附錄A中(zhong)列有常(chang)用鋼(gang)管(guan)、鋼(gang)板、螺栓、鋼(gang)鍛件、鑄鐵和某些有色金屬管(guan)材料(liao)的機械性(xing)能資料(liao)。表(biao)中(zhong)還列有某些材料(liao)在各種設計溫度下的許(xu)用應力值(zhi)。上述資料(liao)數據主要取(qu)自現(xian)行的國家標準，詳見各表(biao)格(ge)。下面對編制依(yi)據作(zuo)幾點說明。
許(xu)用(yong)應力是按材料(liao)的(de)(de)(de)力學性(xing)能(neng)除以相應的(de)(de)(de)安(an)全(quan)系數(shu)(shu)而得(de)，但(dan)安(an)全(quan)系數(shu)(shu)的(de)(de)(de)取定與諸(zhu)多因素有關(guan)，例如材料(liao)性(xing)能(neng)、荷載、設計方法、質量管理水(shui)平、操作使用(yong)經驗等，是一(yi)個(ge)比較復雜的(de)(de)(de)課題(ti)，很(hen)(hen)(hen)難用(yong)很(hen)(hen)(hen)少(shao)的(de)(de)(de)人力，在(zai)很(hen)(hen)(hen)短的(de)(de)(de)時間內，制訂一(yi)個(ge)專用(yong)的(de)(de)(de)系列。
近來國(guo)(guo)內外(wai)的(de)(de)標準(zhun)和規范中采用的(de)(de)安(an)全(quan)系(xi)數不盡(jin)相同，而且(qie)隨(sui)著(zhu)時間的(de)(de)推(tui)移(yi)和科(ke)學技術的(de)(de)進步，還在不斷的(de)(de)修訂。下面著(zhu)重(zhong)介(jie)紹一些工業發(fa)達國(guo)(guo)家、國(guo)(guo)際(ji)標準(zhun)組織和我(wo)國(guo)(guo)的(de)(de)有(you)關標準(zhun)或規范在安(an)全(quan)系(xi)數取定(ding)準(zhun)則方面的(de)(de)情(qing)況，供使用參(can)考。
根據日本鍋(guo)(guo)爐協(xie)會副會長(chang)野原石(shi)松先生在第244號《鍋(guo)(guo)爐研究(jiu)》中(zhong)(zhong)撰寫(xie)的(de)“國外鍋(guo)(guo)爐、壓力容器(qi)結(jie)構(gou)規范動(dong)向”中(zhong)(zhong)提到的(de)，某些國家(jia)和(he)組織在1990年10月以(yi)前(qian)，確(que)定軋制(zhi)碳素鋼許用(yong)應力所采用(yong)的(de)安全系數詳見本附錄(lu)A說明(ming)表1。
根據美(mei)國管(guan)道規范(fan) ASME B31.3（原名“Chemical plant and petroleum refinery piping”新(xin)版改名“Process piping”）中提(ti)出的(de)確定金屬材料許用應力值的(de)準則如(ru)下∶
1. 在(zai)設(she)計溫度下(xia)的(de)螺(luo)栓材料設(she)計應(ying)力值(zhi)不應(ying)超過下(xia)列的(de)最小值(zhi)∶
①. 除了下列③的規定外，取(qu)1/4的常溫(wen)下規定的最小抗(kang)拉強度（SMTS）和1/4的設計溫(wen)度下的抗(kang)拉強度的較小者；
②. 除(chu)了下列③的規定外，取2/3的常溫(wen)下規定的最小(xiao)屈服(fu)強度(du)（SMYS）和2/3的設計溫(wen)度(du)下的屈服(fu)強度(du)的較小(xiao)者；
③. 在(zai)蠕變(bian)范(fan)圍(wei)以下(xia)(xia)的(de)溫度(du)(du)(du)時，對于已經熱處理或應(ying)變(bian)硬化(hua)而使強度(du)(du)(du)有(you)所(suo)提高的(de)螺栓材料(liao)，取(qu)1/5的(de)常(chang)溫下(xia)(xia)規定(ding)的(de)最(zui)小抗拉強度(du)(du)(du)（SMTS）和1/4的(de)常(chang)溫下(xia)(xia)規定(ding)的(de)最(zui)小屈服(fu)強度(du)(du)(du)（SMYS）的(de)較小者(zhe)（除非這些數值(zhi)小于退火(huo)(huo)材料(liao)的(de)相應(ying)值(zhi)，則此時應(ying)取(qu)退火(huo)(huo)的(de)數值(zhi)）
