附錄A中(zhong)列有常(chang)用(yong)(yong)鋼管、鋼板、螺栓、鋼鍛件、鑄鐵和某些(xie)有色金(jin)屬管材料(liao)(liao)的(de)(de)機械性能資(zi)料(liao)(liao)。表中(zhong)還列有某些(xie)材料(liao)(liao)在各種設計溫度下的(de)(de)許用(yong)(yong)應(ying)力值。上述(shu)資(zi)料(liao)(liao)數據主要取自現行(xing)的(de)(de)國家標準，詳見各表格。下面對編制(zhi)依據作幾(ji)點說(shuo)明。
許用(yong)應力(li)(li)是按材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)力(li)(li)學性(xing)能除以相應的(de)(de)(de)安全系(xi)數(shu)而得(de)，但(dan)安全系(xi)數(shu)的(de)(de)(de)取定(ding)與(yu)諸多因素有關，例如材(cai)(cai)料性(xing)能、荷(he)載、設(she)計方法、質量管理水平(ping)、操作使用(yong)經驗等(deng)，是一個(ge)比較復雜的(de)(de)(de)課題，很(hen)難(nan)用(yong)很(hen)少(shao)的(de)(de)(de)人力(li)(li)，在很(hen)短(duan)的(de)(de)(de)時間內(nei)，制訂一個(ge)專用(yong)的(de)(de)(de)系(xi)列。
近來(lai)國內外的標準(zhun)(zhun)和規(gui)(gui)范中采用(yong)的安全系(xi)數不盡相同，而且隨著時間的推(tui)移(yi)和科學技(ji)術的進步，還在(zai)不斷(duan)的修訂(ding)。下(xia)面著重(zhong)介紹一(yi)些工業發達國家、國際標準(zhun)(zhun)組織和我國的有(you)關標準(zhun)(zhun)或規(gui)(gui)范在(zai)安全系(xi)數取定(ding)準(zhun)(zhun)則方面的情況，供使用(yong)參考。
根(gen)據(ju)日(ri)本鍋爐(lu)協會副(fu)會長野原石松先(xian)生在(zai)(zai)第244號《鍋爐(lu)研究》中(zhong)撰寫的(de)“國(guo)外鍋爐(lu)、壓力(li)容器(qi)結構規(gui)范(fan)動向”中(zhong)提到的(de)，某些國(guo)家和組織在(zai)(zai)1990年10月以前，確定軋制(zhi)碳素鋼許用應力(li)所(suo)采用的(de)安全系數(shu)詳見(jian)本附錄A說明(ming)表1。
根據美國(guo)管(guan)道規范 ASME B31.3（原名“Chemical plant and petroleum refinery piping”新(xin)版改名“Process piping”）中提出的(de)確定金屬材料許用應力值的(de)準則如下∶
1. 在設計溫度(du)下的螺栓材(cai)料設計應力值(zhi)不應超過下列(lie)的最小值(zhi)∶
①. 除了下(xia)(xia)列(lie)③的(de)規定外(wai)，取(qu)1/4的(de)常溫下(xia)(xia)規定的(de)最小抗(kang)拉(la)強度(du)（SMTS）和1/4的(de)設計(ji)溫度(du)下(xia)(xia)的(de)抗(kang)拉(la)強度(du)的(de)較小者；
②. 除了下列③的(de)規定(ding)外(wai)，取(qu)2/3的(de)常溫(wen)下規定(ding)的(de)最小屈服強(qiang)度(du)（SMYS）和(he)2/3的(de)設計溫(wen)度(du)下的(de)屈服強(qiang)度(du)的(de)較小者(zhe)；
③. 在(zai)蠕變范(fan)圍以下(xia)的(de)(de)溫(wen)度時，對于(yu)已經熱(re)處理或應變硬化而使強(qiang)(qiang)度有所提高的(de)(de)螺(luo)栓材料，取(qu)1/5的(de)(de)常溫(wen)下(xia)規定的(de)(de)最小抗拉強(qiang)(qiang)度（SMTS）和(he)1/4的(de)(de)常溫(wen)下(xia)規定的(de)(de)最小屈服強(qiang)(qiang)度（SMYS）的(de)(de)較小者（除非這些(xie)數(shu)值小于(yu)退(tui)火(huo)材料的(de)(de)相應值，則此時應取(qu)退(tui)火(huo)的(de)(de)數(shu)值）
