1、p DL 中华人民共和国电力行业标准DL/T 5141-2001 水电站压力钢管设计规范条文说明编写单位：国家电力公司西北勘测设计研究院，国家电力公司昆明勘测设计研究院，武汉大学批准部门：中华人民共和国国家经济贸易委员会f ,f)咆jJ去j钱也2002北京目录1 范围.151 4 术语、符号.153 5 一般管段布置1545.1 一般规定.154 5.2 明管.1575.3 地下埋管.160 5.4 坝内埋管1615.5 坝后背管1616 材料1646.1 钢材.164 8基本设计规定1839 一般管段结构分析.197 9.1 明管.197 9.2地下埋管.1989.3坝内埋管.198 9.4
2、 坝后背管.20010 岔管布置、结构分析204 10.1 布置. 204 10.2 结构分析.204 11 构造要求20611.1 一般要求.206 11.2 明管. 210 11.3 地下埋管.214 11.4 坝内埋管.21511.5 坝后背管217 12模型试验、水压试验219 149 12.1 模型试验21912.2 水压试验21913 原型观测、运行检查.222 13.1 原型观测22213.2运行检查.222 附录A（标准的附录）明管结构分析方法.223 附录B（提示的附录）地下埋管结构分析方法.227 附录C（提示的附录）坝内埋管结构分析方法.234 附录D（提示的附录）坝后背
3、管结构分析方法.239 附录E（提示的附录）三梁岔管结构分析方法.247附录F（提示的附录）月牙肋岔管结构分析方法253附录G（提示的附录）球形岔管结构分析方法.256 附录H（提示的附录）无梁岔管结构分析方法.258 附录J（提示的附录）贴边岔管结构分析方法.260 150 1范围1.0.1 原规范水电站压力钢管设计规范（试行）SD144-85（下同）第1.0.1条表1.0.1，列有各种管型基本参数的上限值，当参数超过表列数值时要求作必要的补充研究。考虑到原规范发布距今已有十余年，随着水电建设规模的日益增大和科学技术的不断发展，近年来我国兴建的许多水电站压力钢管（参见表1和表2），已全面突破
4、原规范所限定的参数。且表1和表2所列初步统计的数值也还有不断被突破的趋势，例如国内外抽水蓄能电站的HD值已高达（40005000)m2。故而很难列出一组上限值，既可供今后、二十年内钢管工程设计时使用，又能符合各种管型的具体情况。因此本规范改为在条文说明中，列出些国内已建工程的数据作为参考。例如，坝内埋管的管径大于坝、段宽度的二分之一，所用管材超出推荐范围，坝内埋管HD值超出了外围坝体混凝土不允许裂穿的规定等情况，应作专门研究。表1国内部分水电站压力钢管参鼓实例结构型式工程名称管径D设计作用水头H作用水头管徨舌。m m m2 羊卓雍湖2.1 1000 2100 隔河岩8.0 170 1360 明
5、管天湖1.0 1180 1180 锁金山1.6 650 1040 臼山（二期）8.0 85 680 龚嘴8.0 60 480 天荒坪3.2 888 2842 十兰陵3.8 685 2603 地下埋管广州抽蓄3.5 725 2538 鲁布革4.6 420 1932 二滩9 189.5 1706 天生桥（一级）8.2 7.0 173 1419 1211 151 表1（续完）结构型式工程名称管径，D设计作用水如f作用水头x管径阳3m m m2 龙羊峡7.5 171.4 1286 三峡坝内段12.4 72.6 900 坝内埋管岩滩10.8 82 886 乌江渡5.7 154 878 水口10.5 71
6、.5 751 三峡12.4 139.5 1730 李家峡8.0 152 1216 坝后背管五强溪11.2 80 896 东江5.2 162 842 紧水滩4.5 105 473 外包钢筋天生桥（一级，厂前段）8.2 7.0 175 1435 1225 混凝土管依萨河（二级）1.0 994 994 注：隔河岩钢管外包钢筋混凝土仅起保护作用，故表中仍列为明管；表中仅三峡为在建工程，其余均为已建成工程；本表所列未包括台港澳等地区。表2国内部分已建成水电站压力钢管最大参数结构型式管径D设计作用水头H作用水头管径HDm m 口12 明管8.0 （龚嘴）1180 （天湖）2100 （羊卓雍湖）地下埋管9.
