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附錄A中列有常用鋼管、鋼板、螺栓、鋼鍛件、鑄鐵和(he)某些有色金屬管材料的(de)機械性能(neng)資(zi)料。表中還列有某些材料在各種設計溫度下的(de)許用應力值。上述資(zi)料數據(ju)主要取自現行的(de)國(guo)家(jia)標準(zhun)，詳(xiang)見各表格。下面對編制依據(ju)作幾點說明。

許用應力是按材料的力學性能除以相(xiang)應的安全系(xi)數(shu)而得(de)，但安全系(xi)數(shu)的取定(ding)與諸多因(yin)素有關，例(li)如材料性能、荷載(zai)、設計(ji)方(fang)法、質(zhi)量管理水平、操作使用經(jing)驗等，是一個(ge)比(bi)較(jiao)復雜(za)的課題(ti)，很難用很少(shao)的人力，在很短的時間內，制訂一個(ge)專(zhuan)用的系(xi)列。

近來國(guo)內(nei)外的標(biao)準(zhun)(zhun)和(he)(he)規范中采用的安全系數(shu)不盡相同，而且隨著時間的推移(yi)和(he)(he)科(ke)學技術的進步(bu)，還在不斷的修訂(ding)。下面著重(zhong)介紹(shao)一些工業發達國(guo)家、國(guo)際標(biao)準(zhun)(zhun)組織和(he)(he)我國(guo)的有關標(biao)準(zhun)(zhun)或(huo)規范在安全系數(shu)取定準(zhun)(zhun)則方面的情況，供使用參考。

根據日本鍋(guo)爐協會副會長野原石松先(xian)生(sheng)在第244號(hao)《鍋(guo)爐研(yan)究》中(zhong)撰寫的(de)“國外鍋(guo)爐、壓力(li)容器(qi)結構規范動向”中(zhong)提到的(de)，某些(xie)國家和組(zu)織(zhi)在1990年10月以(yi)前，確定(ding)軋制碳素鋼許用(yong)應(ying)力(li)所采用(yong)的(de)安(an)全系數詳見本附錄A說明表1。

根據美國管道規范 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(cai)料(liao)許(xu)用應力值的(de)準則如(ru)下∶

1. 在設(she)計溫度(du)下的螺栓(shuan)材(cai)料設(she)計應力值不(bu)應超過下列(lie)的最小值∶

①. 除(chu)了下列(lie)③的(de)(de)規定外，取(qu)1/4的(de)(de)常溫(wen)下規定的(de)(de)最(zui)小(xiao)抗(kang)拉強度(du)（SMTS）和1/4的(de)(de)設計溫(wen)度(du)下的(de)(de)抗(kang)拉強度(du)的(de)(de)較小(xiao)者；

②. 除了下(xia)列③的規定(ding)外，取2/3的常溫下(xia)規定(ding)的最小(xiao)(xiao)屈(qu)服強度(du)（SMYS）和(he)2/3的設計溫度(du)下(xia)的屈(qu)服強度(du)的較小(xiao)(xiao)者；

③. 在蠕(ru)變(bian)范(fan)圍以下(xia)的(de)溫度時，對(dui)于(yu)已(yi)經熱處理(li)或(huo)應變(bian)硬化而使(shi)強(qiang)度有所提高的(de)螺栓(shuan)材料(liao)(liao)，取(qu)1/5的(de)常(chang)溫下(xia)規定(ding)的(de)最(zui)(zui)小(xiao)抗拉強(qiang)度（SMTS）和1/4的(de)常(chang)溫下(xia)規定(ding)的(de)最(zui)(zui)小(xiao)屈服(fu)強(qiang)度（SMYS）的(de)較小(xiao)者（除非這些數(shu)值小(xiao)于(yu)退火材料(liao)(liao)的(de)相應值，則此(ci)時應取(qu)退火的(de)數(shu)值）

④. 取在設計溫度(du)下屈服強(qiang)度(du)的(de)2/3；

⑤. 取(qu)每1000h具(ju)有0.01%蠕變率的(de)(de)平(ping)均應(ying)力的(de)(de)100%；⑥取(qu)10000h終了(le)的(de)(de)平(ping)均斷裂應(ying)力的(de)(de)67%；⑦取(qu)100000h終了(le)的(de)(de)最小斷裂應(ying)力的(de)(de)80%；

