附录A中列有(yǒu)常用(yòng)钢管、钢板、螺栓、钢锻件、铸铁和某些有(yǒu)色金属管材料的机械性能(néng)资料。表中还列有(yǒu)某些材料在各种设计温度下的许用(yòng)应力值。上述资料数据主要取自现行的國(guó)家标准,详见各表格。下面对编制依据作几点说明。


  许用(yòng)应力是按材料的力學(xué)性能(néng)除以相应的安全系数而得,但安全系数的取定与诸多(duō)因素有(yǒu)关,例如材料性能(néng)、荷载、设计方法、质量管理(lǐ)水平、操作使用(yòng)经验等,是一个比较复杂的课题,很(hěn)难用(yòng)很(hěn)少的人力,在很(hěn)短的时间内,制订一个专用(yòng)的系列。


  近来國(guó)内外的标准和规范中采用(yòng)的安全系数不尽相同,而且随着时间的推移和科(kē)學(xué)技术的进步,还在不断的修订。下面着重介绍一些工业发达國(guó)家、國(guó)际标准组织和我國(guó)的有(yǒu)关标准或规范在安全系数取定准则方面的情况,供使用(yòng)参考。


  根据日本锅炉协会副会長(cháng)野原石松先生在第244号《锅炉研究》中撰写的“國(guó)外锅炉、压力容器结构规范动向”中提到的,某些國(guó)家和组织在1990年10月以前,确定轧制碳素钢许用(yòng)应力所采用(yòng)的安全系数详见本附录A说明表1。


根据美國(guó)管道规范 ASME B31.3(原名“Chemical plant and petroleum refinery piping”新(xīn)版改名“Process piping”)中提出的确定金属材料许用(yòng)应力值的准则如下∶


1. 在设计温度下的螺栓材料设计应力值不应超过下列的最小(xiǎo)值∶


   ①. 除了下列③的规定外,取1/4的常温下规定的最小(xiǎo)抗拉强度(SMTS)和1/4的设计温度下的抗拉强度的较小(xiǎo)者;


   ②. 除了下列③的规定外,取2/3的常温下规定的最小(xiǎo)屈服强度(SMYS)和2/3的设计温度下的屈服强度的较小(xiǎo)者;


   ③. 在蠕变范围以下的温度时,对于已经热处理(lǐ)或应变硬化而使强度有(yǒu)所提高的螺栓材料,取1/5的常温下规定的最小(xiǎo)抗拉强度(SMTS)和1/4的常温下规定的最小(xiǎo)屈服强度(SMYS)的较小(xiǎo)者(除非这些数值小(xiǎo)于退火材料的相应值,则此时应取退火的数值)


   ④. 取在设计温度下屈服强度的2/3;


   ⑤. 取每1000h具有(yǒu)0.01%蠕变率的平均应力的100%;⑥取10000h终了的平均断裂应力的67%;⑦取100000h终了的最小(xiǎo)断裂应力的80%;


2. 铸铁∶在设计温度下的铸铁的基本许用(yòng)应力不应超过下列的较小(xiǎo)者∶


  ①. 常温下规定的最小(xiǎo)抗拉强度(SMTS)的1/10;


  ②. 在设计温度下抗拉强度的1/10。


3. 可(kě)锻铸铁∶其基本许用(yòng)应力在设计温度下不应超过下列的较小(xiǎo)值∶


   ①. 常温下规定的最小(xiǎo)抗拉强度的1/5;


   ②. 在设计温度下抗拉强度的1/5。


4. 其他(tā)材料∶上述以外的材料的许用(yòng)应力不应超过下列的最小(xiǎo)者


   ①. 1/3的常温下规定的最小(xiǎo)抗拉强度(SMTS)和1/3的设计温度下的抗拉强度中的较小(xiǎo)者;


   ②. 除了下列③的规定外,取2/3的常温下规定的最小(xiǎo)屈服强度(SMYS)和2/3的设计温度下的屈服强度中的较小(xiǎo)者;


