来确定材料的许用应力 m 抗拉强度的安全系数取2.4 第3部分 （3）炼铁工艺炉壳体结构设计采用许用应力法 现行国家标准《压力管道规范 《钢制球形储罐》GB eH 150采用的是规则设计标准（以弹性失效为准则） Ⅷ-2 类似于钢制压力容器 /2.4和R 如Q235钢材 屈服强度的安全系数取1.5 其中英国国家物理实验室所做的工作最具代表性 表5.3.6中不同温度下钢材的弹性模量 许用应力取值规定为 材料韧性性能下降 的1/1.5 m 热风炉等壳体结构的设计压力大于0.10MPa 世界各国就压力容器的安全系数取值都呈下降趋势 研究了材料趋势曲线（温度与材料性能的关系） Qk 50341的规定 eL 并认为压力容器主要以线弹性理论为基础 材料》GB 且屈服强度取下屈服点值 壳体温度在15O℃～250℃时 以壳体的某点最大应力进入塑性 /1.5｝ BB503 奥钢联集团（Voestalpine 美国《压力容器建造另一规则》ASME 《压力管道规范 第3部分 （4）本标准对许用应力的取值进行了全面修订 4732-1995分析设计方法相同 /S 5.3.4 英国就开始考虑使用屈服强度σ 屈服强度的安全系数取1.5 b 2018 偏于不安全 许用应力取值均采用了抗拉强度和屈服强度的双控模式 综上分析并结合我国多年来的工程实践经验可以得出 （1）Q355C 与美国《压力容器建造另一规则》ASME 使锚栓的受拉变形尽量减小 进行全面概率统计分析的条件不具备 5.3 没有考虑抗拉强度的作用 特别是对在蠕变温度以下材料的许用应力 《压力容器》GB 常温下规定的最小屈服强度的1/1.5 屈服强度的安全系数取1.5 美国《压力容器建造另一规则》ASME 且安全系数的具体取值也慢慢趋于一致 R 抗拉强度的安全系数取值通常比规则设计法的要小 孔洞间局部进入塑性状态的受力问题 在诸如低强度材料 式中 以此来确定是否保留材料抗拉强度 B 如壳体开有许多孔洞 有较大关系 塑性破坏条件下规定的安全度水平要求相当 的措施 s 日本《压力容器构造——特定标准》JIS 制作和验收” 4732-1995的许用应力取值｛R 用于炼铁炉壳体结构设计过于保守且难以实现 基本满足了实际工程的使用要求 抗拉强度的安全系数取2.7 该做法很快被瑞典 13445-3-2014标准允许采用分析设计 研究表明 8266及现行行业标准《钢制压力容器一一分析设计标准》JB 并且出现了片面追求高屈服强度σ 700-1988中下屈服点确定碳素钢的屈服强度修改为上屈服点 设计指标 （2）按压力容器设计 附录C分析设计-基于弹性应力分析 间接考虑了材料抗拉强度的影响 s eH s 锚栓的许用应力可按表5.3.4选用 而美国《压力容器建造另一规则》ASME 而分析设计方法服从塑性失效准则 5.3 屈服强度 第2部分 b 该方法能解决规则设计方法所不能解决的问题 分析设计法结果精确度较高 提出了“弹性极限”概念 原规范中屈服强度采用上屈服点大概是依据现行国家标准《碳素结构钢》GB/T eL 仍主要由抗拉强度σ 但同时也保留了抗拉强度主要是基于高温安全性能以及国际商业竞争的需要 k 1 在锅炉使用早期 屈服强度的安全系数取1.5 b 生产成本密切相关 采用材料强度值除以安全系数的许用应力法 并取强度安全系数为5.0 钢材的物理性能指标应按表5.3.5采用 锚栓的许用应力值取屈服强度R b 1.00 屈服强度的安全系数取1.5 0.50 材料抗拉强度σ 钢材随着温度的升高 Ⅷ-2-2019和欧盟《非直接接触火焰压力容器 其温度下的许用应力按照公式（5.3.2-1）进行换算 s γ 13445-3-2014在附录B和附录C中给出了两种分析设计法 炼铁工艺炉壳体的板件表面工作温度大致在150℃左右 日本《压力容器的构造——一般事项》JIS 抗拉强度的安全系数取2.4 为控制此状况 其中附录B分析设计-直接法 5500 其弹性模量减小 s 随着理论研究和科学实验的进步 13445-3-2014中规定材料许用应力取值采用材料抗拉强度和屈服强度的双控模式 局部可以按有限寿命设计 20801.3及《压力容器》GB 3 而低碳钢由于具有较好的延性而得到广泛应用 使压力容器强度既留有一定余量 综上分析可以得出 抗拉强度 为此取安全系数为2 几何特征指标仍然处于统计资料不够充分的状况 5.3.5 20801.3-2020规定屈服强度的安全系数取1.5 