附錄(lu)A中列有常用鋼(gang)(gang)管、鋼(gang)(gang)板、螺栓、鋼(gang)(gang)鍛件、鑄鐵和某些有色(se)金(jin)屬管材(cai)料(liao)的(de)(de)機械性能資(zi)料(liao)。表中還列有某些材(cai)料(liao)在(zai)各種設計(ji)溫度下的(de)(de)許用應(ying)力(li)值。上述資(zi)料(liao)數據主要(yao)取自現行的(de)(de)國家(jia)標(biao)準，詳見(jian)各表格。下面對編制依據作(zuo)幾(ji)點(dian)說明。
許(xu)用(yong)應力是(shi)按材料(liao)的(de)(de)力學性能除以相應的(de)(de)安全(quan)系數(shu)而得，但安全(quan)系數(shu)的(de)(de)取定與諸多因(yin)素有關，例如材料(liao)性能、荷(he)載、設(she)計方法、質量管理(li)水平、操作使用(yong)經(jing)驗(yan)等，是(shi)一個(ge)比(bi)較復雜的(de)(de)課題，很(hen)難(nan)用(yong)很(hen)少的(de)(de)人力，在很(hen)短的(de)(de)時間內，制訂(ding)一個(ge)專用(yong)的(de)(de)系列。
近來(lai)國內外的(de)(de)標(biao)準(zhun)和規范(fan)中采用的(de)(de)安(an)全系(xi)數(shu)不(bu)盡相同(tong)，而且隨著(zhu)時間的(de)(de)推(tui)移(yi)和科學(xue)技術的(de)(de)進步(bu)，還(huan)在(zai)不(bu)斷的(de)(de)修訂。下面(mian)著(zhu)重介紹(shao)一些(xie)工(gong)業發達國家(jia)、國際標(biao)準(zhun)組(zu)織和我國的(de)(de)有關(guan)標(biao)準(zhun)或規范(fan)在(zai)安(an)全系(xi)數(shu)取定準(zhun)則(ze)方面(mian)的(de)(de)情況，供使用參考。
根據日本(ben)鍋(guo)爐協(xie)會副會長野原石松(song)先(xian)生在第(di)244號(hao)《鍋(guo)爐研(yan)究(jiu)》中撰寫的(de)“國(guo)外鍋(guo)爐、壓力容器結構規范動(dong)向”中提(ti)到的(de)，某些國(guo)家和組(zu)織在1990年10月以前，確(que)定軋制碳素鋼(gang)許(xu)用(yong)應力所采(cai)用(yong)的(de)安全(quan)系數(shu)詳(xiang)見本(ben)附錄A說明表1。
根據美國管(guan)道規(gui)范 ASME B31.3（原名“Chemical plant and petroleum refinery piping”新版(ban)改名“Process piping”）中(zhong)提出的確定金屬(shu)材料許用應力(li)值的準則如下∶
1. 在設計溫(wen)度下的(de)(de)螺栓材料設計應(ying)力值不應(ying)超過下列(lie)的(de)(de)最小值∶
①. 除了(le)下列③的規定(ding)外，取(qu)1/4的常(chang)溫下規定(ding)的最小(xiao)(xiao)抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)（SMTS）和1/4的設計溫度(du)(du)下的抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)的較小(xiao)(xiao)者；
②. 除了下(xia)列③的(de)(de)(de)規(gui)定外(wai)，取(qu)2/3的(de)(de)(de)常溫(wen)(wen)下(xia)規(gui)定的(de)(de)(de)最小(xiao)屈服強度(du)（SMYS）和2/3的(de)(de)(de)設計溫(wen)(wen)度(du)下(xia)的(de)(de)(de)屈服強度(du)的(de)(de)(de)較(jiao)小(xiao)者(zhe)；
