 5。 |
| 替代 PWHT 工艺 | 在 Table UCS-56.1 中提供了替代方案。 | 引入新的 Table UCS-56-12 来规定替代的低温、长时 PWHT 工艺，并在正文中多次引用。 | 为替代工艺提供了更正式、更突出的地位，给予制造商在处理大型、复杂或对温度敏感的设备时更大的工艺灵活性和成本优化空间 7。 |
| 焊后返修审批 | 要求制造商在返修前通知“用户或其指定代理人”并获得接受。 | 要求制造商通知“用户或授权检验师（Authorized Inspector）”并获得接受。 | 将最终 PWHT 后的返修从一个制造商与客户间的协议，提升为一个需要第三方授权检验机构正式监督的规范符合性步骤，显著加强了对这一高风险操作的质量控制和监管。 |
第 2 节：焊后热处理（PWHT）的冶金学原理
要深刻理解 ASME 规范中关于焊后热处理（PWHT）的复杂规定，首先必须掌握其背后的基础冶金学原理。PWHT 并非一个孤立的工序，而是一系列旨在恢复和改善焊接接头性能的精密热力学过程。规范中的每一条要求，无论是温度、时间还是升降温速率，都直接关联到焊接后材料内部的应力状态和微观组织结构。
PWHT 的核心目标
PWHT 主要旨在实现三大冶金学目标，这些目标共同作用，以确保焊接结构在使用过程中的安全性和耐久性。
- 残余应力降低：焊接过程的本质是局部、快速的加热和冷却。这种剧烈的温度变化导致材料在焊接区域及其附近发生不均匀的热胀冷缩，从而在结构内部产生巨大的残余应力。在高度约束的情况下，这些应力的峰值可以接近材料的屈服强度 8。如此高的拉伸残余应力是极其有害的，它会显著增加结构发生脆性断裂的风险，并可能引发应力腐蚀开裂（SCC）9。PWHT 通过将构件整体或局部加热到一个足够高的温度（但低于材料的相变点），使材料的屈服强度显著降低。在高温下，原有的高残余应力超过了材料此时的屈服极限，通过微观的蠕变和塑性变形得以松弛和重新分布。最终，在缓慢冷却后，结构内部的残余应力水平被大幅降低到一个安全范围内。
- 微观组织回火：焊接热循环中的快速冷却过程，尤其是在中高碳钢和低合金钢中，容易在焊缝金属及热影响区（HAZ）形成硬而脆的非平衡组织，如马氏体和贝氏体 11。这些组织虽然硬度高，但韧性和塑性极差，是焊接接头中的薄弱环节。PWHT 的过程实质上是对这些淬硬组织进行一次回火处理。在保温阶段，过饱和固溶的碳原子会析出，形成弥散分布的碳化物，同时基体组织得以回复和再结晶。这个过程能够有效降低硬度，恢复材料的韧性和塑性，从而改善焊接接头的综合力学性能 8。
- 氢的逸出与扩散：在焊接过程中，来自焊条药皮、保护气体或环境中水分的氢原子可能溶解并残留在焊缝金属中。这些氢原子在应力集中区域（如裂纹尖端或夹杂物周围）聚集，会引起材料的氢脆，并可能导致延迟开裂，即氢致开裂（HIC）。这对于厚板或高强度钢的焊接尤其危险 9。PWHT，即使是在相对较低的温度下进行（通常称为“氢烘烤”），也能显著提高氢原子在钢中的扩散速率，使其能够从材料内部逸出到大气中。通过有效去除有害的扩散氢，PWHT 极大地降低了发生氢致开裂的风险。
PWHT 规则演变的背景
理解 ASME 规范演变的深层原因至关重要。研究表明，ASME 规范中许多早期的 PWHT 规则是基于上世纪中叶的钢铁材料制定的 13。当时的钢材普遍含碳量较高，且缺乏现代的韧性指标要求。这些老式钢材的可焊性较差，焊接后产生脆性组织的倾向性强，因此，进行 PWHT 几乎是确保焊接结构安全的普遍性强制要求。
然而，随着现代炼钢技术，如真空脱气、微合金化和热机械控制处理（TMCP）的飞速发展，如今的钢材在化学成分纯净度、韧性和可焊性方面都已今非昔比 13。现代钢材通常具有更低的碳当量、更高的缺口韧性和更强的抗开裂能力。在这种背景下，若仍然僵化地将为老式钢材制定的 PWHT 规则应用于这些高性能材料，不仅可能导致不必要的制造成本和时间消耗，在某些情况下甚至可能对材料性能产生不利影响（例如，在某些敏化温度区长时间停留可能降低不锈钢的耐腐蚀性）13。
因此，ASME 规范委员会持续对 PWHT 要求进行修订，其根本动力是使规范与材料科学的进步保持同步。提供更多的豁免条款、引入基于韧性评估的豁免路径、以及增加替代性工艺（如低温长时 PWHT）的选项，都是这一科学驱动的演变过程的体现。2025 年版对 UCS-56 的修订，正是这一宏观趋势下的具体实践，旨在使规范更加科学、合理，并更好地适应现代工程材料的特性。
第 3 节：结构重组：可读性的范式转变
2025 年版 UCS-56 条款最直观、影响最深远的变化，莫过于其彻底的结构重组。这一变化超越了简单的文字编辑，代表了 ASME 在规范编写理念上的一次现代化转型，其核心目标是大幅提升规范的清晰度和用户友好性。
从段落式到层级化的转变