④. 取在設(she)計溫度下(xia)屈服強(qiang)度的(de)2/3；
⑤. 取(qu)每1000h具有0.01%蠕變率(lv)的(de)平(ping)均應(ying)力的(de)100%；⑥取(qu)10000h終了的(de)平(ping)均斷(duan)裂(lie)應(ying)力的(de)67%；⑦取(qu)100000h終了的(de)最小斷(duan)裂(lie)應(ying)力的(de)80%；
2. 鑄(zhu)鐵∶在設計溫度下的(de)鑄(zhu)鐵的(de)基本許用應力不應超過(guo)下列的(de)較(jiao)小(xiao)者∶
①. 常(chang)溫下規定的(de)最小抗拉強度（SMTS）的(de)1/10；
②. 在(zai)設(she)計溫(wen)度下抗拉強度的1/10。
3. 可(ke)鍛鑄鐵∶其基本許用應力在設計溫度下(xia)不應超過下(xia)列的(de)較(jiao)小值(zhi)∶
①. 常溫(wen)下規定的最(zui)小抗(kang)拉強度的1/5；
②. 在設計(ji)溫度下抗拉強度的1/5。
4. 其他材(cai)料(liao)∶上(shang)述以外的(de)材(cai)料(liao)的(de)許用應(ying)力不應(ying)超過(guo)下列的(de)最小(xiao)者(zhe)
①. 1/3的(de)(de)常溫下規定(ding)的(de)(de)最小抗拉(la)強度(du)（SMTS）和1/3的(de)(de)設計溫度(du)下的(de)(de)抗拉(la)強度(du)中的(de)(de)較小者；
②. 除了下(xia)列③的(de)(de)規定外，取(qu)2/3的(de)(de)常溫下(xia)規定的(de)(de)最(zui)小(xiao)(xiao)屈服(fu)強度（SMYS）和2/3的(de)(de)設計溫度下(xia)的(de)(de)屈服(fu)強度中(zhong)的(de)(de)較小(xiao)(xiao)者；
③. 對于奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)和(he)鎳合金(jin)鋼(gang)具有相(xiang)似的應(ying)力一應(ying)變情況者，取2/3的常溫(wen)下規定(ding)的最(zui)小屈服強度(du)（SMYS）和(he)90%的設計(ji)溫(wen)度(du)下的屈服強度(du)中(zhong)的較小者；
④. 對(dui)于(yu)蠕變率為每1000h0.01%者，取100%的(de)平均(jun)應力值；
⑤. 對于在10000h終了(le)斷裂者，取其(qi)67%的(de)平均應力值；
⑥. 對于在10000h終了斷裂(lie)者，取其最小(xiao)應(ying)力的80%；
⑦. 對于構造等級的材料，其基本許用(yong)應力(li)應為0.92倍的按上述的①至⑥確定的最小值(zhi)。
5. 應用限制
按照上述(shu)4）③確定的(de)應(ying)力值不(bu)推薦用于法(fa)蘭接點和(he)其他(ta)組成件，因在(zai)這些部位只要有少許變形(xing)就會導致漏泄和(he)失效，見本規范附錄(lu)A表A.0.2及表A.0.4的(de)注中(zhong)所解釋(shi)的(de)。
上(shang)述(shu) ASME B31.3中(zhong)確定的(de)金屬材料設計應(ying)力(li)的(de)準則和(he)本附錄(lu)A說(shuo)明(ming)表3中(zhong)的(de)規(gui)定相(xiang)同(tong)，而且在大多數情況(kuang)下，在本規(gui)范附錄(lu)A中(zhong)列出的(de)蠕變范圍(wei)以下的(de)應(ying)力(li)值(zhi)是和(he)該規(gui)范中(zhong)所公布的(de)相(xiang)應(ying)值(zhi)相(xiang)同(tong)的(de)。
根據ASMEB31.1中提出的(de)管道(dao)用的(de)鐵基和非鐵基材料許用應(ying)力值的(de)準則是(shi)與本附(fu)錄A說明表2相(xiang)同。其中抗(kang)拉(la)強度的(de)安全系數為4。
除此之外，鑄鐵的許用(yong)應力是根(gen)據《ASME 鍋爐及壓(ya)力容器規(gui)范(fan)第(di)八卷(juan)第(di)1冊壓(ya)力容器》中(zhong)的表UCI-23中(zhong)的規(gui)則所(suo)確定(ding)的安全系數(shu)10求定(ding)的。