③. 在蠕變范(fan)圍以下的溫度(du)時，對于已經熱處(chu)理或應(ying)變硬化而(er)使強(qiang)度(du)有(you)所提(ti)高的螺(luo)栓材料，取1/5的常溫下規(gui)定的最小(xiao)抗拉強(qiang)度(du)（SMTS）和1/4的常溫下規(gui)定的最小(xiao)屈服強(qiang)度(du)（SMYS）的較(jiao)小(xiao)者（除(chu)非(fei)這些數值(zhi)小(xiao)于退火材料的相應(ying)值(zhi)，則(ze)此時應(ying)取退火的數值(zhi)）
④. 取在(zai)設(she)計(ji)溫度下屈服(fu)強(qiang)度的(de)2/3；
⑤. 取(qu)每1000h具有0.01%蠕變率的平均應(ying)力(li)(li)的100%；⑥取(qu)10000h終了(le)的平均斷裂應(ying)力(li)(li)的67%；⑦取(qu)100000h終了(le)的最小斷裂應(ying)力(li)(li)的80%；
2. 鑄鐵∶在(zai)設計溫(wen)度(du)下的鑄鐵的基本(ben)許用(yong)應力不應超(chao)過下列(lie)的較(jiao)小者∶
①. 常溫(wen)下規定的最小抗拉強度（SMTS）的1/10；
②. 在設計溫度(du)下抗拉強度(du)的1/10。
3. 可鍛鑄鐵∶其基本許用應力在設計(ji)溫(wen)度(du)下不(bu)應超過下列的(de)較小值∶
①. 常溫下規定的最小抗拉(la)強度的1/5；
②. 在設計溫度下抗(kang)拉強度的(de)1/5。
4. 其他材(cai)料∶上述(shu)以外的(de)材(cai)料的(de)許(xu)用應力不應超過下列的(de)最小者
①. 1/3的常溫下規定的最(zui)小抗拉(la)強度(du)（SMTS）和1/3的設計(ji)溫度(du)下的抗拉(la)強度(du)中的較小者(zhe)；
②. 除了(le)下列③的(de)(de)(de)規定外，取2/3的(de)(de)(de)常溫下規定的(de)(de)(de)最小屈(qu)(qu)服(fu)(fu)強度(du)（SMYS）和2/3的(de)(de)(de)設(she)計溫度(du)下的(de)(de)(de)屈(qu)(qu)服(fu)(fu)強度(du)中的(de)(de)(de)較小者；
③. 對于(yu)奧(ao)氏體不銹鋼和鎳合金(jin)鋼具有相似的(de)應(ying)力一(yi)應(ying)變情況者，取2/3的(de)常溫下規(gui)定的(de)最小(xiao)(xiao)屈(qu)服強度(du)（SMYS）和90%的(de)設(she)計(ji)溫度(du)下的(de)屈(qu)服強度(du)中的(de)較小(xiao)(xiao)者；
④. 對于蠕(ru)變(bian)率為每1000h0.01%者，取100%的平均應力值；
⑤. 對于在10000h終了(le)斷裂者，取其(qi)67%的平(ping)均應力值；
⑥. 對于在10000h終了斷(duan)裂者，取(qu)其(qi)最小應力的80%；
⑦. 對于構造(zao)等級的材料，其基本許用應力應為0.92倍的按(an)上述的①至⑥確定的最小值(zhi)。
5. 應用限(xian)制
按照上(shang)述4）③確定的應力值不推薦用于法(fa)蘭接點(dian)和其他組成件，因在這些(xie)部(bu)位(wei)只要有少(shao)許變形就會導致漏泄(xie)和失效(xiao)，見本規范附(fu)錄A表A.0.2及表A.0.4的注中所解釋的。
上述 ASME B31.3中(zhong)(zhong)確定(ding)的(de)金屬材料設(she)計應力的(de)準則和本(ben)附錄A說明表3中(zhong)(zhong)的(de)規定(ding)相(xiang)(xiang)同(tong)，而且在大多數情況下，在本(ben)規范附錄A中(zhong)(zhong)列出的(de)蠕變(bian)范圍以下的(de)應力值是和該規范中(zhong)(zhong)所公(gong)布(bu)的(de)相(xiang)(xiang)應值相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)。
根據(ju)ASMEB31.1中提出的(de)管道用的(de)鐵基和非鐵基材料(liao)許用應力值的(de)準則是與本附(fu)錄A說明(ming)表2相同。其中抗拉強度的(de)安全系數(shu)為4。