在 2023 年及更早的版本中，UCS-56 是一个单一、冗长的段落，其内部逻辑通过 (a), (b), (c) 等字母进行划分 1。这种格式使得信息密度极高，用户为了查找一个特定的要求，例如关于焊后返修的规定，可能需要通读整个章节，这不仅效率低下，而且很容易遗漏嵌套在长句中的关键细节。
相比之下，2025 年版将这一庞大的段落拆解为八个逻辑独立的、带有明确标题和编号的子章节 1：
- UCS-56.1 引言 (Introduction)
- UCS-56.2 例外 (Exceptions)
- UCS-56.3 材料要求 (Material Requirements)
- UCS-56.4 程序 (Procedure)
- UCS-56.5 加热和冷却速率要求 (Heating and Cooling Rate Requirements)
- UCS-56.6 保温要求 (Soak Requirements)
- UCS-56.7 PWHT 后的焊接返修 (Welded Repairs after PWHT)
- UCS-56.8 电容放电或电阻焊 PWHT 要求 (Capacitance Discharge or Electrical Resistance Welding PWHT Requirements)
这种全新的层级化、模块化结构带来了显而易见的优势。用户现在可以像查阅技术手册的目录一样，通过标题直接跳转到自己关心的主题。例如，当需要处理焊后返修问题时，可以直接翻到 UCS-56.7，该章节内包含了所有相关的要求，从通用规定到材料特定要求，再到检验和压力测试，逻辑清晰，一目了然。这种结构上的优化，从根本上降低了规范的认知负荷，减少了因信息查找困难而导致的误解和错误。
更宏大的背景：ASME 的“重塑”计划
UCS-56 条款的重组并非孤立事件，而是 ASME 一项更宏大的长期战略——“重塑计划”（Reshape Project）的缩影 4。ASME 第 VIII 卷第 1 分卷作为一部拥有近百年历史的规范，在其发展过程中经历了无数次的修订和增补，这使得其部分章节的结构变得复杂，对新用户不够友好 14。
为了应对这一挑战，ASME 启动了“重塑”计划，旨在对规范进行现代化改造。该计划的核心目标包括：
- 采用扁平化、模块化的结构：将复杂的段落拆分为逻辑清晰的模块，正如在 UCS-56 中所见。
- 协调不同分卷间的通用规则：识别并统一在第 VIII 卷不同分卷（如 Div. 1 和 Div. 2）中共通的规则，将它们集中存放，并通过交叉引用的方式进行调用 4。这不仅可以避免不同分卷间规则不一致的问题，还能更有效地利用志愿者专家的资源。
UCS-56 的重构正是这一计划的典型范例，它将一个传统的、一体化的段落，转变成了一个现代的、模块化的规范文本。对于规范使用者而言，理解这一趋势至关重要。这意味着未来将会看到更多类似 UCS-56 的结构性修订，以及更多在不同规范分卷之间的交叉引用。虽然短期内可能需要适应新的结构，但从长远来看，一个更加集成、逻辑一致的规范体系将更加强大、易于维护，并最终提升整个行业的工程质量和安全性。
新旧版本条款对照
为了帮助长期使用旧版规范的工程师、检验师和技术人员顺利过渡，下表提供了一份详细的 2023 年版与 2025 年版 UCS-56 条款的对应关系。这张“翻译地图”能够帮助用户快速找到熟悉规定在新版本中的位置，确保工作的连续性和准确性。
表 2：UCS-56 条款新旧版本（2023 vs. 2025）对照表
| 2023 年版条款 1 | 对应 2025 年版条款 1 | 备注 |
| UCS-56(a), 第 1 段 | UCS-56.1 Introduction | 总体介绍，强调需遵循第九卷进行工艺评定。 |
| UCS-56(a), 第 2 段 | UCS-56.1(a), UCS-56.1(b) | 将 PWHT 的通用要求和公称厚度的定义分开，逻辑更清晰。 |
| UCS-56(a), 第 3 段 | UCS-56.1(c) | 将不允许豁免的条件以列表形式呈现，提高了可读性。 |
| UCS-56(a), 第 4-6 段 | UCS-56.3(b), UCS-56.3(c), UCS-56.3(d) | 将与特定材料（电渣焊、气电焊、P-No. 1）相关的要求集中到新的“材料要求”章节。 |
| UCS-56(a), 第 7-8 段 | UCS-56.3 | 将材料分组的引用和 P-No. 冲突时的处理原则归入“材料要求”章节。 |
| UCS-56(b) | UCS-56.2 Exceptions | 将例外情况（允许超温超时、中间热处理、累计保温时间）重组为三个独立的点。 |
| UCS-56(c), 第 1 段 | (已删除) | 删除了关于异种 P-No. 材料焊接需“工程判断”的模糊规定。 |