   ③. 对于奥氏體(tǐ)不锈钢和镍合金钢具有(yǒu)相似的应力一应变情况者,取2/3的常温下规定的最小(xiǎo)屈服强度(SMYS)和90%的设计温度下的屈服强度中的较小(xiǎo)者;


   ④. 对于蠕变率為(wèi)每1000h0.01%者,取100%的平均应力值;

 

   ⑤. 对于在10000h终了断裂者,取其67%的平均应力值;


   ⑥. 对于在10000h终了断裂者,取其最小(xiǎo)应力的80%;


   ⑦. 对于构造等级的材料,其基本许用(yòng)应力应為(wèi)0.92倍的按上述的①至⑥确定的最小(xiǎo)值。


5. 应用(yòng)限制


  按照上述4)③确定的应力值不推荐用(yòng)于法兰接点和其他(tā)组成件,因在这些部位只要有(yǒu)少许变形就会导致漏泄和失效,见本规范附录A表A.0.2及表A.0.4的注中所解释的。


  上述 ASME B31.3中确定的金属材料设计应力的准则和本附录A说明表3中的规定相同,而且在大多(duō)数情况下,在本规范附录A中列出的蠕变范围以下的应力值是和该规范中所公布的相应值相同的。


  根据ASMEB31.1中提出的管道用(yòng)的铁基和非铁基材料许用(yòng)应力值的准则是与本附录A说明表2相同。其中抗拉强度的安全系数為(wèi)4。


  除此之外,铸铁的许用(yòng)应力是根据《ASME 锅炉及压力容器规范第八卷第1册压力容器》中的表UCI-23中的规则所确定的安全系数10求定的。



根据美國(guó)《冷冻管道规范ASME B31.5》中提出的求定铁基和非铁基材料许用(yòng)应力的准则如下∶


1. 铁基材料


  在100F(37.8℃)及以下,许用(yòng)应力是取用(yòng)25%的常温下规定的最小(xiǎo)抗拉强度(SMTS)和62.5%常温下规定的最小(xiǎo)屈服强度(SMYS)或0.2变形时的较小(xiǎo)值。


  在100F(37.8℃)以上,但低于400F(204℃)时,许用(yòng)应力不超过在设计温度下,变形0.2%时的预期平均屈服强度的62.5%,或者不超过设计温度下的预期平均抗拉强度的25%。


  对于构造用(yòng)材,应采用(yòng)0.92的质量系数。


2. 非铁基材料


  在温度超过100°F(37.8℃)时,材料的基本许用(yòng)应力值取决于下列的最小(xiǎo)值,而且还要在抗拉强度和屈服强度都是取自设计温度下的标准短时试验时∶


    ①. 最小(xiǎo)的抗拉强度的1/4;


    ②. 最小(xiǎo)的屈服强度的2/3;


    ③. 在1000h末产生0.01%蠕变率的应力值;


    ④. 在10000h产生断裂的应力值。


  在100F(37.8℃)及以下时,许用(yòng)应力取用(yòng)下列的最小(xiǎo)值,即取1/4的常温下规定的最小(xiǎo)抗拉强度(SMTS)或2/3的常温下规定的最小(xiǎo)屈服强度(SMYS)中的最小(xiǎo)值。


  抗拉强度和屈服强度是通过取用(yòng)试验结果,乘以最小(xiǎo)指定的或预期的抗拉强度或屈服强度和实际的常温下的抗拉或屈服强度的比值,来把它们调整到最小(xiǎo)值的。


  蠕变和断裂应力强度是按 Francis B.Foley 在 Metal Pro-gress,June 1947,P.P.951-958所指出的“蠕变和断裂应力数据的说明"中所描述的方法画出的蠕变和断裂应力曲線(xiàn)来加以确定的。


  求定剪切应力和支承的许用(yòng)应力时,亦应在抗拉许用(yòng)应力的基础上分(fēn)别顺次乘以0.8和1.6的系数。


  现行國(guó)家标准《钢制压力容器》GB150与本规范中所规定的钢材安全系数相同,详见本规范第3章表3.2.3-1 及表3.2.3-2.


