附錄A中列有常用鋼(gang)管(guan)、鋼(gang)板、螺栓(shuan)、鋼(gang)鍛件、鑄鐵和某些有色金屬管(guan)材料的(de)(de)機械性(xing)能資料。表中還列有某些材料在各(ge)種設(she)計溫度下(xia)的(de)(de)許用應(ying)力(li)值。上述(shu)資料數據主要取自現行(xing)的(de)(de)國家(jia)標準，詳見各(ge)表格。下(xia)面對編制依(yi)據作幾點(dian)說明。
許用應(ying)力(li)(li)(li)是按材料的(de)(de)力(li)(li)(li)學(xue)性能除以相應(ying)的(de)(de)安(an)全系數(shu)而得，但安(an)全系數(shu)的(de)(de)取定與諸多因素有關(guan)，例如材料性能、荷載(zai)、設(she)計(ji)方法、質量管(guan)理(li)水平(ping)、操作使用經驗等，是一個比較復雜的(de)(de)課題，很難用很少的(de)(de)人(ren)力(li)(li)(li)，在很短(duan)的(de)(de)時間內，制(zhi)訂一個專用的(de)(de)系列(lie)。
近來國(guo)(guo)內外的(de)(de)標(biao)準(zhun)和規范中采用(yong)的(de)(de)安全(quan)系(xi)數不盡相同，而(er)且(qie)隨著(zhu)時(shi)間(jian)的(de)(de)推移和科學技術的(de)(de)進步，還在(zai)不斷的(de)(de)修訂。下面著(zhu)重介(jie)紹一(yi)些工業發(fa)達(da)國(guo)(guo)家(jia)、國(guo)(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)組織(zhi)和我(wo)國(guo)(guo)的(de)(de)有關標(biao)準(zhun)或規范在(zai)安全(quan)系(xi)數取(qu)定準(zhun)則(ze)方(fang)面的(de)(de)情況(kuang)，供使(shi)用(yong)參考。
根據日本(ben)鍋(guo)爐(lu)協會(hui)副(fu)會(hui)長(chang)野原石松先(xian)生在第(di)244號《鍋(guo)爐(lu)研究》中(zhong)撰寫的(de)“國外(wai)鍋(guo)爐(lu)、壓力(li)容器結構規(gui)范動向”中(zhong)提到的(de)，某些國家(jia)和(he)組織在1990年10月以前，確(que)定(ding)軋制碳(tan)素鋼許用(yong)(yong)應力(li)所采用(yong)(yong)的(de)安全系(xi)數詳見本(ben)附錄A說明表(biao)1。
根據美(mei)國(guo)管道規范 ASME B31.3（原名“Chemical plant and petroleum refinery piping”新(xin)版改名“Process piping”）中(zhong)提(ti)出的確(que)定金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)許用應力值的準則(ze)如下∶
1. 在設計溫度下的(de)螺栓材料設計應(ying)力值不應(ying)超過下列的(de)最小值∶
①. 除了下(xia)列③的規定外，取1/4的常(chang)溫下(xia)規定的最小抗拉強度（SMTS）和1/4的設計溫度下(xia)的抗拉強度的較小者；
②. 除了下(xia)列③的(de)規(gui)定外(wai)，取2/3的(de)常(chang)溫下(xia)規(gui)定的(de)最小(xiao)屈服強度(du)(du)(du)（SMYS）和2/3的(de)設(she)計溫度(du)(du)(du)下(xia)的(de)屈服強度(du)(du)(du)的(de)較小(xiao)者(zhe)；
③. 在蠕變范(fan)圍以(yi)下的(de)溫度(du)(du)時，對(dui)于已經熱處理或應(ying)變硬化(hua)而使(shi)強(qiang)度(du)(du)有所提高(gao)的(de)螺栓材(cai)料(liao)，取(qu)(qu)1/5的(de)常溫下規定(ding)的(de)最(zui)小抗拉強(qiang)度(du)(du)（SMTS）和1/4的(de)常溫下規定(ding)的(de)最(zui)小屈服強(qiang)度(du)(du)（SMYS）的(de)較(jiao)小者（除非這些數值小于退火材(cai)料(liao)的(de)相應(ying)值，則此時應(ying)取(qu)(qu)退火的(de)數值）