2. 鑄(zhu)鐵∶在設計溫(wen)度下(xia)的(de)鑄(zhu)鐵的(de)基本許用應力(li)不應超過下(xia)列的(de)較小者∶

①. 常溫下規定(ding)的(de)最小抗拉強度（SMTS）的(de)1/10；

②. 在設計溫度(du)下抗(kang)拉強(qiang)度(du)的1/10。

3. 可鍛(duan)鑄鐵∶其基本(ben)許用應(ying)力在(zai)設計溫(wen)度(du)下不應(ying)超過下列的較小(xiao)值∶

①. 常溫下規(gui)定的最小抗拉強(qiang)度的1/5；

②. 在設(she)計溫度下(xia)抗拉強度的1/5。

4. 其他材料∶上述(shu)以外的(de)材料的(de)許用應(ying)力不(bu)應(ying)超(chao)過下(xia)列的(de)最小者

①. 1/3的常溫下(xia)規定的最小抗(kang)拉強度(du)(du)(du)（SMTS）和1/3的設計溫度(du)(du)(du)下(xia)的抗(kang)拉強度(du)(du)(du)中的較(jiao)小者(zhe)；

②. 除(chu)了下列(lie)③的(de)規定外，取2/3的(de)常溫下規定的(de)最小屈服強(qiang)度(du)（SMYS）和2/3的(de)設(she)計溫度(du)下的(de)屈服強(qiang)度(du)中(zhong)的(de)較小者；

③. 對于(yu)奧氏體不銹鋼和鎳(nie)合金鋼具有(you)相似(si)的(de)(de)應力一應變情(qing)況者，取2/3的(de)(de)常溫下規定的(de)(de)最小屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)（SMYS）和90%的(de)(de)設計溫度(du)下的(de)(de)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)中的(de)(de)較小者；

④. 對于蠕變率(lv)為每1000h0.01%者(zhe)，取(qu)100%的(de)平均應力值；

⑤. 對于(yu)在10000h終(zhong)了斷裂者，取其(qi)67%的平(ping)均應力值；

⑥. 對于在10000h終了斷裂者(zhe)，取其(qi)最小應力的(de)80%；

⑦. 對于構造等級的(de)材(cai)料，其基本許用應力應為0.92倍的(de)按上述(shu)的(de)①至⑥確(que)定的(de)最小值。

5. 應用限制(zhi)

按照上(shang)述4）③確定的(de)應力值(zhi)不推薦用于法蘭接(jie)點(dian)和(he)其(qi)他組成件，因在(zai)這些部位只要有少許變形(xing)就會導(dao)致漏泄和(he)失效(xiao)，見本規范附錄A表A.0.2及表A.0.4的(de)注中所解(jie)釋的(de)。

上述(shu) ASME B31.3中確定的(de)(de)金(jin)屬材料(liao)設計應(ying)力的(de)(de)準(zhun)則和(he)本附錄(lu)A說明(ming)表3中的(de)(de)規定相同(tong)(tong)，而且在大多數情況(kuang)下(xia)，在本規范(fan)(fan)附錄(lu)A中列出的(de)(de)蠕(ru)變(bian)范(fan)(fan)圍以下(xia)的(de)(de)應(ying)力值是和(he)該規范(fan)(fan)中所(suo)公(gong)布的(de)(de)相應(ying)值相同(tong)(tong)的(de)(de)。

根據(ju)ASMEB31.1中提出的(de)管道用(yong)(yong)的(de)鐵基和非鐵基材料許用(yong)(yong)應(ying)力(li)值的(de)準則是(shi)與(yu)本附(fu)錄A說明表2相同(tong)。其中抗(kang)拉強(qiang)度的(de)安全系數為4。

除(chu)此之外，鑄鐵(tie)的(de)許用應力(li)(li)是根據《ASME 鍋爐(lu)及壓力(li)(li)容器規(gui)范第八卷第1冊壓力(li)(li)容器》中的(de)表(biao)UCI-23中的(de)規(gui)則所確定的(de)安全系數10求定的(de)。

根據(ju)美國《冷(leng)凍管道規(gui)范ASME B31.5》中(zhong)提(ti)出的求定鐵基和非鐵基材料許用應力的準則(ze)如下∶

1. 鐵(tie)基材料(liao)

在100F（37.8℃）及以下(xia)，許用(yong)應力是取(qu)用(yong)25%的(de)常溫下(xia)規定(ding)的(de)最小抗拉強度（SMTS）和62.5%常溫下(xia)規定(ding)的(de)最小屈服強度（SMYS）或0.2變形時的(de)較小值。