④. 取在(zai)設(she)計(ji)溫(wen)度(du)下屈服強度(du)的2/3；
⑤. 取每1000h具有0.01%蠕變(bian)率的(de)(de)平(ping)均應(ying)力(li)(li)的(de)(de)100%；⑥取10000h終了(le)的(de)(de)平(ping)均斷裂(lie)應(ying)力(li)(li)的(de)(de)67%；⑦取100000h終了(le)的(de)(de)最小斷裂(lie)應(ying)力(li)(li)的(de)(de)80%；
2. 鑄鐵∶在設計(ji)溫度下的鑄鐵的基本許(xu)用應(ying)力不(bu)應(ying)超過下列(lie)的較小者∶
①. 常溫下規定(ding)的最小抗拉強(qiang)度（SMTS）的1/10；
②. 在設計溫度(du)下抗拉(la)強度(du)的(de)1/10。
3. 可鍛鑄(zhu)鐵∶其基本許(xu)用(yong)應力在設(she)計溫度下(xia)不應超過下(xia)列的(de)較小值∶
①. 常溫下(xia)規(gui)定(ding)的(de)最小抗拉強度的(de)1/5；
②. 在設計溫(wen)度(du)下抗(kang)拉強(qiang)度(du)的1/5。
4. 其他材料(liao)∶上(shang)述以外的材料(liao)的許(xu)用應力不應超過下列的最小者
①. 1/3的(de)(de)常溫(wen)下(xia)規定的(de)(de)最小(xiao)抗拉強(qiang)度（SMTS）和1/3的(de)(de)設計(ji)溫(wen)度下(xia)的(de)(de)抗拉強(qiang)度中的(de)(de)較小(xiao)者；
②. 除(chu)了下(xia)(xia)列③的規定外，取2/3的常溫下(xia)(xia)規定的最小屈服強度（SMYS）和2/3的設計溫度下(xia)(xia)的屈服強度中的較(jiao)小者；
③. 對于奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼和鎳合金鋼具(ju)有相似的(de)應力一應變情況(kuang)者，取2/3的(de)常溫下(xia)規定的(de)最小屈服強度(du)（SMYS）和90%的(de)設(she)計溫度(du)下(xia)的(de)屈服強度(du)中的(de)較小者；
④. 對于蠕變率(lv)為(wei)每1000h0.01%者，取(qu)100%的平均應力值；
⑤. 對于在10000h終了斷裂者(zhe)，取其67%的平(ping)均應力值；
⑥. 對于在10000h終了斷(duan)裂者，取其最(zui)小應力的(de)80%；
⑦. 對于構(gou)造等(deng)級的材料(liao)，其基本許(xu)用應力應為0.92倍的按上述的①至(zhi)⑥確(que)定(ding)的最小值。
5. 應用限制
按照上(shang)述4）③確(que)定的應力值不推薦用于法蘭接點(dian)和(he)其他(ta)組成件，因在這些部位只要有少許(xu)變形就會導致(zhi)漏(lou)泄和(he)失效，見(jian)本規(gui)范(fan)附錄A表A.0.2及表A.0.4的注中所解釋的。
上述 ASME B31.3中(zhong)確(que)定的(de)(de)金屬材料(liao)設計應力的(de)(de)準則和本附錄A說明表3中(zhong)的(de)(de)規定相(xiang)(xiang)同，而且在(zai)大(da)多數情(qing)況下，在(zai)本規范(fan)附錄A中(zhong)列(lie)出的(de)(de)蠕變范(fan)圍以(yi)下的(de)(de)應力值(zhi)是和該規范(fan)中(zhong)所公布(bu)的(de)(de)相(xiang)(xiang)應值(zhi)相(xiang)(xiang)同的(de)(de)。
根據ASMEB31.1中(zhong)提出的(de)(de)管道(dao)用(yong)的(de)(de)鐵(tie)基和非鐵(tie)基材料許用(yong)應力值的(de)(de)準則是與本附錄A說明表2相(xiang)同(tong)。其中(zhong)抗(kang)拉強(qiang)度的(de)(de)安全系數為4。