| UCS-56(c), 第 2 段 | UCS-56.3(a) | 将非受压件焊接到受压件的 PWHT 温度控制原则移至“材料要求”章节。 |
| UCS-56(d), 介绍句 | UCS-56.4 Procedure | 成为新的“程序”章节的引言。 |
| UCS-56(d)(1) | UCS-56.4(a) | 关于炉内初始温度的要求。 |
| UCS-56(d)(2) | UCS-56.5.1 Heating Rate | 关于加热速率和加热期间温差控制的要求。 |
| UCS-56(d)(3) | UCS-56.6 Soak Requirements | 关于保温（均热）阶段的要求。 |
| UCS-56(d)(4) | UCS-56.4(b), UCS-56.4(c) | 关于炉内气氛控制和防止火焰直射的要求。 |
| UCS-56(d)(5) | UCS-56.5.2 Cooling Rate | 关于冷却速率和冷却期间温差控制的要求。 |
| UCS-56(e), 第 1 段 | UCS-56.7 Welded Repairs after PWHT | 成为新的“PWHT 后的焊接返修”章节的引言。 |
| UCS-56(e), 第 2-3 段 | UCS-56.7, UCS-56.7.1 | 阐述了免除再次 PWHT 的条件和不适用范围。 |
| UCS-56(e)(1) | UCS-56.7.1(a) | 关于返修前通知和记录的要求，修改了通知对象。 |
| UCS-56(e)(2) | UCS-56.7.2.1(a), UCS-56.7.2.2(a) | 将不同材料的返修深度限制分别归入各自的材料特定要求中。 |
| UCS-56(e)(3) | UCS-56.7.1(b) | 关于坡口无损检测的要求。 |
| UCS-56(e)(4) | UCS-56.7.1(c) | 成为新的“通用要求”下的子章节，涵盖焊接工艺和耗材要求。 |
| UCS-56(e)(4)(-a) | UCS-56.7.1(c)(1) | 允许的焊接工艺列表，增加了工艺缩写。 |
| UCS-56(e)(4)(-b) | UCS-56.7.2.1(b) | P-No. 1 材料返修的预热要求。 |
| UCS-56(e)(4)(-c) | UCS-56.7.2.2 | P-No. 3 材料返修的半焊道/回火焊道技术要求。 |
| UCS-56(e)(5) | UCS-56.7.3 Inspection | 关于返修后无损检测的要求。 |
| UCS-56(e)(6) | UCS-56.7.4 Pressure Testing | 关于返修后压力测试的要求。 |
| UCS-56(g) | UCS-56.8 | 关于电容放电或电阻焊连接热电偶的要求。 |
第 4 节：逐条比较分析
本节将对 2025 年版 UCS-56 的新结构进行逐条深入分析，并与 2023 年版的相应内容进行细致比较，以揭示其在逻辑组织和技术表述上的改进。
4.1 引言 (UCS-56.1) vs. (UCS-56(a))
新的 UCS-56.1 章节整合了旧版 UCS-56(a) 段落中的介绍性内容。其核心技术前提——即在应用本条款前，必须先根据 ASME 第 IX 卷的要求完成焊接工艺评定——保持不变。然而，新版本的组织方式更为清晰。它将不允许豁免 PWHT 的三种强制性情况（即 UCS-68 中规定的服务要求、厚度大于 1/8 in. (3 mm) 的铁素体材料采用电子束焊，以及特定 P-No. 材料采用惯性或连续驱动摩擦焊）从一大段文字中提取出来，以编号列表 (c)(1), (c)(2), (c)(3) 的形式呈现 1。这种格式上的改变，使得这些关键的限制条件一目了然，极大地降低了被忽略的风险。此外，关于确定 PWHT 要求时所用“公称厚度”的定义和引用（指向 UW-40(f)），也被移至一个独立的子段落
(b) 中，进一步增强了逻辑的条理性。
4.2 例外 (UCS-56.2) vs. (UCS-56(b))
新的 UCS-56.2 章节是对旧版 UCS-56(b) 的直接重组。旧版将三个不同的例外情况——允许使用超过最小值的保温温度和/或时间、中间热处理无需遵循最终热处理要求、保温时间可以累积计算——融合在一个段落中。新版本则将这三点清晰地分列为 (a), (b), (c) 三个独立的子段落 1。虽然这一改动没有引入任何新的技术内容，但其在结构上的优化使得每一条例外规则都更加明确，便于使用者快速理解和应用。
4.3 材料要求 (UCS-56.3) vs. (UCS-56(a), (c))
UCS-56.3 是一个全新设立的章节，其巧妙之处在于将原先散落在 UCS-56(a) 和 (c) 中与特定材料或焊接工艺相关的规定，逻辑性地整合到了一起。它包含了：
- 从旧版 UCS-56(a) 中移入的，关于电渣焊和气电焊在特定厚度下必须进行晶粒细化（奥氏体化）处理的强制要求。