在(zai)100F（37.8℃）以上，但低于400F（204℃）時，許(xu)用應力不(bu)超過(guo)在(zai)設計(ji)溫(wen)度(du)下(xia)，變形0.2%時的(de)預期平(ping)(ping)均(jun)屈服(fu)強度(du)的(de)62.5%，或者不(bu)超過(guo)設計(ji)溫(wen)度(du)下(xia)的(de)預期平(ping)(ping)均(jun)抗拉強度(du)的(de)25%。

對(dui)于(yu)構造用材，應采用0.92的質量系數。

2. 非(fei)鐵基材料

在(zai)溫(wen)度(du)超過100°F（37.8℃）時(shi)(shi)，材料的(de)基本許用應力值取(qu)決于下列的(de)最小值，而(er)且還(huan)要(yao)在(zai)抗拉強(qiang)度(du)和屈(qu)服強(qiang)度(du)都是(shi)取(qu)自(zi)設計溫(wen)度(du)下的(de)標(biao)準短時(shi)(shi)試驗時(shi)(shi)∶

①. 最小(xiao)的抗拉強度的1/4；

②. 最(zui)小(xiao)的(de)屈(qu)服強度的(de)2/3；

③. 在(zai)1000h末(mo)產生0.01%蠕(ru)變率的(de)應力值(zhi)；

④. 在(zai)10000h產生斷裂(lie)的應力值。

在100F（37.8℃）及以下時，許用應力取(qu)(qu)用下列的(de)最(zui)(zui)小(xiao)值(zhi)，即取(qu)(qu)1/4的(de)常溫下規定的(de)最(zui)(zui)小(xiao)抗拉強度(du)（SMTS）或2/3的(de)常溫下規定的(de)最(zui)(zui)小(xiao)屈服強度(du)（SMYS）中的(de)最(zui)(zui)小(xiao)值(zhi)。

抗(kang)拉強度和(he)屈服(fu)強度是通(tong)過取用試驗結果，乘以最小(xiao)(xiao)指定的(de)或(huo)預期的(de)抗(kang)拉強度或(huo)屈服(fu)強度和(he)實際(ji)的(de)常溫下的(de)抗(kang)拉或(huo)屈服(fu)強度的(de)比值，來(lai)把它們(men)調整到(dao)最小(xiao)(xiao)值的(de)。

蠕變(bian)和斷裂應力強度(du)是按 Francis B.Foley 在 Metal Pro-gress，June 1947，P.P.951-958所(suo)(suo)指(zhi)出(chu)的“蠕變(bian)和斷裂應力數(shu)據(ju)的說明"中所(suo)(suo)描述的方法(fa)畫出(chu)的蠕變(bian)和斷裂應力曲線來加以(yi)確定的。

求(qiu)定剪切應力(li)和支承的(de)(de)許(xu)用(yong)應力(li)時，亦(yi)應在抗拉(la)許(xu)用(yong)應力(li)的(de)(de)基礎上分別順次乘以0.8和1.6的(de)(de)系數(shu)。

現行(xing)國家標準《鋼制壓(ya)力(li)容器》GB150與本規(gui)范中所規(gui)定的鋼材安全系數相同，詳(xiang)見本規(gui)范第3章表3.2.3-1 及表3.2.3-2.

國家現(xian)行(xing)標準(zhun)《火力(li)發電廠(chang)汽水管道應(ying)力(li)計算技(ji)術規(gui)(gui)定》SDGJ6中規(gui)(gui)定，鋼材的(de)許(xu)用應(ying)力(li)，應(ying)根據鋼材的(de)有關強度特(te)性取下(xia)列三項(xiang)中的(de)最小(xiao)值∶q30/3，q/1.5或qq.2%/1.5，c6/1.5.

從上述(shu)提供的(de)(de)國內外有(you)關的(de)(de)標(biao)準和規(gui)范看，美國的(de)(de)ASME規(gui)范是目前(qian)國際上公認的(de)(de)先進壓(ya)(ya)力容器(qi)中(zhong)最廣(guang)泛(fan)使用的(de)(de)規(gui)范。管(guan)道(dao)的(de)(de)性能和工作(zuo)情況(kuang)雖不完全等同于壓(ya)(ya)力容器(qi)，但(dan)有(you)許多相(xiang)似之處(chu)，因此在(zai)確定材料的(de)(de)安全系數(shu)方面所(suo)采(cai)取的(de)(de)準則基本上也是一(yi)(yi)致的(de)(de)。我國的(de)(de)現行國家標(biao)準《鋼制壓(ya)(ya)力容器(qi)》GB150所(suo)取用的(de)(de)金屬安全系數(shu)，除了熱(re)處(chu)理的(de)(de)螺栓外，與(yu)本附錄A說明(ming)表3和ASME B31.3的(de)(de)主(zhu)要規(gui)定也基本上是一(yi)(yi)致的(de)(de)。

