附錄A中(zhong)列有(you)常用鋼(gang)管、鋼(gang)板(ban)、螺栓(shuan)、鋼(gang)鍛件(jian)、鑄鐵和某些(xie)有(you)色金屬管材料(liao)的機械性能資料(liao)。表(biao)中(zhong)還列有(you)某些(xie)材料(liao)在各種設計溫度下的許用應(ying)力值。上述(shu)資料(liao)數(shu)據(ju)主要取自(zi)現行的國家標準，詳見(jian)各表(biao)格(ge)。下面(mian)對編制(zhi)依據(ju)作幾(ji)點說明。
許用應力是按(an)材料(liao)的(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)能除以相應的(de)(de)(de)安全系(xi)數(shu)(shu)而得(de)，但安全系(xi)數(shu)(shu)的(de)(de)(de)取(qu)定與諸多(duo)因(yin)素有(you)關，例如材料(liao)性(xing)(xing)能、荷載、設計方法、質量管理水平(ping)、操作(zuo)使用經驗等，是一(yi)個(ge)(ge)比較復雜的(de)(de)(de)課題，很難用很少的(de)(de)(de)人力，在很短的(de)(de)(de)時間內，制訂(ding)一(yi)個(ge)(ge)專用的(de)(de)(de)系(xi)列。
近來(lai)國(guo)內外的(de)(de)(de)(de)標(biao)準和規(gui)范中采用的(de)(de)(de)(de)安全系(xi)數(shu)不盡相同，而且隨著(zhu)時間的(de)(de)(de)(de)推移和科學技術的(de)(de)(de)(de)進步，還(huan)在不斷的(de)(de)(de)(de)修訂(ding)。下面著(zhu)重(zhong)介紹一(yi)些工(gong)業發達(da)國(guo)家、國(guo)際標(biao)準組織和我國(guo)的(de)(de)(de)(de)有關(guan)標(biao)準或規(gui)范在安全系(xi)數(shu)取定準則方面的(de)(de)(de)(de)情況，供(gong)使用參考。
根據日(ri)本(ben)鍋(guo)爐(lu)協會(hui)副會(hui)長野原石松先(xian)生在(zai)第244號《鍋(guo)爐(lu)研究》中撰(zhuan)寫的“國外鍋(guo)爐(lu)、壓力容器(qi)結構規(gui)范動向”中提到(dao)的，某些國家(jia)和組織在(zai)1990年10月以前(qian)，確定軋制碳素鋼(gang)許用應力所采用的安全系數(shu)詳見本(ben)附錄(lu)A說(shuo)明表1。
根(gen)據美國(guo)管(guan)道規(gui)范(fan) ASME B31.3（原(yuan)名“Chemical plant and petroleum refinery piping”新版改名“Process piping”）中提出的確定金屬材料許(xu)用應力值的準則如下∶
1. 在設(she)計溫度(du)下的螺栓材料設(she)計應(ying)力(li)值(zhi)不應(ying)超過下列的最小(xiao)值(zhi)∶
①. 除(chu)了下列③的規(gui)定外，取(qu)1/4的常溫(wen)下規(gui)定的最小抗拉強(qiang)度（SMTS）和1/4的設計溫(wen)度下的抗拉強(qiang)度的較(jiao)小者；
②. 除(chu)了下列③的(de)(de)(de)規定外，取2/3的(de)(de)(de)常溫下規定的(de)(de)(de)最小屈服強(qiang)度(du)（SMYS）和(he)2/3的(de)(de)(de)設計溫度(du)下的(de)(de)(de)屈服強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)較(jiao)小者；
③. 在蠕(ru)變范圍以(yi)下(xia)的(de)溫度(du)時(shi)，對于(yu)已經熱處(chu)理或應(ying)變硬化而(er)使(shi)強(qiang)(qiang)度(du)有所提高的(de)螺栓(shuan)材料，取1/5的(de)常溫下(xia)規定的(de)最小(xiao)抗拉強(qiang)(qiang)度(du)（SMTS）和(he)1/4的(de)常溫下(xia)規定的(de)最小(xiao)屈服強(qiang)(qiang)度(du)（SMYS）的(de)較(jiao)小(xiao)者(zhe)（除非這(zhe)些數值(zhi)小(xiao)于(yu)退火材料的(de)相應(ying)值(zhi)，則此時(shi)應(ying)取退火的(de)數值(zhi)）