除此之外，鑄鐵(tie)的(de)許用應力是(shi)根據(ju)《ASME 鍋爐(lu)及壓力容器規范第(di)八卷(juan)第(di)1冊壓力容器》中(zhong)的(de)表UCI-23中(zhong)的(de)規則所(suo)確定(ding)的(de)安全(quan)系數(shu)10求定(ding)的(de)。
根據美國(guo)《冷凍管道(dao)規(gui)范ASME B31.5》中(zhong)提出的求(qiu)定鐵基和非鐵基材料許(xu)用(yong)應力的準則(ze)如(ru)下∶
1. 鐵基(ji)材料
在100F（37.8℃）及以下(xia)，許用應力是取用25%的(de)常溫下(xia)規(gui)定的(de)最小抗拉強(qiang)(qiang)度（SMTS）和62.5%常溫下(xia)規(gui)定的(de)最小屈服(fu)強(qiang)(qiang)度（SMYS）或0.2變形(xing)時的(de)較小值。
在100F（37.8℃）以上(shang)，但低于400F（204℃）時，許用應力不(bu)超過在設計(ji)溫(wen)度下(xia)，變(bian)形0.2%時的(de)預(yu)期(qi)平(ping)均屈(qu)服強度的(de)62.5%，或者不(bu)超過設計(ji)溫(wen)度下(xia)的(de)預(yu)期(qi)平(ping)均抗拉強度的(de)25%。
對于構造(zao)用材，應采用0.92的質(zhi)量系數(shu)。
2. 非鐵基材料
在溫(wen)度超(chao)過100°F（37.8℃）時，材料的基本許用(yong)應力值取(qu)決于下列的最(zui)小值，而且還要在抗拉強度和屈服強度都是取(qu)自設計溫(wen)度下的標準短時試驗(yan)時∶
①. 最小(xiao)的抗拉強度的1/4；
②. 最小的屈服強度的2/3；
③. 在1000h末產生0.01%蠕變率的(de)應(ying)力(li)值；
④. 在10000h產(chan)生斷裂的應力值。
在100F（37.8℃）及以(yi)下(xia)時，許用應(ying)力取用下(xia)列的(de)(de)最(zui)小值(zhi)，即取1/4的(de)(de)常(chang)溫下(xia)規定的(de)(de)最(zui)小抗拉強(qiang)度（SMTS）或2/3的(de)(de)常(chang)溫下(xia)規定的(de)(de)最(zui)小屈服強(qiang)度（SMYS）中(zhong)的(de)(de)最(zui)小值(zhi)。
抗(kang)(kang)拉強(qiang)度(du)(du)和屈服強(qiang)度(du)(du)是(shi)通過取用試驗結果，乘(cheng)以最(zui)小指定的(de)或預期的(de)抗(kang)(kang)拉強(qiang)度(du)(du)或屈服強(qiang)度(du)(du)和實際的(de)常溫下的(de)抗(kang)(kang)拉或屈服強(qiang)度(du)(du)的(de)比(bi)值(zhi)，來把它們調整(zheng)到最(zui)小值(zhi)的(de)。
蠕變和(he)(he)斷裂應(ying)力(li)(li)強(qiang)度是按 Francis B.Foley 在(zai) Metal Pro-gress，June 1947，P.P.951-958所(suo)指(zhi)出(chu)的(de)“蠕變和(he)(he)斷裂應(ying)力(li)(li)數據(ju)的(de)說明"中所(suo)描述(shu)的(de)方法畫出(chu)的(de)蠕變和(he)(he)斷裂應(ying)力(li)(li)曲線來加以確定的(de)。
求定剪切應(ying)力和支承的(de)許用應(ying)力時，亦應(ying)在抗(kang)拉許用應(ying)力的(de)基礎上分別(bie)順次乘以0.8和1.6的(de)系數。
現行國(guo)家標準《鋼制(zhi)壓力容器(qi)》GB150與本規范(fan)中所規定(ding)的鋼材安全(quan)系數相同，詳見本規范(fan)第3章表3.2.3-1 及表3.2.3-2.
國家(jia)現(xian)行標準(zhun)《火力(li)發電廠(chang)汽(qi)水管道應力(li)計算技術規定》SDGJ6中規定，鋼(gang)材的(de)許用應力(li)，應根據(ju)鋼(gang)材的(de)有關強度特(te)性取下列(lie)三項中的(de)最小值∶q30/3，q/1.5或qq.2%/1.5，c6/1.5.