- 同样从旧版 UCS-56(a) 中移入的，针对 P-No. 1 材料在奥氏体化范围内进行 PWHT 时，可不受常规升降温速率限制的特殊规定。
- 从旧版 UCS-56(c) 中移入的，关于非受压件焊接到受压件时，应以受压件的 PWHT 温度为准的控制原则。
通过创建这个专门的“材料要求”章节，新版规范将所有与材料特性直接相关的 PWHT 规定集中管理，形成了一个逻辑内聚的单元，极大地便利了用户在处理特定材料时查找相关要求。
4.4 程序 (UCS-56.4) vs. (UCS-56(d))
新的 UCS-56.4 章节精简并聚焦于使用加热炉进行 PWHT 时的通用程序性要求。它从旧版 UCS-56(d) 的第 (1) 和 (4) 子段中，提取出了三个核心操作规程：
- 容器或部件入炉时，炉温不得超过 800∘F (425∘C)。
- 在加热和保温期间，必须控制炉内气氛以避免过度氧化。
- 加热炉的设计必须能防止火焰直接冲击到容器表面。
将这些通用的炉处理程序独立成章，使得后续的 UCS-56.5 和 UCS-56.6 可以更专注于热处理曲线本身的技术参数（速率和保温），从而使整个规范的逻辑流更加顺畅。
4.5 加热和冷却速率要求 (UCS-56.5) vs. (UCS-56(d))
这是结构上和技术上都有重要更新的章节。UCS-56.5 将原先混合在 UCS-56(d) 中的升降温规定，拆分为两个独立的、结构对称的子章节：UCS-56.5.1 加热速率 (Heating Rate) 和 UCS-56.5.2 冷却速率 (Cooling Rate)。这种划分使得对加热和冷却这两个不同阶段的要求一目了然。更重要的是，该章节在引言部分增加了一句关键的技术建议，即“加热和冷却的速率不应低于 100∘F/hr (56∘C/h)”1。这一新增内容将在第 5.1 节中进行深入的技术分析。
4.6 保温要求 (UCS-56.6) vs. (UCS-56(d)(3))
新的 UCS-56.6 章节专门用于阐述热处理过程中的“保温”（或称“均热”）阶段。它清晰地规定了容器或部件必须在指定温度下保持足够的时间，并明确了在保温期间，被加热区域内最高与最低温度之差不得超过 150∘F (83∘C) 的要求。此章节的一个关键更新是，它正式引入了对新表格 Table UCS-56-12 的引用，指明了当允许并采用替代性 PWHT 工艺时，应遵循该表格的规定 1。
4.7 PWHT 后的焊接返修 (UCS-56.7) vs. (UCS-56(e))
这是本次修订中重组最彻底、对实践指导意义最大的章节之一。旧版的 UCS-56(e) 是一个信息极其密集的长段落，包含了从返修条件、材料限制、操作技术到检验测试的所有内容，阅读和理解都相当困难。新的 UCS-56.7 将其分解为一个逻辑清晰、层次分明的多级结构，包括：
- UCS-56.7.1 通用要求 (General Requirements)
- UCS-56.7.2 材料特定要求 (Material Specific Requirements)，并进一步细分为 P-No. 1 和 P-No. 3 材料。
- UCS-56.7.3 检验 (Inspection)
- UCS-56.7.4 压力测试 (Pressure Testing)
这种结构使得执行这项复杂且高风险的操作时，可以按部就班地遵循规范要求。此外，UCS-56.7.1(a) 中关于通知方的措辞发生了关键变化，从“用户或其指定代理人”变更为“用户或授权检验师”1，其深远影响将在第 5.4 节中详细讨论。同时，在
UCS-56.7.1(c)(1) 中列出允许的焊接工艺时，新增加了行业标准的缩写（如 SMAW, GTAW），这是一个虽小但有助于提高清晰度的改进。
4.8 电容放电或电阻焊 (UCS-56.8) vs. (UCS-56(g))
此章节是对旧版 UCS-56(g) 的直接重新编号，内容完全一致。它规定了使用电容放电或电阻焊方法安装裸线热电偶时，在满足特定条件（如能量输出限制）下可免除 PWHT 的要求。新版本仅在格式上做了一些微调，将要求以 (a), (b), (c) 列表的形式呈现，使其更易于阅读。
第 5 节：主要技术修订及其影响分析
2025 年版的修订不仅限于结构优化，还包含了几项重要的技术性更新和澄清。这些变化反映了 ASME 委员会对工程实践中遇到的具体问题的回应，旨在提高规范的安全性、实用性和严谨性。
5.1 新增最低升/降温速率建议 (UCS-56.5)
变更内容：2025 年版规范在 UCS-56.5 中引入了一句新的指导性陈述：“加热和冷却的速率不应低于 100∘F/hr (56∘C/h)。然而，考虑到封闭的腔室和复杂结构，可能需要降低加热和冷却速率……以避免因过大的热梯度而造成的结构损坏。”1。
技术分析与影响：