④. 取在設計溫度下屈服強度的2/3；
⑤. 取每(mei)1000h具有0.01%蠕(ru)變率的平均(jun)應(ying)力(li)的100%；⑥取10000h終了的平均(jun)斷(duan)裂應(ying)力(li)的67%；⑦取100000h終了的最小斷(duan)裂應(ying)力(li)的80%；
2. 鑄(zhu)鐵(tie)∶在設計溫度(du)下的鑄(zhu)鐵(tie)的基本許用應力不應超(chao)過下列的較小者(zhe)∶
①. 常(chang)溫下(xia)規定的最小(xiao)抗拉強度（SMTS）的1/10；
②. 在設計(ji)溫度(du)下抗拉(la)強度(du)的1/10。
3. 可鍛鑄鐵(tie)∶其基本(ben)許用(yong)應(ying)力(li)在(zai)設計溫度下不應(ying)超過(guo)下列的較小值∶
①. 常(chang)溫下規(gui)定的最小抗拉強度的1/5；
②. 在設(she)計溫度下抗拉(la)強度的1/5。
4. 其他材(cai)料(liao)∶上述以外的材(cai)料(liao)的許用(yong)應(ying)(ying)力不應(ying)(ying)超過(guo)下列的最小(xiao)者(zhe)
①. 1/3的常溫下規定的最(zui)小抗拉強(qiang)度（SMTS）和(he)1/3的設計溫度下的抗拉強(qiang)度中(zhong)的較小者；
②. 除了(le)下(xia)列③的規定外(wai)，取2/3的常(chang)溫下(xia)規定的最小屈(qu)(qu)服強(qiang)度(du)(du)（SMYS）和2/3的設計(ji)溫度(du)(du)下(xia)的屈(qu)(qu)服強(qiang)度(du)(du)中的較小者；
③. 對于奧氏體不銹鋼和鎳合金鋼具有(you)相(xiang)似的(de)應力一(yi)應變情況者，取(qu)2/3的(de)常溫下規定(ding)的(de)最小(xiao)(xiao)屈服強(qiang)度(du)（SMYS）和90%的(de)設計溫度(du)下的(de)屈服強(qiang)度(du)中的(de)較小(xiao)(xiao)者；
④. 對于蠕變(bian)率為每1000h0.01%者，取100%的平均應力值；
⑤. 對于在10000h終了斷裂者，取(qu)其67%的平均應力值；
⑥. 對于在(zai)10000h終了斷(duan)裂者，取其(qi)最小應力(li)的80%；
⑦. 對(dui)于構造等級(ji)的(de)材料，其基本許(xu)用應(ying)力(li)應(ying)為0.92倍的(de)按上述的(de)①至⑥確定的(de)最小(xiao)值(zhi)。
5. 應用(yong)限制
按照上述4）③確(que)定的(de)應力值不(bu)推(tui)薦用于(yu)法蘭接點和(he)其他組(zu)成件，因在這些部位只要有(you)少許變形就(jiu)會導致(zhi)漏泄和(he)失效，見(jian)本規范附錄(lu)A表A.0.2及(ji)表A.0.4的(de)注中所解釋的(de)。
上述 ASME B31.3中確定的金屬(shu)材料設計應(ying)力的準則和本附錄A說(shuo)明表3中的規定相(xiang)同(tong)，而(er)且(qie)在大(da)多數情況下，在本規范附錄A中列(lie)出的蠕變(bian)范圍以下的應(ying)力值是和該(gai)規范中所公布的相(xiang)應(ying)值相(xiang)同(tong)的。
根據ASMEB31.1中(zhong)(zhong)提出(chu)的(de)管道用(yong)的(de)鐵(tie)基(ji)和非鐵(tie)基(ji)材料許(xu)用(yong)應力值的(de)準(zhun)則是與本附錄A說明表2相同。其(qi)中(zhong)(zhong)抗拉(la)強度的(de)安全(quan)系(xi)數為(wei)4。
除此之(zhi)外，鑄(zhu)鐵的(de)(de)許用應力(li)(li)是根據《ASME 鍋爐及壓力(li)(li)容(rong)器(qi)(qi)規(gui)(gui)范第八卷(juan)第1冊壓力(li)(li)容(rong)器(qi)(qi)》中(zhong)的(de)(de)表(biao)UCI-23中(zhong)的(de)(de)規(gui)(gui)則所確(que)定的(de)(de)安全(quan)系數10求定的(de)(de)。