  國(guó)家现行标准《火力发電(diàn)厂汽水管道应力计算技术规定》SDGJ6中规定,钢材的许用(yòng)应力,应根据钢材的有(yǒu)关强度特性取下列三项中的最小(xiǎo)值∶q30/3,q/1.5或qq.2%/1.5,c6/1.5.


  从上述提供的國(guó)内外有(yǒu)关的标准和规范看,美國(guó)的ASME规范是目前國(guó)际上公认的先进压力容器中最广泛使用(yòng)的规范。管道的性能(néng)和工作情况虽不完全等同于压力容器,但有(yǒu)许多(duō)相似之处,因此在确定材料的安全系数方面所采取的准则基本上也是一致的。我國(guó)的现行國(guó)家标准《钢制压力容器》GB150所取用(yòng)的金属安全系数,除了热处理(lǐ)的螺栓外,与本附录A说明表3和ASME B31.3的主要规定也基本上是一致的。


  再则,我國(guó)现行國(guó)家标准《钢制压力容器》GB150是在原石油、化工和机械三部标准实施20多(duō)年的基础上,总结大量的工程实践经验,以理(lǐ)论和实验研究為(wèi)指导,并吸收了國(guó)外同类先进标准的有(yǒu)关内容编制而成的。应该说是切合我國(guó)实际的。因此,本规范基本上用(yòng)现行國(guó)家标准《钢制压力容器》GB150的数据。


 1. 关于经热处理(lǐ)的螺栓的许用(yòng)应力问题,在本附录A说明表2及表3中以及ASME B31.3中有(yǒu)以下规定∶“按常温下抗拉强度的安全系数為(wèi)5,按常温下屈服点的安全系数為(wèi)4”。


 2. ASME B31.3中是考虑经热处理(lǐ)的螺栓其力學(xué)性能(néng)在使用(yòng)中有(yǒu)可(kě)能(néng)降低,故采用(yòng)较高的安全系数。这对于避免法兰泄漏应是有(yǒu)利的。但由于现行法兰标准大多(duō)参照欧美法兰體(tǐ)系编制的,法兰设计计算还有(yǒu)基准温度不同的问题,条件比较复杂,今后有(yǒu)必要进一步研究,合理(lǐ)解决调质螺栓的许用(yòng)应力的问题。目前,仍按现行國(guó)家标准《钢制压力容器》GB150规定的许用(yòng)应力。


 3. 关于铸铁的力學(xué)性能(néng)。本规范附录A中表A.0.6、A.0.7 系按國(guó)家标准列出了灰铸铁、可(kě)锻铸铁和球墨铸铁的常温力學(xué)性能(néng)及许用(yòng)应力,已计入铸件的质量系数0.8。在表 A.0.6 及A.0.7中暂缺提高温度下的许用(yòng)应力。选用(yòng)阀门时,可(kě)按本规范条文(wén)说明第5.6.1条中所列的标准,按公称压力及温度决定最大工作压力。


 4. 关于有(yǒu)色金属材料的力學(xué)性能(néng)。考虑到铝是工业管道工程中可(kě)能(néng)使用(yòng)的材料,目前铝材标准正处于修订阶段,本规范仅编了附录A的表A.0.8“铝和铝合金管的许用(yòng)应力”。其它铝材的许用(yòng)应力数据,可(kě)按《铝制焊接容器》标准的规定。


 5. 在现行國(guó)家标准《钢制压力容器》GB150的许用(yòng)应力表中钢管的标准还不全,故本规范补充了碳钢、不锈钢焊管及锅炉用(yòng)钢管等的许用(yòng)应力。



51.jpg 01.jpg 36.jpg

镍合金.jpg 43.jpg 87.jpg

34.jpg 56.jpg 99.jpg



 至德钢业,我们根据您的实际需求,给出参考建议,為(wèi)您提供高性价比的不锈钢管道及配件。