长期以来，ASME 规范一直通过规定最高升/降温速率（例如，不超过 400∘F/hr 除以厚度）来防止因加热或冷却过快而产生的热冲击 11。这种快速的温度变化会在厚壁部件的表层和芯部之间产生巨大的温差，从而引发高应力。然而，规范此前并未对
最低速率做出规定，这在处理大型、几何形状复杂的压力容器时，构成了一个潜在的风险。
加热或冷却过程如果进行得过于缓慢，尤其是在一个包含不同厚度截面（如厚法兰连接到薄壳体）的复杂结构中，会导致不同部位之间的温差（即热梯度）长时间维持在一个较高水平。由于不同部位的热膨胀或收缩程度不同，这种持续存在的热梯度会引起结构内部产生巨大的内应力，可能导致永久性的变形（翘曲）甚至开裂 15。
新增加的“不应低于 100∘F/hr”这一建议，正是为了解决这个问题。它为工程实践提供了一个基准，旨在确保整个构件能够在一个合理的时间内均匀地升温或降温，从而最大限度地缩短构件在高热梯度状态下暴露的时间。这实际上是将行业内早已存在的、针对复杂结构的成熟操作经验，以规范语言的形式进行了确认。
对实践的启示：尽管“不应”（should）一词表明这并非一项强制性（shall）要求，但它代表了 ASME 委员会的强烈推荐。工程师在编制 PWHT 工艺规程时，应将此建议作为重要的参考依据。当审查热处理方案时，这项规定为拒绝那些可能因加热过慢而损害设备完整性的工艺提供了规范层面的支持。
5.2 关于异种 P-No. 材料焊接的指南 (删除 UCS-56(c))
变更内容：2023 年版规范中的 UCS-56(c) 条款规定：“当两种不同 P-No. 组别的压力部件通过焊接连接时，应运用工程判断来选择焊后热处理的温度和保温时间……”1。在 2025 年版中，这一条款被完全删除。
技术分析与影响：
在规范制定中，删除一个允许主观判断的条款，通常意味着委员会意图收紧相关要求，使其更加规范化和可验证。“工程判断”是一个定义模糊的术语，在实际应用中可能导致对关键的异种金属焊接接头采用截然不同的热处理方案，从而带来质量和安全上的不确定性。
ASME 规范体系的其他部分，特别是第九卷《焊接、钎焊和熔焊评定》，为异种金属焊接的工艺评定提供了更为明确和严格的规定 16。此外，在工程实践中，处理异种钢焊接的 PWHT 时，一个长期遵循的保守且可靠的原则是：采用两种材料中要求较高 PWHT 温度和相应保温时间的工艺参数 5。
通过删除 UCS-56(c) 中关于“工程判断”的表述，ASME 实际上是在引导使用者遵循更为严格和确定性的路径。这消除了一个潜在的“捷径”或“漏洞”，促使工程师必须通过以下方式之一来确定 PWHT 工艺：
- 遵循“就高不就低”的原则，直接采用对热处理要求更苛刻的材料所对应的 PWHT 参数。
- 根据 ASME 第九卷的要求，进行专门的焊接工艺评定试验，通过试验结果来验证一个特定的（例如，介于两者之间的）PWHT 工艺参数的有效性。
对实践的启示：工程师在编制涉及异种 P-No. 材料焊接的 WPS 时，不能再简单地以“依据工程判断”作为 PWHT 参数的制定依据。他们必须明确地定义、评定并记录所采用的 PWHT 周期。这将推动行业在处理此类复杂焊接接头时，采取更加科学和严谨的态度。
5.3 引入 Table UCS-56-12：替代性 PWHT
变更内容：2025 年版规范在正文中（如 UCS-56.6）多次引用了一个新的表格——Table UCS-56-12，用于规定替代性的 PWHT 要求 1。虽然该表格的具体内容未在提供的资料中完整展示，但其功能与旧版中的 Table UCS-56.1 以及其他规范（如 ASME B31.3）中的类似表格（7）完全一致，即允许在降低保温温度的条件下，通过延长保温时间来达到等效的热处理效果。
技术基础：这种“温度-时间”置换的做法，其科学基础是固态扩散和蠕变理论，通常可以用 Larson-Miller 参数（LMP）或 Hollomon-Jaffe 参数等时温等效模型来描述。这些模型揭示了材料在高温下的性能变化（如应力松弛、组织演变）是温度和时间的函数。在一定范围内，较低的温度和较长的时间可以产生与较高的温度和较短的时间相同的冶金效果。
对实践的启示：Table UCS-56-12 的引入为制造商提供了至关重要的工艺灵活性。在以下情况中，该表格的应用价值尤为突出：
- 大型或厚壁容器：对于这类设备，将其加热到标准 PWHT 温度（如 1,100∘F）并均匀保持，需要消耗巨大的能源，且对加热设备要求很高。采用较低的温度可以显著节约成本和能源。
- 包含温度敏感元件的设备：某些设备上可能包含对高温敏感的部件（如特定的阀门内件、仪表接口等），无法承受标准的 PWHT 温度 20。此时，采用经规范认可的低温长时方案，可以有效解决这一工艺难题。
- 设备能力限制：现场可能使用的加热设备功率有限，无法快速或稳定地达到较高的目标温度。替代方案为此类情况提供了合规的解决路径。