根據美國《冷凍管道規范(fan)ASME B31.5》中(zhong)提出的求定(ding)鐵(tie)基和非鐵(tie)基材料許用應(ying)力的準則如下∶
1. 鐵基材料
在100F（37.8℃）及以下，許用應力是取用25%的(de)常溫(wen)下規定的(de)最小(xiao)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)（SMTS）和62.5%常溫(wen)下規定的(de)最小(xiao)屈服強(qiang)度(du)（SMYS）或0.2變(bian)形時(shi)的(de)較小(xiao)值。
在100F（37.8℃）以上，但低于(yu)400F（204℃）時(shi)，許用應力不超過在設(she)計(ji)(ji)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)，變形(xing)0.2%時(shi)的預(yu)期平均(jun)屈服(fu)強度(du)的62.5%，或者(zhe)不超過設(she)計(ji)(ji)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)的預(yu)期平均(jun)抗拉強度(du)的25%。
對于構造用(yong)材(cai)，應采用(yong)0.92的(de)質量系(xi)數。
2. 非鐵(tie)基材(cai)料
在(zai)溫(wen)度(du)(du)(du)超過(guo)100°F（37.8℃）時，材料的(de)基(ji)本(ben)許用(yong)應力值(zhi)取決于下列的(de)最小(xiao)值(zhi)，而且還要在(zai)抗拉強度(du)(du)(du)和屈(qu)服強度(du)(du)(du)都(dou)是取自設計溫(wen)度(du)(du)(du)下的(de)標準短時試驗時∶
①. 最小(xiao)的(de)抗拉強度的(de)1/4；
②. 最小的屈(qu)服強(qiang)度的2/3；
③. 在1000h末產生0.01%蠕變(bian)率(lv)的應力(li)值；
④. 在(zai)10000h產(chan)生(sheng)斷裂的應力值。
在100F（37.8℃）及(ji)以下(xia)時，許用應力取用下(xia)列(lie)的(de)(de)最小值(zhi)，即取1/4的(de)(de)常溫下(xia)規定的(de)(de)最小抗拉強度（SMTS）或2/3的(de)(de)常溫下(xia)規定的(de)(de)最小屈服強度（SMYS）中(zhong)的(de)(de)最小值(zhi)。
抗拉(la)(la)強(qiang)(qiang)(qiang)度和屈服(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)度是通(tong)過取用試驗(yan)結(jie)果，乘以(yi)最小指(zhi)定的或(huo)預期的抗拉(la)(la)強(qiang)(qiang)(qiang)度或(huo)屈服(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)度和實際的常溫下的抗拉(la)(la)或(huo)屈服(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)度的比值，來(lai)把它們調整到最小值的。
蠕變和(he)斷裂(lie)應力強度是(shi)按 Francis B.Foley 在(zai) Metal Pro-gress，June 1947，P.P.951-958所(suo)指出的(de)“蠕變和(he)斷裂(lie)應力數據的(de)說明"中所(suo)描述(shu)的(de)方法畫出的(de)蠕變和(he)斷裂(lie)應力曲線來加以確定的(de)。
求定剪(jian)切應力和(he)支承(cheng)的(de)許(xu)用應力時，亦(yi)應在抗(kang)拉許(xu)用應力的(de)基礎上分(fen)別(bie)順次乘以0.8和(he)1.6的(de)系數。
現行國家(jia)標準《鋼制壓力(li)容器》GB150與本規范中所規定的鋼材安全系數相(xiang)同，詳見本規范第3章表3.2.3-1 及表3.2.3-2.
國家現行標準《火力發電廠(chang)汽水管道應(ying)力計算技術規定》SDGJ6中(zhong)規定，鋼材的許用應(ying)力，應(ying)根據鋼材的有(you)關強度特性(xing)取下列(lie)三(san)項中(zhong)的最小值∶q30/3，q/1.5或qq.2%/1.5，c6/1.5.