④. 取(qu)在(zai)設計溫度下屈服強度的2/3；
⑤. 取(qu)每1000h具有(you)0.01%蠕(ru)變率(lv)的平(ping)均應(ying)力(li)的100%；⑥取(qu)10000h終了(le)的平(ping)均斷(duan)裂應(ying)力(li)的67%；⑦取(qu)100000h終了(le)的最小斷(duan)裂應(ying)力(li)的80%；
2. 鑄(zhu)鐵∶在(zai)設(she)計溫度(du)下的鑄(zhu)鐵的基本(ben)許(xu)用應力不應超過下列的較小者∶
①. 常溫下規定的最小抗拉強度(du)（SMTS）的1/10；
②. 在設計溫度下抗拉強度的1/10。
3. 可鍛鑄鐵∶其基本許用(yong)應(ying)力(li)在設計(ji)溫(wen)度下不應(ying)超過下列的較小值∶
①. 常溫下規定的最小(xiao)抗拉強(qiang)度的1/5；
②. 在設計溫度下抗(kang)拉強度的1/5。
4. 其他(ta)材(cai)料(liao)(liao)∶上述以(yi)外的(de)材(cai)料(liao)(liao)的(de)許用應(ying)力不(bu)應(ying)超過下列的(de)最小者
①. 1/3的(de)(de)常溫下規定的(de)(de)最小抗拉強(qiang)度(du)（SMTS）和1/3的(de)(de)設計溫度(du)下的(de)(de)抗拉強(qiang)度(du)中的(de)(de)較小者；
②. 除(chu)了下列③的(de)規定外，取2/3的(de)常溫下規定的(de)最小屈(qu)服(fu)強度(du)（SMYS）和2/3的(de)設計溫度(du)下的(de)屈(qu)服(fu)強度(du)中的(de)較小者(zhe)；
③. 對于奧氏體不銹鋼(gang)和鎳合(he)金鋼(gang)具有相似(si)的應力一應變情況(kuang)者，取2/3的常溫(wen)(wen)下規定的最小(xiao)屈服(fu)強度（SMYS）和90%的設計溫(wen)(wen)度下的屈服(fu)強度中的較小(xiao)者；
④. 對于蠕變率為每1000h0.01%者，取100%的平均應力(li)值；
⑤. 對于(yu)在10000h終了(le)斷(duan)裂者，取(qu)其67%的平均應(ying)力值；
⑥. 對于在(zai)10000h終了斷(duan)裂者，取其(qi)最(zui)小應力的80%；
⑦. 對于構造等級(ji)的(de)材(cai)料，其(qi)基本許用應力應為0.92倍的(de)按(an)上述(shu)的(de)①至⑥確(que)定的(de)最(zui)小(xiao)值。
5. 應(ying)用限制
按照(zhao)上述4）③確定的(de)應力值不推薦(jian)用于法蘭(lan)接點和其他組成(cheng)件，因在(zai)這些部位只(zhi)要有少許變形就(jiu)會(hui)導致(zhi)漏泄和失效(xiao)，見本規范(fan)附錄A表A.0.2及(ji)表A.0.4的(de)注中(zhong)所解(jie)釋的(de)。
上(shang)述 ASME B31.3中(zhong)確定(ding)的(de)金屬(shu)材料設計應力的(de)準則和本附錄(lu)A說明(ming)表(biao)3中(zhong)的(de)規(gui)定(ding)相(xiang)(xiang)同，而且在大多(duo)數情況下，在本規(gui)范(fan)附錄(lu)A中(zhong)列出的(de)蠕變范(fan)圍以(yi)下的(de)應力值是和該規(gui)范(fan)中(zhong)所公布的(de)相(xiang)(xiang)應值相(xiang)(xiang)同的(de)。
根據ASMEB31.1中(zhong)提出的(de)管道用(yong)的(de)鐵基(ji)(ji)和非鐵基(ji)(ji)材料許(xu)用(yong)應(ying)力值的(de)準則是與本(ben)附錄A說明表2相同。其中(zhong)抗拉強度的(de)安全系(xi)數為(wei)4。
除此(ci)之外(wai)，鑄(zhu)鐵的(de)許(xu)用應力(li)(li)是根據(ju)《ASME 鍋爐及壓力(li)(li)容器(qi)(qi)規(gui)范第(di)八卷第(di)1冊(ce)壓力(li)(li)容器(qi)(qi)》中(zhong)的(de)表(biao)UCI-23中(zhong)的(de)規(gui)則所(suo)確(que)定(ding)的(de)安全(quan)系數10求定(ding)的(de)。
根據(ju)美(mei)國《冷凍管道規(gui)范ASME B31.5》中提出的(de)求定(ding)鐵基和非鐵基材料(liao)許用應力(li)的(de)準則如下(xia)∶