5.4 焊接返修程序的修订 (UCS-56.7)
变更内容：新版规范对最终 PWHT 后免除再次整体 PWHT 的焊接返修程序进行了系统化的重组。其中，UCS-56.7.1(a) 中关于返修前通知的要求发生了关键性的变化。
技术分析与影响：
2023 年版要求通知“用户或其指定代理人”，而 2025 年版则要求通知“用户或授权检验师（Authorized Inspector, AI）”1。这一看似微小的措辞改动，实际上代表了监管哲学的重大转变。
“指定代理人”通常是用户的合同代表，其关注点可能更侧重于项目进度和商业条款。而“授权检验师”则是由司法管辖区授权、代表授权检验机构（AIA）执行规范符合性验证的独立第三方。AI 的核心职责是确保压力容器的制造过程严格遵守 ASME 规范的各项要求，并最终负责授权打上 ASME 钢印。
在最终 PWHT 完成后对容器进行焊接，是一项风险极高的操作。规范中描述的半焊道或回火焊道技术，是利用后续焊道的焊接热循环来对前道焊缝及其热影响区进行原位回火的专门技术，其目的是在不进行整体炉内热处理的情况下，获得可接受的接头性能。这项技术的成功与否，高度依赖于精确的工艺控制。
通过将 AI 明确地引入到通知和批准环节，ASME 委员会将这项操作的监管级别从一个简单的“制造商-客户”沟通，提升到了一个需要第三方权威机构介入的、正式的规范符合性控制点。这确保了作为最终质量签证人的 AI，能够在该项高风险操作开始之前，充分了解返修方案的细节，并对其合规性进行审查和确认。
对实践的启示：制造商必须立即更新其质量控制手册和相关程序文件。在计划进行任何依据 UCS-56.7 的焊后返修时，必须将通知 AI 并获得其书面接受作为一个强制性的前置步骤。未能履行这一程序，不仅是违反了新版规范，更有可能直接导致 AI 拒绝为该设备签发数据报告和授权打上钢印，从而引发严重的合同和法律后果。
表 3（流程图）：依据 UCS-56.7 进行免再次 PWHT 的焊后返修决策指南
代码段
graph TD
A --> B{PWHT是否为服务要求(UCS-68)?};
B -- 是 --> C;
B -- 否 --> D{材料是否为P-No. 1或P-No. 3?};
D -- 否 --> C;
D -- 是 --> E{返修深度是否在限制范围内?};
E -- 否 --> C;
E -- 是 --> F{已通知用户和授权检验师(AI)并获得接受?};
F -- 否 --> G[不得进行返修];
F -- 是 --> H[执行返修];
H --> I{材料是P-No. 1?};
I -- 是 --> J;
I -- 否 (P-No. 3) --> K;
J --> L[返修完成];
K --> L;
L --> M;
M --> N{P-No. 3 Gr. 3材料?};
N -- 是 --> O;
N -- 否 --> P;
O --> P;
P --> Q{返修深度 > 3/8 in. (10 mm) 且原焊缝要求RT?};
Q -- 是 --> R;
Q -- 否 --> S[完成所有检验];
R --> S;
S --> T[进行最终的水压试验];
T --> U[结束];
第 6 节：实际应用与实施指南
将 2025 年版 UCS-56 的修订内容转化为实际的工程操作和管理流程，是确保规范有效实施的关键。本节旨在为工程师、质量控制人员和制造商提供一个清晰的行动框架。
6.1 PWHT 决策工作流程
为了系统地应用新版规范，建议工程师在处理每个焊接接头时遵循以下决策流程：
- 步骤 1：确定 PWHT 是否为强制要求
- 厚度检查：首先，根据焊接接头的公称厚度（定义见 UW-40(f)），查阅 Tables UCS-56-1 至 UCS-56-11。如果厚度超过了相应 P-No. 材料所规定的豁免上限，则 PWHT 为强制性要求 1。
- 服务条件检查：核查设计规范和用户要求，确定是否存在强制性的服务要求。例如，根据 UCS-68，用于特定低温服务的容器，或根据 UW-2，用于致死性介质的容器，可能无论厚度如何都必须进行 PWHT 1。
- 特殊工艺检查：确认是否使用了 UCS-56.1(c) 中列出的特殊焊接工艺（如厚板电子束焊、特定材料的摩擦焊），这些工艺会强制要求进行 PWHT。
- 步骤 2：评估豁免条款的适用性
- 如果初步判断 PWHT 是强制性的，请仔细阅读所适用表格（Tables UCS-56-1 至 -11）下方的“GENERAL NOTES”（通用注释）。这些注释中通常包含了针对特定情况的豁免条款。
- 常见的豁免情况包括：小尺寸（如内径不大于 2 in.）接管的连接焊缝、用于连接非受压件的特定尺寸角焊缝、以及在满足特定预热条件下的某些厚度范围的焊缝 22。仔细核对每一个豁免条件，确保完全满足才能应用。