除(chu)此之外，鑄(zhu)鐵的(de)許用應力是根(gen)據《ASME 鍋(guo)爐及壓力容器規范第(di)八卷第(di)1冊(ce)壓力容器》中的(de)表UCI-23中的(de)規則所確(que)定的(de)安(an)全系數10求(qiu)定的(de)。
根據美國《冷凍管(guan)道規(gui)范ASME B31.5》中(zhong)提出的求定鐵基和非(fei)鐵基材(cai)料許用應力的準則如(ru)下∶
1. 鐵基材料
在(zai)100F（37.8℃）及以下，許(xu)用(yong)應力是取用(yong)25%的(de)常溫(wen)下規(gui)定的(de)最(zui)小抗拉強度（SMTS）和62.5%常溫(wen)下規(gui)定的(de)最(zui)小屈(qu)服強度（SMYS）或0.2變形時的(de)較小值。
在100F（37.8℃）以(yi)上，但低于(yu)400F（204℃）時(shi)，許用應(ying)力不超過在設計溫(wen)度(du)下，變形0.2%時(shi)的(de)(de)預期平(ping)均(jun)屈服強度(du)的(de)(de)62.5%，或者不超過設計溫(wen)度(du)下的(de)(de)預期平(ping)均(jun)抗(kang)拉強度(du)的(de)(de)25%。
對于構造用(yong)材(cai)，應采用(yong)0.92的質(zhi)量系數。
2. 非鐵基材料
在(zai)溫度超過100°F（37.8℃）時(shi)(shi)，材料的(de)(de)基本許用應(ying)力值取決(jue)于下列的(de)(de)最小(xiao)值，而且還要在(zai)抗拉強度和屈(qu)服(fu)強度都是取自設計(ji)溫度下的(de)(de)標準短時(shi)(shi)試驗(yan)時(shi)(shi)∶
①. 最小的抗(kang)拉強度的1/4；
②. 最小的屈服強度的2/3；
③. 在(zai)1000h末產生0.01%蠕(ru)變率的應力值；
④. 在(zai)10000h產生(sheng)斷(duan)裂(lie)的應(ying)力值。
在100F（37.8℃）及以(yi)下時，許(xu)用應力取用下列(lie)的(de)最小值，即(ji)取1/4的(de)常溫下規定的(de)最小抗拉(la)強(qiang)度（SMTS）或(huo)2/3的(de)常溫下規定的(de)最小屈服(fu)強(qiang)度（SMYS）中的(de)最小值。
抗拉強(qiang)度(du)和(he)屈服(fu)強(qiang)度(du)是通過(guo)取(qu)用試(shi)驗結果(guo)，乘以最(zui)(zui)小指定的(de)或(huo)預期的(de)抗拉強(qiang)度(du)或(huo)屈服(fu)強(qiang)度(du)和(he)實際的(de)常溫下(xia)的(de)抗拉或(huo)屈服(fu)強(qiang)度(du)的(de)比(bi)值，來把它們調整到(dao)最(zui)(zui)小值的(de)。
蠕(ru)變和斷裂(lie)應力(li)強度是(shi)按(an) Francis B.Foley 在 Metal Pro-gress，June 1947，P.P.951-958所指出(chu)的“蠕(ru)變和斷裂(lie)應力(li)數(shu)據的說明(ming)"中所描(miao)述的方法(fa)畫出(chu)的蠕(ru)變和斷裂(lie)應力(li)曲線來(lai)加(jia)以確定的。
求(qiu)定(ding)剪切應力(li)和(he)支承的許(xu)用應力(li)時，亦應在抗拉(la)許(xu)用應力(li)的基(ji)礎(chu)上分別順次乘以0.8和(he)1.6的系數(shu)。
現行(xing)國家標(biao)準《鋼制(zhi)壓力容器》GB150與本規(gui)(gui)范中所(suo)規(gui)(gui)定的鋼材安(an)全系數相同，詳見本規(gui)(gui)范第3章表3.2.3-1 及表3.2.3-2.
國家現行標準《火力(li)發電廠汽水(shui)管道應力(li)計算(suan)技術規定》SDGJ6中規定，鋼(gang)材的(de)許用應力(li)，應根據鋼(gang)材的(de)有關強(qiang)度特性取下(xia)列三項中的(de)最小值(zhi)∶q30/3，q/1.5或qq.2%/1.5，c6/1.5.