Ⅷ-1 150-2011采用规则设计法 T——钢材计算温度 要求相遇荷载在其标准值共同作用下壳体结构的最大当量应力不超过钢材的许用应力极限值 在壳体安全的前提下 结构可靠性相比下屈服点差 设计指标 欧盟《非直接接触火焰压力容器 许用应力取值为｛R 为215N/mm 2.00 这是由于ALK490 经分析比较 12337-2014规定屈服强度的安全系数取1.5 2 20801.3等规定屈服强度的安全系数取1.5 屈服强度与许用应力之比约为2 （1）高炉 ——钢材在温度作用下的许用应力取值 AG）（简称“奥钢联”）为宝钢设计的C-3000熔融还原炉计算书 设计和计算》GB/T 对材料高温下的性能与性态研究就引起了极大的关注 本条对钢板设计指标的确定主要依据如下 8266 壳体开始屈服而判断为结构失效 许用应力 4732-1995规定屈服强度的安全系数取1.5 塑性储备降低 的1/2 和材料硬化指数n控制 设计和计算》GB/T 英国标准等和国内钢结构抗火分析 5.3.6 50068对重要性等级为二级 的1/2 更合理 b 应取下列各值中的最小值 但又能在保障安全的前提下尽可能地节省材料而具有良好的经济性 最终确定的钢板许用应力如下 -6 其中 安全系数约为1.75 这与现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 应取屈服强度R 第3部分 钢材的线膨胀系数a可取12×10 Ⅷ-1-2019采用规则设计法 许用应力法 eL 温度下屈服强度的1/1.5 一直到20世纪30年代 Ⅷ-2-2019采用分析设计法 压力容器失效往往发生在应力集中系数较大的部位 Ⅷ-2-2019及《钢制压力容器——分析设计标准》JB 第3部分 /1.5｝ 设计》EN 5.3.6 Gk 总之 压力容器爆破压力与材料硬化指数n和塑性变形率 的现象 欧盟《非直接接触火焰压力容器 5.3.2 设计》EN 该做法为世界各国所普遍接受 选用符合本标准第5.1.8条要求的其他牌号钢板时 Q355钢 5.3.4 美国《压力容器建造规则》ASME 5500 经综合分析后 8265 第3部分 这主要是和经济 ）基本组合进行的粗略类比可靠性验证分析表明 但安全系数本身大多建立在经验的基础上 热风炉 R 转化为［σ］＝1100×0.0981＝107.91N/mm 规则设计服从弹性失效准则 双控模式 因此采用以材料屈服强度和抗拉强度为基准的双控模式会更合理 /2.6 13445-3-2014标准在附录B和附录C中给出的是分析设计标准 根据现有的统计资料 但变化幅度不大 抗拉强度的安全系数取3.0 WSM50C 屈服强度的安全系数取1.5 （2）Q345R钢材的许用应力 2003 许用应力取值规定为 挪威 许用应力取值规定为 5.3.3 应力局部集中显著等情况下可能会偏于不安全 B 安全系数取值 13445-3-2014标准 2）许用应力应采用屈服强度和抗拉强度的双控模式 s 各国关于屈服强度的安全系数取值较为一致 20世纪40年代末 Q390D等钢材的许用应力按照本标准第5.3.2条条文说明所述原则确定 的同时 R Q390钢和Q345R钢的许用应力应根据钢板厚度和设计温度按表5.3.2选用 K值取1.50时 因此采用下屈服点作为屈服强度指标更合理 b 采用的是英国标准《非直接火焊接压力容器规范》PD 700-2006的规定 结合炼铁工艺炉壳体结构采用低合金钢的特点 也保留了抗拉强度σ 原冶金工业部《冶金工业部压力容器安全技术管理规定》〔91〕冶安环字第643号）文中规定 按现行国家标准《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》GB 欧洲各国对压力容器提出了限制σ 欧盟标准 工业管道 钢板的许用应力 对于未取得温度下钢材强度指标者 s 1）屈服强度宜选用下屈服点 其最新版本是PD eL 20世纪二三十年代 精确的分析和设计往往是比较困难的 对薄壁容器和低强度材料尤为显著 根据美国《压力容器建造另一规则》ASME /1.5的较小值 “压力超过0.1MPa的高炉 虽然材料的上屈服点与下屈服点差别不大（上屈服点高5％左右） 偏于安全的采用现行国家标准《压力容器 该标准由原来《碳素结构钢》GB/T 4732采用的是分析设计标准（以塑性失效及弹塑性失效为准则） 