根據美國《冷凍(dong)管道(dao)規范ASME B31.5》中提出的(de)求定鐵(tie)(tie)基和(he)非鐵(tie)(tie)基材料許用(yong)應力的(de)準則(ze)如下∶
1. 鐵(tie)基材(cai)料
在100F（37.8℃）及以下，許用應力是取用25%的常溫下規定的最小抗(kang)拉(la)強度（SMTS）和62.5%常溫下規定的最小屈服強度（SMYS）或(huo)0.2變形(xing)時的較小值。
在(zai)100F（37.8℃）以上，但低(di)于400F（204℃）時(shi)，許用應力不(bu)超過在(zai)設(she)計溫度下(xia)，變形0.2%時(shi)的(de)(de)(de)(de)預(yu)期平(ping)均屈服強度的(de)(de)(de)(de)62.5%，或(huo)者不(bu)超過設(she)計溫度下(xia)的(de)(de)(de)(de)預(yu)期平(ping)均抗拉強度的(de)(de)(de)(de)25%。
對于(yu)構造用(yong)材，應(ying)采用(yong)0.92的質量系(xi)數。
2. 非鐵基(ji)材料
在(zai)溫(wen)度超過100°F（37.8℃）時(shi)，材料的(de)基本許用應力值取(qu)決于下(xia)(xia)列的(de)最小值，而且(qie)還(huan)要在(zai)抗拉強度和屈(qu)服強度都(dou)是取(qu)自設計溫(wen)度下(xia)(xia)的(de)標準短時(shi)試驗時(shi)∶
①. 最(zui)小的抗(kang)拉強度的1/4；
②. 最小的屈服強(qiang)度(du)的2/3；
③. 在1000h末產生0.01%蠕變率的(de)應力(li)值；
④. 在10000h產生斷(duan)裂的應力值。
在(zai)100F（37.8℃）及以下時(shi)，許用應力取(qu)用下列(lie)的(de)(de)最(zui)(zui)小值(zhi)，即(ji)取(qu)1/4的(de)(de)常溫下規定的(de)(de)最(zui)(zui)小抗拉強度(du)（SMTS）或(huo)2/3的(de)(de)常溫下規定的(de)(de)最(zui)(zui)小屈服強度(du)（SMYS）中的(de)(de)最(zui)(zui)小值(zhi)。
抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和屈(qu)(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)是(shi)通過(guo)取(qu)用試驗結(jie)果(guo)，乘(cheng)以(yi)最小(xiao)指定的或(huo)預期的抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)或(huo)屈(qu)(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和實際(ji)的常溫下(xia)的抗(kang)拉(la)或(huo)屈(qu)(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的比值，來把(ba)它(ta)們調整到(dao)最小(xiao)值的。
蠕變和(he)(he)斷裂(lie)應力強(qiang)度是(shi)按(an) Francis B.Foley 在 Metal Pro-gress，June 1947，P.P.951-958所指出(chu)(chu)的(de)“蠕變和(he)(he)斷裂(lie)應力數據的(de)說(shuo)明"中所描述的(de)方(fang)法畫出(chu)(chu)的(de)蠕變和(he)(he)斷裂(lie)應力曲線(xian)來加(jia)以確定的(de)。
求(qiu)定(ding)剪切應力和支承(cheng)的許用應力時，亦應在抗拉許用應力的基礎上分別順次乘(cheng)以0.8和1.6的系數。
現行(xing)國家標(biao)準《鋼制壓(ya)力容(rong)器》GB150與本規范(fan)中(zhong)所規定的鋼材(cai)安(an)全(quan)系數相同，詳見(jian)本規范(fan)第3章表3.2.3-1 及表3.2.3-2.
國(guo)家現行標準《火(huo)力發(fa)電(dian)廠汽(qi)水管道(dao)應(ying)力計算技術規定》SDGJ6中規定，鋼材的許(xu)用應(ying)力，應(ying)根據鋼材的有關強(qiang)度特性取下列三項中的最小值(zhi)∶q30/3，q/1.5或qq.2%/1.5，c6/1.5.