- 步骤 3：选择标准 PWHT 参数
- 如果 PWHT 无法豁免，则从相应的表格中确定最低保温温度。
- 根据焊接接头的公称厚度，计算最低保温时间。通常的计算规则是“每英寸厚度保温 1 小时，且有最低时间限制（如 15 分钟）”23。对于超过特定厚度（如 2 in. 或 5 in.）的焊缝，计算方法可能会有所不同，需严格遵循表格规定。
- 步骤 4：考虑采用替代 PWHT 工艺
- 评估采用标准 PWHT 温度的可行性。如果存在实际困难（如设备限制、能源成本过高、或存在对高温敏感的部件），则应考虑采用替代方案。
- 查阅新的 Table UCS-56-12，根据实际可行的较低温度，查找对应的、经过延长了的最低保温时间 1。选择替代方案必须确保所选的“温度-时间”组合在 Table UCS-56-12 中有明确规定。
- 步骤 5：制定详细的 PWHT 程序
- 入炉温度：明确规定容器或部件进入加热炉时的炉膛温度不得超过 800∘F (425∘C)。
- 升温/降温速率：根据容器壳体或封头的最大金属厚度，计算并规定最高升/降温速率（升温：400∘F/hr/in.；降温：500∘F/hr/in.）。
- 最低速率建议：在程序中加入新版规范的建议，即升/降温速率不应低于 100∘F/hr (56∘C/h)，并注明在处理复杂结构时可根据需要适当降低以控制热梯度。
- 温差控制：明确规定在升温和降温阶段，沿容器任意 15 ft (4.6 m) 长度范围内的温差不得超过 250∘F (140∘C)；在保温阶段，整个加热区域的温差不得超过 150∘F (83∘C)。
- 其他要求：包括炉内气氛控制、防止火焰直射等。
6.2 文件体系与质量控制的更新
为了与 2025 年版规范保持一致，制造商需要对其内部文件体系和质量管理流程进行相应的更新。
- 焊接工艺规程 (WPS)：
- 所有涉及 PWHT 的现有 WPS 都应进行审查。虽然根据 ASME 第 IX 卷，升/降温速率本身并非评定时的基本变量 15，但它们是第 VIII 卷第 1 分卷中强制性的制造要求。
- 最佳实践是将 WPS 更新至反映 2025 年版 UCS-56 的要求，包括明确规定最高升/降温速率的计算方法，并加入关于推荐性最低速率的说明。这有助于指导现场操作人员，并向客户和检验师展示对新版规范的充分理解和遵循。
- 工艺评定记录 (PQR)：
- 对于已有的、有效的 PQR，无需因本次规范修订而重新进行评定。
- 在进行新的工艺评定时，应特别注意 PWHT 参数的设定。如果生产中可能需要进行多次修复性热处理，或者可能采用 Table UCS-56-12 中的替代工艺，那么在评定试件时，应考虑采用能够覆盖这些情况的、更长的总保温时间或更低的保温温度进行热处理，以确保 PQR 的适用范围足够广泛 25。
- 质量控制手册 (Quality Control Manual)：
- 这是必须进行更新的关键文件。手册中关于 PWHT 的章节需要全面修订，以反映 UCS-56 的新结构和新要求。
- 最重要的一项更新是，必须在“焊接返修”程序中明确规定：在进行任何依据 UCS-56.7 的最终 PWHT 后的返修之前，必须书面通知授权检验师（AI），并获得其明确的接受。必须建立相应的表单和流程，以记录这一关键的沟通和批准环节。
6.3 案例场景分析
- 场景 A：制造一台厚的 P-No. 1 材料压力容器
- 情况：一台壳体厚度为 3 in. 的 SA-516 Gr. 70 (P-No. 1, Gr. 2) 压力容器。
- 应用：
- PWHT 强制性：根据 Table UCS-56-1，P-No. 1 材料厚度超过 121 in. (38 mm) 时，PWHT 是强制性的。3 in. 远超此限值。
- 参数选择：从 Table UCS-56-1 查得，最低保温温度为 1,100∘F (595∘C)。计算最低保温时间：对于 2 in. 至 5 in. 厚度，时间为“2 小时 + 每超过 2 in. 的部分增加 15 分钟/英寸”。因此，保温时间 = 2 hr+(3−2) in.×15 min/in.=2 hr 15 min。
- 速率计算：最高升温速率 = 400∘F/hr÷3 in.≈133∘F/hr。最高降温速率 = 500∘F/hr÷3 in.≈167∘F/hr。同时，应遵循不低于 100∘F/hr 的建议。
- 文件记录：WPS 和热处理工艺卡上需明确上述所有参数，热处理记录曲线必须完整显示整个过程，并由质量控制部门和 AI 审查。
- 场景 B：对 P-No. 3 材料的接管进行焊后返修
- 情况：一台已完成最终 PWHT 的 P-No. 3 材料容器，其一个 5/8 in. (16 mm) 厚的接管角焊缝发现缺陷需要返修。PWHT 并非服务要求。
- 应用：