故根据使用温度下屈服强度σ 第3部分 /1.5｝min 温度下钢材抗拉强度的1/2.4 欧盟《非直接接触火焰压力容器 2 容许结构出现局部塑性区 与国际国内相关标准相比 为了满足使用需要和保障安全 17-74中3号钢锚栓许用应力为1100kg/cm 工业管道 2 考虑会更可靠 而抗拉强度的安全系数取值则稍有差异 在现阶段科学水平下是适宜的且具有可操作性 熔敷金属的许用应力取钢板的许用应力值 ）分别取0.25 钢材的线膨胀系数 一是根据《钢结构设计规范》TJ 当时压力容器材料的许用应力取值仅考虑了材料抗拉强度 m 当未取得温度下的刚才强度指标时 150.2的规定 随着理论研究和科学实验的进步 ——钢材在20℃时的许用应力取值 B 抗拉强度的安全系数取2.6 并与国内外相关标准和规范协调 捷克等许多欧洲国家所采用 欧盟《非直接接触火焰压力容器 局部应力主要由材料抗拉强度σ 这是欧盟分析设计新的设计方法和最大特点 美国机械工程师协会（ASME）于1914年制定了世界上第一部压力容器标准 工作温度要求随之升高 壳体结构钢材的许用应力应取R 设计》EN ≥K（S 设计和计算》GB/T 设计》EN 以弥补理论漏洞和制造时无法检测的缺陷 SM490C等钢材的力学性能指标 2 m 现行国家标准《压力管道规范 为了可靠保证焊接连接的强度 一般来说 但上屈服点由于影响因素多 抗拉强度的安全系数取3.0 b 设计》EN 其在温度下的许用应力值可按下列欧洲刚结构协会（ECCS）规定的公式计算 第3部分 当时ASME粗略地按室温下材料抗拉强度进行设计 二是为了符合热风炉与基础嵌固连接的假定 常由于应变疲劳 5.3.5 压力容器由于其几何形态和工作环境的复杂性 一般不超过250℃ 《钢制压力容器——分析设计标准》JB 5.3.1 Q235钢屈服强度R 使用了低于材料抗拉强度的“许用应力” 就许用应力修订时采用以材料屈服强度和抗拉强度为基准的双控模式 控制 min 即可不考虑材料的蠕变强度 采用了20℃～250℃温度区段的弹性模量 当荷载效应比值ρ（ρ＝S 建议采用｛R 随着温度的升高会发生变化 /2.4 基于R 均取1.5 考虑屈服强度σ min 20世纪五六十年代 抗拉强度的安全系数取2.35 4 原规范第5.3.1条钢板许用应力取值为上屈服点R 因此 此时大部分碳素钢和低合金钢的抗拉强度基本没有变化 《工业金属管道设计规范》GB （以每摄氏度计） /2.4 焊接连接的熔敷金属的许用应力 Ⅷ-2-2019和日本《压力容器构造一一特定标准》JIS ASME在引入屈服强度σ 采用Q235钢或Q355钢制成的锚栓 2003 Qk Gk 此外 可取钢板的许用应力 但相关试验表明 美国机械工程师协会（ASME）针对当时欧洲许多国家在压力容器标准中材料许用应力值由材料屈服强度取代抗拉强度控制 美国《压力容器建造规则》ASME 并取其中的最小值作为控制许用应力 跟国际主流设计准则也更吻合 抗拉强度的安全系数取2.7 理由如下 结合ECCS的建议 抗拉强度的安全系数取3.5 eH 5.3.2 许用应力取值规定为 然而 ——钢材在温度作用下许用应力取值的折减系数 仅仅采用屈服强度除以安全系数的单控模式 /σ 德国进行了材料塑性性能的相关研究 现行行业标准《钢制压力容器——分析设计标准》JB 温度较低 壳体结构焊接接头都是全焊透形式的接头 而炼铁工艺炉壳体结构等受力状态十分复杂 根据炼铁工艺炉壳体结构的应力分布和实际使用经验 工业管道 抗拉强度的安全系数取2.4 除尘器壳体结构应参照压力容器的技术要求进行设计 按抗拉强度σ 可靠度指标β的算术平均值的最小值约为3.20 5.3.3 eL 热风炉与基础连接的锚栓直径在40mm～100mm范围 50316-2000（2008年版）规定屈服强度的安全系数取1.6 而不考虑抗拉强度σ 也偏于安全 常温下规定的最小抗拉强度的1/2.4 小于0.55MPa 主要原因有两点 ＋S 随着蒸汽循环的高效利用 抗拉强度的安全系数取3.0 世界各国压力容器的安全系数取值都呈下降趋势 许用应力取值规定为 3）屈服强度和抗拉强度安全系数取值 设计指标应取相应质量等级钢板的许用应力 第3部分 不同温度下钢材的弹性模量可按表5.3.6采用 5.3.1 基于分析设计标准的本标准 可采用规则设计和分析设计方法 壳体结构宜采用分析设计方法
