工业金属管道设计规范 GB50316-2000(2008版)
返 回
变小
变大
底 色

附录A 金属管道材料的许用应力

A.0.1 常用钢管许用应力,见表A.0.1。
 表A.0.1常用钢管许用应力


注:中间温度的许用应力,可按本表的数值用内插法求得。
        ①GB 12771、GB 13793焊接钢管的许用应力,未计入焊接接头系数,见本规范第3.2.3条规定。
        ②该行许用应力,仅适用于允许产生微量永久变形之元件。
        ③使用温度上限不宜超过粗线的界限。粗线以上的数值仅用于特殊条件或短期使用。
        ④钢管的技术要求应符合《钢制压力容器》GB 150附录A的规定。
        ⑤使用温度下限为-20℃的材料,根据本规范第4.3.1条的规定,宜在大于-20℃的条件下使用,不需做低温韧性试验。
A.0.2 常用钢板许用应力,见表A.0.2。

表A.0.2常用钢板许用应力 





  注:中间温度的许用应力,可按本表的数值用内插法求得。
        ①所列许用应力,已乘质量系数0.9。
        ②该行许用应力,仅适用于允许产生微量永久变形之元件。对于法兰或其他有微量永久变形就引起泄漏或故障的场合不能采用。
        ③使用温度上限不宜超过粗线的界限。
        ④该钢板技术要求应符合GB 150附录A的规定。
        ⑤使用温度下限为-20℃的材料,要求同本规范附录A表A.0.1的注⑤。
A.0.3 常用螺栓许用应力,见表A.0.3。

表A.0.3常用螺栓许用应力 


注:中间温度的许用应力,可按本表的数值用内插法求得。
①M80及以下使用温度下限为-70℃。
②使用温度下限为-20℃的材料,要求同本规范附录A表A.0.1的注⑤。
A.0.4 常用锻件许用应力,见表A.0.4。

表A.0.4常用锻件许用应力 


   注:中间温度的许用应力,可按本表的数值用内插法求得。
        ①该锻件不得用于焊接结构。
        ②该行许用应力,仅适用于允许产生微量永久变形之元件,对于法兰或其他有微量永久变形就引起泄漏或故障的场合不能采用。
        ③使用温度上限不宜超过粗线的界限。
        ④使用温度下限为-20℃的材料,要求同本规范附录A表A.0.1的注⑤。
A.0.5 碳素钢铸件的许用应力,见表A.0.5。

表A.0.5碳素钢铸件的许用应力 

注:表中许用应力值已乘质量系数0.8。
①使用温度下限要求见本规范附录A表A.0.1注⑤。
A.0.6 球墨铸铁件的许用应力,见表A.0.6。

表A.0.6球墨铸铁件的许用应力 

注:表中许用应力值已乘质量系数0.8。
A.0.7 铸铁件的许用应力,见表A.0.7。

表A.0.7铸铁件的许用应力 

注:表中许用应力值已乘质量系数0.8。
A.0.8 铝及铝合金管的许用应力,见表A.0.8。

表A.0.8铝及铝合金管的许用应力 

 注:①表中产品标准尺寸:GB 6893拉(轧),制管外径6~120mm,壁厚0.5~5mm;GB 4437.1挤压管,外径25~300mm,壁厚5~32.5mm,外径310~500mm,壁厚15~50mm。
        ②表中状态代号:0为退火状态,H112为热作状态。
        ③新牌号见现行国家标准《变形铝及铝合金化学成分》GB/T 3190。
        ④表中()内的数值为标准中未规定的推荐合格指标。