1. 鐵基(ji)材料(liao)
在(zai)100F（37.8℃）及以下，許用應(ying)力是取用25%的(de)常溫下規(gui)定的(de)最小(xiao)(xiao)抗拉強(qiang)度（SMTS）和62.5%常溫下規(gui)定的(de)最小(xiao)(xiao)屈(qu)服強(qiang)度（SMYS）或0.2變(bian)形時的(de)較小(xiao)(xiao)值。
在100F（37.8℃）以(yi)上(shang)，但低于400F（204℃）時，許用應(ying)力不超過在設計溫度(du)下(xia)，變(bian)形(xing)0.2%時的預期(qi)平均(jun)屈(qu)服強(qiang)度(du)的62.5%，或者不超過設計溫度(du)下(xia)的預期(qi)平均(jun)抗拉強(qiang)度(du)的25%。
對于(yu)構造(zao)用材，應采用0.92的質量系數。
2. 非鐵基材料
在(zai)溫度超(chao)過(guo)100°F（37.8℃）時(shi)，材(cai)料的(de)基本許用(yong)應(ying)力值取決于(yu)下(xia)列(lie)的(de)最小(xiao)值，而且還要在(zai)抗拉強(qiang)(qiang)度和(he)屈服強(qiang)(qiang)度都(dou)是取自設計溫度下(xia)的(de)標準短時(shi)試驗(yan)時(shi)∶
①. 最小的抗拉強度(du)的1/4；
②. 最小的屈服(fu)強(qiang)度的2/3；
③. 在1000h末產生0.01%蠕(ru)變率的(de)應力值；
④. 在10000h產(chan)生斷裂的應力值。
在100F（37.8℃）及以下(xia)時，許(xu)用(yong)應(ying)力取用(yong)下(xia)列的(de)最(zui)小(xiao)(xiao)值，即取1/4的(de)常溫下(xia)規定的(de)最(zui)小(xiao)(xiao)抗(kang)拉(la)強度（SMTS）或2/3的(de)常溫下(xia)規定的(de)最(zui)小(xiao)(xiao)屈服強度（SMYS）中的(de)最(zui)小(xiao)(xiao)值。
抗拉(la)(la)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)和屈(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)是通過(guo)取(qu)用試驗結果，乘以最小指定的(de)(de)(de)或預期的(de)(de)(de)抗拉(la)(la)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)或屈(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)和實際的(de)(de)(de)常(chang)溫下的(de)(de)(de)抗拉(la)(la)或屈(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)比值，來(lai)把它們(men)調整(zheng)到最小值的(de)(de)(de)。
蠕(ru)變和(he)斷裂應力強度(du)是按 Francis B.Foley 在(zai) Metal Pro-gress，June 1947，P.P.951-958所指出的(de)“蠕(ru)變和(he)斷裂應力數據(ju)的(de)說明(ming)"中所描述(shu)的(de)方(fang)法(fa)畫出的(de)蠕(ru)變和(he)斷裂應力曲線來加以確定的(de)。
求定剪切應(ying)(ying)力和支承的許用應(ying)(ying)力時(shi)，亦應(ying)(ying)在抗拉許用應(ying)(ying)力的基礎上分(fen)別順次乘以0.8和1.6的系數。
現行(xing)國家標(biao)準(zhun)《鋼制壓力容器(qi)》GB150與本(ben)規(gui)范(fan)中(zhong)所規(gui)定(ding)的鋼材安全系數(shu)相(xiang)同，詳見本(ben)規(gui)范(fan)第3章表3.2.3-1 及表3.2.3-2.
國(guo)家現行標準《火力發電(dian)廠汽水管道應力計算技術規(gui)定》SDGJ6中規(gui)定，鋼材(cai)的許用應力，應根據鋼材(cai)的有(you)關強度特(te)性取(qu)下(xia)列三項中的最小(xiao)值∶q30/3，q/1.5或(huo)qq.2%/1.5，c6/1.5.