再(zai)則，我國(guo)(guo)(guo)現行(xing)國(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)標(biao)準(zhun)(zhun)《鋼制(zhi)壓(ya)力容(rong)器》GB150是在原石油(you)、化工(gong)和(he)機械三部標(biao)準(zhun)(zhun)實(shi)施20多年的(de)(de)基(ji)礎(chu)上(shang)，總(zong)結(jie)大量的(de)(de)工(gong)程實(shi)踐經驗，以理論和(he)實(shi)驗研究為指(zhi)導，并(bing)吸收了國(guo)(guo)(guo)外同類先(xian)進標(biao)準(zhun)(zhun)的(de)(de)有關(guan)內容(rong)編制(zhi)而成的(de)(de)。應該說是切(qie)合我國(guo)(guo)(guo)實(shi)際(ji)的(de)(de)。因(yin)此(ci)，本規范基(ji)本上(shang)用現行(xing)國(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)標(biao)準(zhun)(zhun)《鋼制(zhi)壓(ya)力容(rong)器》GB150的(de)(de)數據。

1. 關于經(jing)熱處理(li)的螺(luo)栓的許用應力問題(ti)，在本附(fu)錄A說明(ming)表2及表3中以(yi)及ASME B31.3中有以(yi)下規(gui)定∶“按(an)(an)常(chang)溫下抗拉強度(du)的安全系數為5，按(an)(an)常(chang)溫下屈(qu)服點的安全系數為4”。

2. ASME B31.3中是考慮經熱處理(li)的螺(luo)栓其力(li)學性能(neng)在(zai)使用(yong)中有可能(neng)降低，故采用(yong)較(jiao)高的安全系(xi)數。這對于避免法蘭泄漏(lou)應是有利的。但由(you)于現行(xing)法蘭標(biao)準大多(duo)參照歐美法蘭體系(xi)編制(zhi)的，法蘭設計計算還(huan)有基準溫度不(bu)同的問題，條件比較(jiao)復雜(za)，今(jin)后有必要進一步研究，合理(li)解決(jue)調質螺(luo)栓的許(xu)(xu)用(yong)應力(li)的問題。目前，仍按(an)現行(xing)國家(jia)標(biao)準《鋼制(zhi)壓力(li)容(rong)器(qi)》GB150規定的許(xu)(xu)用(yong)應力(li)。

3. 關于鑄鐵(tie)(tie)的(de)(de)力學性(xing)能。本規范附錄A中表(biao)A.0.6、A.0.7 系(xi)按國家(jia)標準列出(chu)了灰(hui)鑄鐵(tie)(tie)、可(ke)鍛鑄鐵(tie)(tie)和球墨(mo)鑄鐵(tie)(tie)的(de)(de)常溫力學性(xing)能及(ji)許(xu)用(yong)應(ying)力，已計入鑄件的(de)(de)質(zhi)量系(xi)數0.8。在表(biao) A.0.6 及(ji)A.0.7中暫缺(que)提高溫度(du)下(xia)的(de)(de)許(xu)用(yong)應(ying)力。選用(yong)閥門時，可(ke)按本規范條文說明第5.6.1條中所(suo)列的(de)(de)標準，按公稱壓(ya)力及(ji)溫度(du)決定最大工作壓(ya)力。

4. 關于(yu)(yu)有色(se)金(jin)屬材料的力(li)學性能(neng)。考慮到鋁(lv)(lv)(lv)是工業管道工程中(zhong)可能(neng)使用(yong)的材料，目(mu)前鋁(lv)(lv)(lv)材標(biao)(biao)準正處于(yu)(yu)修訂階段(duan)，本規(gui)范僅編(bian)了附(fu)錄A的表A.0.8“鋁(lv)(lv)(lv)和鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金(jin)管的許用(yong)應力(li)”。其(qi)它鋁(lv)(lv)(lv)材的許用(yong)應力(li)數據，可按《鋁(lv)(lv)(lv)制焊(han)接容(rong)器(qi)》標(biao)(biao)準的規(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。