- 适用性判断：返修深度（假定为 1/2 in.）未超过 UCS-56.7.2.2(a) 规定的 5/8 in. (16 mm) 上限。材料为 P-No. 3，符合条件。
- 审批流程：制造商必须编制详细的返修方案，并正式提交给用户和授权检验师（AI）。在收到双方的书面接受文件前，绝对不能开始任何返修工作。此沟通记录需存档。
- 工艺执行：严格遵循 UCS-56.7.2.2 中详述的半焊道/回火焊道技术。包括：
- 预热并维持最低 350∘F (175∘C) 的温度。
- 控制最高道间温度不超过 450∘F (230∘C)。
- 第一层焊道使用小直径焊条，然后打磨掉约一半厚度。
- 后续焊道采用特定方式堆焊以实现回火效果。
- 焊接完成后，在 400∘F 至 500∘F (205∘C 至 260∘C) 的温度下保温至少 4 小时。
- 检验与测试：返修区域冷却至环境温度后，进行磁粉（MT）或渗透（PT）检测。之后，必须按规定进行最终的水压试验。
- 场景 C：利用 Table UCS-56-12
- 情况：一个大型、结构复杂的 P-No. 1 容器，由于其巨大的热容量和复杂的几何形状，现场的加热设备难以在合理时间内将其均匀加热并稳定保持在 1,100∘F。
- 应用：
- 评估替代方案：制造商确定将温度稳定保持在 1,050∘F 更为可行和经济。
- 查阅表格：查阅 Table UCS-56-12（或旧版的 Table UCS-56.1），找到将保温温度从 1,100∘F 降低 50∘F 至 1,050∘F 时，所需的保温时间乘数。通常，温度每降低 50∘F，保温时间需要加倍。
- 计算新时间：假设原标准保温时间为 2 小时。新的最低保温时间将是 2 hr×2=4 hr。
- 程序制定：在 PWHT 程序中明确采用替代工艺，注明保温温度为 1,050∘F，保温时间为 4 小时，并引用 Table UCS-56-12 作为依据。该程序需得到客户和 AI 的批准。
第 7 节：结论与未来展望
结论
对 ASME BPVC 第 VIII 卷第 1 分卷 UCS-56 条款的 2025 年版修订进行全面分析后，可以得出结论：这不仅是一次例行的更新，更是一次旨在提升规范现代化水平和实用性的重要飞跃。本次修订的核心价值体现在以下几个方面：
- 清晰度与易用性的革命性提升：通过从段落式到模块化层级结构的彻底重组，新版规范极大地降低了使用者的认知门槛和误读风险。这种以用户为中心的设计理念，使得规范的查询和应用变得前所未有的直观和高效。
- 技术严谨性的增强：新版规范通过删除“工程判断”等模糊表述，并引入推荐性最低升降温速率等技术指南，填补了旧版的空白，使规范的要求更加科学、明确和可执行。这有助于统一行业实践，减少因主观解释不同而导致的质量差异。
- 操作灵活性的增加：通过正式引入并突出 Table UCS-56-12 替代性热处理工艺，规范在坚持严格的冶金学原则基础上，赋予了制造商更大的工艺选择空间。这使得制造商能够根据实际情况，在保证安全和质量的前提下，优化成本、工期和能源消耗。
- 质量监督的强化：将授权检验师（AI）正式纳入最终 PWHT 后返修的审批流程，是本次修订在加强质量控制方面迈出的关键一步。它确保了对高风险、非标准操作的第三方监督，从而为压力容器的最终完整性提供了更坚实的保障。
综上所述，2025 年版的 UCS-56 条款通过结构优化、技术细化、增加灵活性和强化监管，成功地在确保安全、提升质量和适应现代工程需求之间取得了出色的平衡。
未来展望
UCS-56 的修订并非终点，而是 ASME 规范持续演进过程中的一个重要里程碑。它清晰地揭示了未来规范发展的几个主要趋势：
- 持续的现代化与模块化：可以预见，ASME 将继续推进其“重塑”计划，对规范的其他部分进行类似的结构性改革。一个更加模块化、逻辑清晰的规范体系将是未来的发展方向。
- 跨分卷的协调与统一：为了消除冗余和不一致，不同规范分卷（如第 VIII 卷的 Div. 1, Div. 2 和 Div. 3）之间的通用规则将会被进一步整合。用户需要适应更多的交叉引用，并将整个 ASME 第 VIII 卷视为一个更加内聚的整体。
- 基于性能和风险的规范制定：随着材料科学和分析技术（如有限元分析）的进步，未来的规范可能会更多地从“基于规则”（rule-based）向“基于性能”（performance-based）和“基于风险”（risk-based）的方法演变。这意味着规范可能会提供更多的选项，允许制造商通过更高级的分析和测试来证明替代性设计或制造方法的安全性，而不是仅仅遵循预设的尺寸或工艺参数。
对于压力容器行业的所有从业者而言，紧跟规范的演进趋势，不仅是满足合规性的基本要求，更是利用最新工程科学成果来提升设计、制造和检验水平，从而在确保安全的同时，实现更高效率和经济性的关键所在。持续学习和深入理解规范背后的原理，将是未来工程师和技术专家不可或缺的核心竞争力。