從上(shang)述提供的(de)(de)國內外(wai)有關的(de)(de)標準(zhun)(zhun)和規(gui)范看，美國的(de)(de)ASME規(gui)范是目前國際上(shang)公認的(de)(de)先進壓力(li)容(rong)器中最廣(guang)泛使用的(de)(de)規(gui)范。管道的(de)(de)性(xing)能和工作情況(kuang)雖不(bu)完(wan)全(quan)等同(tong)于壓力(li)容(rong)器，但(dan)有許多相似之處，因(yin)此在確定(ding)材料的(de)(de)安全(quan)系數方面(mian)所采取的(de)(de)準(zhun)(zhun)則基本上(shang)也是一(yi)致的(de)(de)。我國的(de)(de)現行國家標準(zhun)(zhun)《鋼制壓力(li)容(rong)器》GB150所取用的(de)(de)金(jin)屬安全(quan)系數，除了熱處理的(de)(de)螺栓外(wai)，與本附錄A說明(ming)表3和ASME B31.3的(de)(de)主(zhu)要規(gui)定(ding)也基本上(shang)是一(yi)致的(de)(de)。
再則，我國(guo)現(xian)行國(guo)家標準(zhun)《鋼制(zhi)(zhi)(zhi)壓(ya)力容器》GB150是在原石油、化(hua)工(gong)和機械三部標準(zhun)實(shi)施20多年的(de)基礎上(shang)(shang)，總(zong)結大量的(de)工(gong)程實(shi)踐經驗，以(yi)理論和實(shi)驗研究(jiu)為指導(dao)，并吸收了國(guo)外同(tong)類先進(jin)標準(zhun)的(de)有關內容編制(zhi)(zhi)(zhi)而成(cheng)的(de)。應該說是切合(he)我國(guo)實(shi)際的(de)。因(yin)此，本(ben)規(gui)范基本(ben)上(shang)(shang)用現(xian)行國(guo)家標準(zhun)《鋼制(zhi)(zhi)(zhi)壓(ya)力容器》GB150的(de)數據。
1. 關于(yu)經熱處(chu)理的(de)螺栓(shuan)的(de)許用應力(li)問題，在本附(fu)錄(lu)A說明表2及表3中以(yi)(yi)及ASME B31.3中有以(yi)(yi)下(xia)(xia)規定∶“按(an)(an)常(chang)溫下(xia)(xia)抗拉強度的(de)安全系數為(wei)5，按(an)(an)常(chang)溫下(xia)(xia)屈服點的(de)安全系數為(wei)4”。
2. ASME B31.3中是考(kao)慮(lv)經熱處理(li)的(de)(de)螺栓其力學性能(neng)在(zai)使用(yong)中有(you)可能(neng)降低(di)，故采用(yong)較高的(de)(de)安全系(xi)數(shu)。這對于避免(mian)法蘭(lan)泄漏應(ying)(ying)是有(you)利的(de)(de)。但(dan)由于現(xian)行法蘭(lan)標準(zhun)大多參照歐(ou)美法蘭(lan)體(ti)系(xi)編制(zhi)的(de)(de)，法蘭(lan)設(she)計計算(suan)還(huan)有(you)基準(zhun)溫度不同(tong)的(de)(de)問題，條件(jian)比較復雜，今后有(you)必要進(jin)一步(bu)研(yan)究，合理(li)解決(jue)調質螺栓的(de)(de)許用(yong)應(ying)(ying)力的(de)(de)問題。目前，仍按現(xian)行國家標準(zhun)《鋼制(zhi)壓力容器(qi)》GB150規定的(de)(de)許用(yong)應(ying)(ying)力。
3. 關于鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)力(li)學性(xing)能。本規(gui)范附錄A中(zhong)表A.0.6、A.0.7 系按國家標(biao)準列(lie)出了灰鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)、可鍛鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)和球墨鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)常溫力(li)學性(xing)能及許(xu)用(yong)(yong)應力(li)，已計入鑄(zhu)(zhu)件的(de)(de)質量系數0.8。在表 A.0.6 及A.0.7中(zhong)暫缺提高溫度下的(de)(de)許(xu)用(yong)(yong)應力(li)。選用(yong)(yong)閥門時(shi)，可按本規(gui)范條文說(shuo)明第5.6.1條中(zhong)所列(lie)的(de)(de)標(biao)準，按公稱(cheng)壓(ya)力(li)及溫度決(jue)定最(zui)大工作壓(ya)力(li)。
4. 關于(yu)有色金屬材料(liao)的(de)力學性能(neng)。考慮到鋁(lv)是工業(ye)管道工程中可能(neng)使用的(de)材料(liao)，目前鋁(lv)材標準(zhun)正處于(yu)修(xiu)訂階段，本規范僅編了(le)附錄A的(de)表A.0.8“鋁(lv)和鋁(lv)合金管的(de)許(xu)用應力”。其(qi)它鋁(lv)材的(de)許(xu)用應力數據(ju)，可按(an)《鋁(lv)制焊接容器》標準(zhun)的(de)規定。
5. 在現行國家標準《鋼制壓力容器》GB150的許用應力表中鋼管的標準還不全，故本規范補充了碳鋼、不銹(xiu)鋼焊管及鍋爐用鋼管等的許用應力。
至(zhi)德鋼業，我們根(gen)據您的實際需求，給出參(can)考建議，為您提供(gong)高性價比的不銹鋼管道及(ji)配件(jian)。