從(cong)上(shang)述提供的(de)(de)(de)(de)(de)國(guo)(guo)內外有(you)關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)(biao)準和(he)規范(fan)看，美國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)ASME規范(fan)是目前國(guo)(guo)際(ji)上(shang)公(gong)認(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)先(xian)進壓力(li)容(rong)器中最廣泛使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)規范(fan)。管(guan)道的(de)(de)(de)(de)(de)性能和(he)工作情況(kuang)雖不完全等同于壓力(li)容(rong)器，但有(you)許(xu)多(duo)相似之處，因此(ci)在確(que)定材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全系數方面所(suo)采(cai)取(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)準則基(ji)本上(shang)也是一致(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)。我國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)現行國(guo)(guo)家標(biao)(biao)準《鋼制壓力(li)容(rong)器》GB150所(suo)取(qu)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)金屬安(an)全系數，除了熱處理的(de)(de)(de)(de)(de)螺栓外，與(yu)本附錄A說明表3和(he)ASME B31.3的(de)(de)(de)(de)(de)主要規定也基(ji)本上(shang)是一致(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)。
再則，我國(guo)(guo)現行國(guo)(guo)家(jia)標(biao)(biao)(biao)準《鋼制(zhi)壓力(li)容(rong)器》GB150是在原(yuan)石油(you)、化工(gong)和(he)機械(xie)三部(bu)標(biao)(biao)(biao)準實施(shi)20多年的(de)基礎(chu)上(shang)(shang)，總結大量的(de)工(gong)程實踐經驗，以理論(lun)和(he)實驗研究(jiu)為指導，并吸(xi)收了國(guo)(guo)外同類先進標(biao)(biao)(biao)準的(de)有關內容(rong)編制(zhi)而(er)成(cheng)的(de)。應該說是切合(he)我國(guo)(guo)實際的(de)。因此，本規(gui)范(fan)基本上(shang)(shang)用(yong)現行國(guo)(guo)家(jia)標(biao)(biao)(biao)準《鋼制(zhi)壓力(li)容(rong)器》GB150的(de)數據。
1. 關于經熱處理的螺栓的許用應力問題，在本(ben)附(fu)錄A說明(ming)表(biao)2及表(biao)3中以及ASME B31.3中有以下規(gui)定(ding)∶“按常溫下抗拉強度的安(an)全系數為(wei)(wei)5，按常溫下屈(qu)服點(dian)的安(an)全系數為(wei)(wei)4”。
2. ASME B31.3中是考慮經熱處理(li)的(de)(de)螺栓(shuan)其力學性能在(zai)使用(yong)(yong)中有可能降低，故采用(yong)(yong)較高的(de)(de)安全系數。這對于(yu)避免法(fa)蘭(lan)泄漏應(ying)是有利的(de)(de)。但由于(yu)現(xian)(xian)行(xing)法(fa)蘭(lan)標(biao)準(zhun)大多參照歐美(mei)法(fa)蘭(lan)體(ti)系編制的(de)(de)，法(fa)蘭(lan)設計計算還(huan)有基準(zhun)溫(wen)度不同的(de)(de)問題，條件(jian)比較復(fu)雜(za)，今后有必要進一步研(yan)究，合(he)理(li)解決調質(zhi)螺栓(shuan)的(de)(de)許用(yong)(yong)應(ying)力的(de)(de)問題。目前，仍按現(xian)(xian)行(xing)國家(jia)標(biao)準(zhun)《鋼制壓力容器》GB150規(gui)定(ding)的(de)(de)許用(yong)(yong)應(ying)力。
3. 關于鑄(zhu)(zhu)鐵的(de)力(li)學性能(neng)。本(ben)規范附錄A中表(biao)A.0.6、A.0.7 系按(an)國家標(biao)準列出了灰鑄(zhu)(zhu)鐵、可鍛鑄(zhu)(zhu)鐵和球墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵的(de)常溫(wen)力(li)學性能(neng)及許(xu)用應(ying)力(li)，已計入鑄(zhu)(zhu)件的(de)質(zhi)量系數(shu)0.8。在表(biao) A.0.6 及A.0.7中暫缺提高溫(wen)度(du)下的(de)許(xu)用應(ying)力(li)。選用閥門時，可按(an)本(ben)規范條文說明第5.6.1條中所列的(de)標(biao)準，按(an)公(gong)稱壓(ya)力(li)及溫(wen)度(du)決定(ding)最大工(gong)作壓(ya)力(li)。
4. 關于(yu)有色金屬材料的(de)力(li)學(xue)性能(neng)。考慮到鋁(lv)是工業管道工程中(zhong)可能(neng)使(shi)用(yong)的(de)材料，目前鋁(lv)材標準(zhun)正(zheng)處于(yu)修(xiu)訂階段，本規范僅編了附錄A的(de)表(biao)A.0.8“鋁(lv)和鋁(lv)合金管的(de)許用(yong)應力(li)”。其(qi)它鋁(lv)材的(de)許用(yong)應力(li)數據，可按(an)《鋁(lv)制焊(han)接(jie)容(rong)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、不銹鋼焊管及鍋爐用鋼管等的許用應力。
至德鋼(gang)業，我(wo)們根據您的(de)實(shi)際需求(qiu)，給出參考建議，為您提(ti)供高(gao)性價比的(de)不(bu)銹鋼(gang)管道及(ji)配件。