從上(shang)(shang)述提供的(de)(de)(de)國(guo)(guo)內外有關(guan)的(de)(de)(de)標(biao)準和規范看，美國(guo)(guo)的(de)(de)(de)ASME規范是(shi)目前(qian)國(guo)(guo)際上(shang)(shang)公認的(de)(de)(de)先進壓力容器中最廣(guang)泛使用的(de)(de)(de)規范。管道的(de)(de)(de)性能(neng)和工作情況雖不完全(quan)(quan)等同于(yu)壓力容器，但有許多(duo)相似之處，因(yin)此在(zai)確定材料的(de)(de)(de)安全(quan)(quan)系數方(fang)面所采(cai)取的(de)(de)(de)準則基(ji)本上(shang)(shang)也是(shi)一致的(de)(de)(de)。我國(guo)(guo)的(de)(de)(de)現(xian)行(xing)國(guo)(guo)家標(biao)準《鋼制(zhi)壓力容器》GB150所取用的(de)(de)(de)金屬安全(quan)(quan)系數，除了熱處理的(de)(de)(de)螺(luo)栓外，與本附錄A說明表3和ASME B31.3的(de)(de)(de)主要(yao)規定也基(ji)本上(shang)(shang)是(shi)一致的(de)(de)(de)。
再(zai)則，我國現(xian)行國家(jia)標(biao)(biao)準《鋼(gang)(gang)制壓力容(rong)器》GB150是在原(yuan)石油、化(hua)工和機械三部標(biao)(biao)準實(shi)施(shi)20多(duo)年的(de)基礎(chu)上(shang)，總結(jie)大量的(de)工程實(shi)踐(jian)經驗(yan)，以理(li)論和實(shi)驗(yan)研(yan)究為指導，并(bing)吸(xi)收了國外同類先進標(biao)(biao)準的(de)有(you)關(guan)內(nei)容(rong)編制而成(cheng)的(de)。應該說是切合(he)我國實(shi)際(ji)的(de)。因此，本(ben)規(gui)范基本(ben)上(shang)用現(xian)行國家(jia)標(biao)(biao)準《鋼(gang)(gang)制壓力容(rong)器》GB150的(de)數據。
1. 關(guan)于經熱處理(li)的螺栓的許用(yong)應力(li)問題，在本附錄(lu)A說明表(biao)2及表(biao)3中(zhong)以(yi)及ASME B31.3中(zhong)有以(yi)下規(gui)定∶“按(an)常溫下抗(kang)拉(la)強(qiang)度的安全系數為(wei)5，按(an)常溫下屈服點的安全系數為(wei)4”。
2. ASME B31.3中是考慮經(jing)熱(re)處理(li)的(de)(de)(de)螺(luo)栓(shuan)其力學性能(neng)在使用(yong)中有(you)可能(neng)降低，故采用(yong)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)安全系數(shu)。這(zhe)對于避免法蘭(lan)(lan)(lan)泄漏(lou)應(ying)是有(you)利的(de)(de)(de)。但由于現行(xing)法蘭(lan)(lan)(lan)標(biao)準大(da)多參照(zhao)歐美法蘭(lan)(lan)(lan)體系編制的(de)(de)(de)，法蘭(lan)(lan)(lan)設計計算還(huan)有(you)基準溫度不同的(de)(de)(de)問題，條件比較(jiao)復雜，今后有(you)必要進一步(bu)研究，合理(li)解決調質螺(luo)栓(shuan)的(de)(de)(de)許(xu)(xu)用(yong)應(ying)力的(de)(de)(de)問題。目前，仍(reng)按現行(xing)國家標(biao)準《鋼制壓力容器》GB150規定的(de)(de)(de)許(xu)(xu)用(yong)應(ying)力。
3. 關于鑄鐵的(de)(de)力(li)(li)學(xue)性能。本規范(fan)附錄(lu)A中表(biao)A.0.6、A.0.7 系按(an)國家標準列(lie)出了灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵的(de)(de)常溫(wen)力(li)(li)學(xue)性能及(ji)許用應(ying)力(li)(li)，已計(ji)入鑄件的(de)(de)質量(liang)系數0.8。在表(biao) A.0.6 及(ji)A.0.7中暫缺提高(gao)溫(wen)度下的(de)(de)許用應(ying)力(li)(li)。選用閥門時(shi)，可按(an)本規范(fan)條文說(shuo)明第5.6.1條中所列(lie)的(de)(de)標準，按(an)公(gong)稱壓力(li)(li)及(ji)溫(wen)度決定最大工(gong)作壓力(li)(li)。
4. 關于有色金屬(shu)材料的力(li)學性能。考慮到鋁(lv)是(shi)工(gong)業管(guan)道工(gong)程中可能使用(yong)(yong)的材料，目前鋁(lv)材標準(zhun)正(zheng)處于修訂階段(duan)，本規(gui)范(fan)僅編了附(fu)錄(lu)A的表A.0.8“鋁(lv)和鋁(lv)合金管(guan)的許用(yong)(yong)應力(li)”。其它鋁(lv)材的許用(yong)(yong)應力(li)數據，可按(an)《鋁(lv)制焊接容(rong)器》標準(zhun)的規(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、不銹鋼焊管及鍋爐用鋼管等的許用應力。
至德鋼(gang)業，我(wo)們根(gen)據(ju)您(nin)的實(shi)際(ji)需(xu)求，給出參(can)考建議，為(wei)您(nin)提供高性價(jia)比的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管道(dao)及配件(jian)。