從上述提供的(de)(de)(de)國內(nei)外(wai)有關的(de)(de)(de)標(biao)準和(he)規(gui)(gui)范(fan)看，美國的(de)(de)(de)ASME規(gui)(gui)范(fan)是(shi)目(mu)前國際上公(gong)認的(de)(de)(de)先進壓(ya)力(li)容(rong)器(qi)中最廣泛使用的(de)(de)(de)規(gui)(gui)范(fan)。管道的(de)(de)(de)性能(neng)和(he)工作情況雖(sui)不完全(quan)等同于壓(ya)力(li)容(rong)器(qi)，但有許多相似之處(chu)，因(yin)此在確定(ding)(ding)材料的(de)(de)(de)安全(quan)系數(shu)方面(mian)所(suo)采取的(de)(de)(de)準則基(ji)本上也(ye)是(shi)一致(zhi)的(de)(de)(de)。我國的(de)(de)(de)現行國家標(biao)準《鋼(gang)制壓(ya)力(li)容(rong)器(qi)》GB150所(suo)取用的(de)(de)(de)金屬安全(quan)系數(shu)，除了熱處(chu)理(li)的(de)(de)(de)螺栓外(wai)，與本附錄A說明表3和(he)ASME B31.3的(de)(de)(de)主要規(gui)(gui)定(ding)(ding)也(ye)基(ji)本上是(shi)一致(zhi)的(de)(de)(de)。
再則，我國(guo)現(xian)行(xing)國(guo)家(jia)標準(zhun)(zhun)《鋼制(zhi)壓力(li)容器》GB150是在原石油、化工和機械三部標準(zhun)(zhun)實施20多(duo)年的(de)(de)基(ji)礎上(shang)，總結大量的(de)(de)工程實踐經驗(yan)，以理(li)論和實驗(yan)研究為(wei)指導(dao)，并吸(xi)收了(le)國(guo)外同類先進(jin)標準(zhun)(zhun)的(de)(de)有(you)關內(nei)容編(bian)制(zhi)而成的(de)(de)。應該說是切合我國(guo)實際的(de)(de)。因(yin)此(ci)，本(ben)(ben)規范(fan)基(ji)本(ben)(ben)上(shang)用現(xian)行(xing)國(guo)家(jia)標準(zhun)(zhun)《鋼制(zhi)壓力(li)容器》GB150的(de)(de)數據。
1. 關于經熱處理(li)的(de)螺栓的(de)許用應力問(wen)題，在本附(fu)錄A說明(ming)表2及表3中(zhong)以及ASME B31.3中(zhong)有(you)以下規定∶“按常(chang)溫(wen)下抗拉(la)強度的(de)安(an)全系數(shu)為5，按常(chang)溫(wen)下屈服點(dian)的(de)安(an)全系數(shu)為4”。
2. ASME B31.3中是考慮經熱處(chu)理的螺栓(shuan)其力(li)學性能在使用(yong)(yong)中有可能降低(di)，故采用(yong)(yong)較(jiao)高的安全系數。這(zhe)對于(yu)避免法(fa)蘭(lan)泄漏應是有利的。但由于(yu)現行法(fa)蘭(lan)標準(zhun)大多參照歐美(mei)法(fa)蘭(lan)體(ti)系編制的，法(fa)蘭(lan)設計計算還有基準(zhun)溫度不同的問(wen)題，條件比較(jiao)復(fu)雜，今后(hou)有必要(yao)進一步(bu)研究，合理解決調質螺栓(shuan)的許(xu)用(yong)(yong)應力(li)的問(wen)題。目前，仍按現行國家標準(zhun)《鋼制壓力(li)容器》GB150規定的許(xu)用(yong)(yong)應力(li)。
3. 關于鑄(zhu)鐵(tie)的(de)力學性能。本(ben)規范附錄A中表A.0.6、A.0.7 系按國家標準列(lie)出了灰鑄(zhu)鐵(tie)、可鍛鑄(zhu)鐵(tie)和球墨鑄(zhu)鐵(tie)的(de)常溫力學性能及(ji)(ji)許用應力，已(yi)計入鑄(zhu)件的(de)質(zhi)量系數0.8。在表 A.0.6 及(ji)(ji)A.0.7中暫(zan)缺提高溫度下的(de)許用應力。選用閥門時(shi)，可按本(ben)規范條文說(shuo)明第5.6.1條中所列(lie)的(de)標準，按公(gong)稱壓力及(ji)(ji)溫度決(jue)定最大(da)工作壓力。
4. 關于(yu)有色金(jin)屬材料(liao)的力學性能。考慮(lv)到鋁是工業管(guan)道工程中可能使用的材料(liao)，目前鋁材標(biao)準正處于(yu)修訂階段，本規(gui)(gui)范(fan)僅編了附(fu)錄(lu)A的表(biao)A.0.8“鋁和鋁合金(jin)管(guan)的許用應力”。其它鋁材的許用應力數據，可按《鋁制(zhi)焊接容器》標(biao)準的規(gui)(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(xiu)鋼焊管及鍋爐用鋼管等的許用應力。
至德鋼(gang)業(ye)，我(wo)們根據您(nin)的實際(ji)需求，給出參考建(jian)議(yi)，為(wei)您(nin)提供高(gao)性價比的不銹(xiu)鋼(gang)管道及配件。