從上(shang)述提供的(de)(de)(de)國(guo)內(nei)外(wai)有關的(de)(de)(de)標準和(he)(he)規范看，美國(guo)的(de)(de)(de)ASME規范是(shi)目前國(guo)際上(shang)公認(ren)的(de)(de)(de)先(xian)進(jin)壓力(li)容(rong)器(qi)中(zhong)最廣泛使用(yong)的(de)(de)(de)規范。管(guan)道的(de)(de)(de)性能和(he)(he)工作情況(kuang)雖不完全等(deng)同于壓力(li)容(rong)器(qi)，但有許多相似之處，因(yin)此在(zai)確定(ding)材(cai)料的(de)(de)(de)安全系(xi)數方面所采取的(de)(de)(de)準則基本(ben)上(shang)也(ye)是(shi)一(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)。我國(guo)的(de)(de)(de)現行國(guo)家(jia)標準《鋼制壓力(li)容(rong)器(qi)》GB150所取用(yong)的(de)(de)(de)金屬安全系(xi)數，除了熱處理(li)的(de)(de)(de)螺(luo)栓外(wai)，與本(ben)附錄A說明表3和(he)(he)ASME B31.3的(de)(de)(de)主要規定(ding)也(ye)基本(ben)上(shang)是(shi)一(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)。
再則(ze)，我國(guo)現行國(guo)家(jia)標(biao)準《鋼制(zhi)壓力容器》GB150是在原石(shi)油、化(hua)工和機械(xie)三(san)部標(biao)準實施(shi)20多年的(de)基礎上，總結(jie)大量的(de)工程實踐經驗，以理(li)論和實驗研究為(wei)指(zhi)導，并(bing)吸收了國(guo)外(wai)同(tong)類先進標(biao)準的(de)有關內容編制(zhi)而(er)成(cheng)的(de)。應該說是切合我國(guo)實際的(de)。因(yin)此，本(ben)規范基本(ben)上用現行國(guo)家(jia)標(biao)準《鋼制(zhi)壓力容器》GB150的(de)數據(ju)。
1. 關于經熱處理的(de)螺栓的(de)許用應力問題(ti)，在本附錄A說(shuo)明(ming)表(biao)2及表(biao)3中(zhong)以(yi)及ASME B31.3中(zhong)有以(yi)下(xia)規定∶“按(an)常(chang)溫(wen)下(xia)抗拉強度的(de)安全(quan)系(xi)數(shu)為5，按(an)常(chang)溫(wen)下(xia)屈服(fu)點的(de)安全(quan)系(xi)數(shu)為4”。
2. ASME B31.3中是(shi)考慮經熱處理的(de)(de)螺栓(shuan)其力(li)學性能(neng)在使用中有(you)可能(neng)降低，故采用較高的(de)(de)安全系數(shu)。這對于(yu)避免法(fa)(fa)蘭(lan)(lan)泄(xie)漏(lou)應(ying)是(shi)有(you)利的(de)(de)。但由(you)于(yu)現(xian)行法(fa)(fa)蘭(lan)(lan)標(biao)準(zhun)(zhun)大多參照歐美法(fa)(fa)蘭(lan)(lan)體(ti)系編制的(de)(de)，法(fa)(fa)蘭(lan)(lan)設(she)計計算還(huan)有(you)基(ji)準(zhun)(zhun)溫度不同的(de)(de)問題，條件(jian)比較復雜，今后有(you)必要進(jin)一(yi)步研究，合理解決調質螺栓(shuan)的(de)(de)許(xu)用應(ying)力(li)的(de)(de)問題。目前，仍按(an)現(xian)行國家標(biao)準(zhun)(zhun)《鋼制壓(ya)力(li)容器》GB150規定的(de)(de)許(xu)用應(ying)力(li)。
3. 關(guan)于鑄鐵(tie)的(de)(de)力(li)學(xue)(xue)性能。本(ben)規范附錄A中表A.0.6、A.0.7 系按國(guo)家(jia)標準列出了灰鑄鐵(tie)、可鍛鑄鐵(tie)和球(qiu)墨鑄鐵(tie)的(de)(de)常溫(wen)力(li)學(xue)(xue)性能及(ji)(ji)許用應力(li)，已計入鑄件的(de)(de)質量系數0.8。在表 A.0.6 及(ji)(ji)A.0.7中暫缺提高溫(wen)度下的(de)(de)許用應力(li)。選用閥門時，可按本(ben)規范條(tiao)(tiao)文說(shuo)明第5.6.1條(tiao)(tiao)中所(suo)列的(de)(de)標準，按公(gong)稱壓力(li)及(ji)(ji)溫(wen)度決定(ding)最大工(gong)作壓力(li)。
4. 關于(yu)有色金(jin)(jin)屬材(cai)料的(de)力(li)學性(xing)能。考慮到(dao)鋁(lv)(lv)(lv)是工(gong)業管(guan)道工(gong)程中可能使(shi)用的(de)材(cai)料，目前鋁(lv)(lv)(lv)材(cai)標(biao)準正處于(yu)修訂階段，本規(gui)范僅編了附錄A的(de)表A.0.8“鋁(lv)(lv)(lv)和鋁(lv)(lv)(lv)合金(jin)(jin)管(guan)的(de)許用應力(li)”。其它鋁(lv)(lv)(lv)材(cai)的(de)許用應力(li)數據，可按(an)《鋁(lv)(lv)(lv)制焊接容器(qi)》標(biao)準的(de)規(gui)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、不銹鋼(gang)焊管及鍋爐用鋼管等的許用應力。
至德鋼業，我們根據您(nin)的實際(ji)需求(qiu)，給出參考建議，為您(nin)提供高性(xing)價比的不銹鋼管道(dao)及配件。