条文说明
    附录A中列有常用钢管、钢板、螺栓、钢锻件、铸铁和某些有色金属管材料的机械性能资料。表中还列有某些材料在各种设计温度下的许用应力值。上述资料数据主要取自现行的国家标准,详见各表格。下面对编制依据作几点说明。
    1.许用应力是按材料的力学性能除以相应的安全系数而得,但安全系数的取定与诸多因素有关,例如材料性能、荷载、设计方法、质量管理水平、操作使用经验等,是一个比较复杂的课题,很难用很少的人力,在很短的时间内,制订一个专用的系列。
    国内外的标准和规范中采用的安全系数不尽相同,而且随着时间的推移和科学技术的进步,还在不断地修订。下面着重介绍ASME和我国的有关标准或规范在安全系数取定准则方面的情况,供使用参考。
    (1)ASME B31.3中提出的确定金属材料许用应力值的准则如下:
        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值:
            ①除了下列③的规定外,取1/4的常温下规定的最小抗拉强度(SMTS)和1/4的设计温度下的抗拉强度的较小者;
            ②除了下列③的规定外,取2/3的常温下规定的最小屈服强度(SMYS)和2/3的设计温度下的屈服强度的较小者;
            ③在蠕变范围以下的温度时,对于已经热处理或应变硬化而使强度有所提高的螺栓材料,取1/5的常温下规定的最小抗拉强度(SMTS)和1/4的常温下规定的最小屈服强度(SMYS)的较小者(除非这些数值小于退火材料的相应值,则此时应取退火的数值);
            ④取每1000h具有0.01%蠕变率的平均应力的100%;
            ⑤取100000h终了的平均断裂应力的67%;
            ⑥取100000h终了的最小断裂应力的80%。
        2)铸铁:在设计温度下铸铁的基本许用应力不应超过下列的较小者:
            ①常温下规定的最小抗拉强度(SMTS)的1/10;
            ②在设计温度下抗拉强度的1/10。
        3)可锻铸铁:其基本许用应力在设计温度下不应超过下列的较小者:
            ①常温下规定的最小抗拉强度的1/5;
            ②在设计温度下抗拉强度的1/5。
        4)其他材料:上述以外的材料的许用应力不应超过下列的最小值:
            ①1/3的常温下规定的最小抗拉强度(SMTS)和1/3的设计温度下的抗拉强度中的较小者;
            ②除了下列③的规定外,取2/3的常温下规定的最小屈服强度(SMYS)和2/3的设计温度下的屈服强度中的较小者;
            ③对于奥氏体不锈钢和镍合金钢具有相似的应力-应变情况者,取2/3的常温下规定的最小屈服强度(SMYS)和90%的设计温度下的屈服强度中的较小者;
            ④对于蠕变率为每1000h 0.01%者,取100%的平均应力值;
            ⑤对于在100000h终了断裂者,取其67%的平均应力值;
            ⑥对于在100000h终了断裂者,取其最小应力的80%。
        5)应用限制:按照上述4)③确定的应力值不推荐用于法兰接点和相似组成件,因在这些部位只要有少许变形就会导致泄漏和失效,见本规范附录A表A.0.2及表A.0.4的注解。
    (2)ASME B31.1中提出的管道用的铁基和非铁基材料许用应力的准则与ASME B31.3的规定不同,即前者抗拉强度的安全系数为4。
    (3)现行国家标准《钢制压力容器》GB 150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。
    从上述提供的国内外有关的标准和规范看,美国的ASME规范是目前国际上公认的压力容器中最广泛使用的规范。管道的性能和工作情况虽不完全等同于压力容器,但有许多相似之处,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。GB 150所采用的钢材安全系数,除了热处理的螺栓外,与ASME B31.3的主要规定也基本上是一致的。
    再则,GB 150是在原石油、化工和机械三部标准实施数十年的基础上,总结大量的工程实践经验,以理论和实验研究为指导,并吸收了国外同类先进标准的有关内容编制而成的。应该说是切合我国实际的。因此,本规范基本上用GB 150的数据。
    2.关于经热处理的螺栓的许用应力问题,在ASME B31.3中有以下规定:“常温下抗拉强度的安全系数为5,常温下屈服点的安全系数为4。”
    ASME B31.3中是考虑经热处理的螺栓其力学性能在使用中有可能降低,故采用较高的安全系数。这对于避免法兰泄漏应是有利的。但由于现行法兰标准大多是参照欧美法兰体系编制的,法兰设计计算还有基准温度不同的问题,条件比较复杂,今后有必要进一步研究,合理解决调质螺栓的许用应力的问题。目前,仍按GB 150规定的许用应力。
    3.关于铸铁的力学性能。本规范附录A中表A.0.6、A.0.7系按国家标准列出了灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁的常温力学性能及许用应力,已计入铸件的质量系数0.8。在表A.0.6及A.0.7中暂缺较高温度下的许用应力。选用阀门时,可按本规范条文说明第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.关于有色金属材料的力学性能。考虑到铝是工业管道工程中可能使用的材料,本规范仅编了附录A的表A.0.8“铝和铝合金管的许用应力”。其他铝材的许用应力数据,可按《铝制焊接容器》JB/T 4734标准的规定。
    5.在GB 150的许用应力表中钢管的标准还不全,故本规范补充了碳钢、不锈钢焊接管及锅炉用钢管等的许用应力。
目录 上节 下节 条文说明


京ICP备10045562号-28 京公网安备110105014475