7、0 （二滩）888 （天荒坪）2842 （天荒坪）坝内埋管11.2 （五强溪坝内段）171.4 （龙羊峡）1286 （龙羊峡）坝后背管11.2 （五强溪）162 （东江）1216 （李家峡）外包钢筋8.2 （天生桥一级）994 （依萨河二级）1435 （天生桥一级）混凝土管152 4术语、符号4.0.1 术语及其定义根据GBJ132-1990要求，列出主要术语，注明定义及附上术语英译，是本次规范的新增部分。初次进行此项工作难免有错漏不妥之处，加之征集到的修订意见以及历次讨论会和审查会上的意见并不一致，以下仅对意见分歧最大的术语“坝后背管”，没有采用“钢衬钢筋混凝土管”及其他称谓，说明于下：(1
8、)原规范即称该管型为“坝后背管”，国内一些水电站设计中及水利水电科技杂志上亦用此术语。可见，在国内水电工程界对这种管型的结构特点和布置特点已有共识和统一的理解，不会？昆淆。(2）工程上一般把仅起防渗、抗冲、减小磨阻作用，而在结构分析中不计其作用的压力管道内侧所设钢板，称为“钢衬”。坝后背管内侧所设钢板，与外包钢筋混凝土共同承受内水压力，且起重要作用。所以，此钢板不宜称为“钢衬”，而应该称为“钢管”。(3）按该管型初创国所用俄语直译为汉语，确实是“钢衬钢筋混凝土管”。而按照汉语语法，“钢衬钢筋泪凝土管”为合成名词（或名词短语），其主体是“钢筋混凝土管”，修饰定语是“钢衬”，应理解为“设有钢衬的钢
9、筋泪凝土管”，与本规范所列的其他类型钢管，难以并列。(4）布置在坝外地基上的这种结构，本规范称为“外包钢筋混凝土管”，即为“外包有钢筋混凝土的压力钢管”，其主体还是钢管。而“坝后背管”，是指“敷设在混凝土坝下游面上，外包钢筋混凝土的压力钢管”。布置在下游坝坡上的明管可称为“坝坡明管”。153 5 一般管段布置5.1一艘规定5.1.1 由原规范第2.1.1条至第2.1.3条共三条合并而成，增加对钢管结构型式确定的要求。由“钢管根数”改为涵盖全面的“引水方式”。一条钢管可以是一种结构型式，也可由两种或多种结构型式的管段组成。不同结构型式管段的划分应经比较确定，这些管段间的衔接应特别重视。一般经验，
10、明管和地下埋管，作用水头为（100300)m, 流速约为（46)mis；水头提高，流速可适当加大。坝内埋管较短，流速可略大于引水式水电站，作用水头为(3070)m, 流速约为（36)mis；水头（70150)m，流速约为（57)mis；水头150m以上，流速大于7m/s。5.1.3 鉴于出现过闸阀破坏，因元更换通道而重新开挖运输洞的实例，如美国南霍尔斯顿工程进水口（见西北院压力钢管译文集训，故增补“应布置必要的通道，以便检修、更换闸门（阀）”的要求。5.1.5 由原规范第2.1.7条、第2.4.2条、第2.4.3条共三条合并而成。由原规范附录（一）七及附录（三）三所列公式，通气孔（井）最小有效
11、面积可采用下列公式之一进行计算：Ao1 = KaQa 缸1265m8A五、，币1，飞A _ /3aQa - a2- Va (2) 以上各式中：Aa1,Aa2一一通气孔（井）最小有效面积（m2);154 Ka安全系数，可采用Ka=2.如Qa通气孔进风量，近似取为钢管最大流量（m3Is); ma一一通气孔流量系数，采用通气阔的通气孔可取ma=0.5，无间通气孔可取m8=0.7;Aa一一钢管内外允许气压差，其值不得大于O.lMPa，若通气孔能保证不被污物、冰块等堵塞，Pa可采用计算值，但不得小于0.05MPa;/Ja通气率，无阀通气孔取/Ja=0.40.6，闸门孔口处流速4.5m/s可取A二0.4,
12、4.5m/sv6mls可取/3a=0.6;Va一一允许风速，建议取va=50m/s。原规范编写说明附录（二）三附表3.8中，统计有17个水电站坝内埋管钢管通气孔面积Aa、发电引水管道面积A以及两者的比值平，守的范围为（3.2110.67）%，平均为6.25%。随着单机容量的增大，管道流速u相应有所提高，q值亦有所加大。？会；Qa=Av由式（1)推得1/1一一旦旦旦126: 由式推得1/2于1取Ka= 2.8, v = ( 3 7) mis, ma = 0.7, Pa= 0.05MPa, f3a =0.4 0.6, Va= 50m/s，则155 币I=2.8（3才=4.2% 9.9% 12650
13、.7、0.05一（0.40.6)(3 7) r;2-A =2.4% 8.4% DL/T5039一1995附录B的B.0.2规定：引水发电管道快速闸门后通气孔面积可按发电管道面积的3%5%选用；事故闸门的通气孔面积可酌情减少。与工程实例以及上列两式所求得的面积比相比较，该规范所定通气孔面积比偏低，建议取77=4%9%。若通气孔喷水所造成的危害较大，宜取较大的通气孔面积比。5.1.6 原规范第2.1.8条规定“钢管转弯半径不宜小于3倍管径”，即以RID二三3为宜。原规范编制说明表2.4.1所列工程实例中，仅约三分之一的实例满足此要求：三分之二以上的实例，RID注2；二分之一的实例，RID=23；该
14、比值最小的实例，RID= 1.01.2，故作如正文的修订。若布置允许，采用RID二三3可减小弯段局部水头损失。5.1.7 本条为增补条文，现说明于下：(1)“进口渐变段长度不宜短于1倍管径”的要求，与SD303-1988第2.2.8条“渐变段长度不宜小于1.01.2倍引水道宽度（或洞径）”的要求，是一致的。(2）渐变段进口断面的长方形孔口面积Ai，若为出口断面圆形孔口面积A2的1.4倍左右，或大于1.4倍，则称为大孔口。大孔口常做成孔宽度等于管径D，而孔高约等于l.2D。相应若A1IA2=1.01.2，则称为小孔口，小孔口常做成孔宽缩窄为0.8D左右，而孔高等于D。孔口大小对闸门重量、启闭机的
15、启闭力、孔口结构均有影响，大直径且进口埋深大的管道更为显著，故宜采用小孔口。近年来清华大学结合三峡工程进行了渐变段局部水头损失的水力学试验，结果为大小孔口的局部水头损失相差不多。日本压力钢156 管设计技术标准（1993年修订版）（见西北院压力钢管规范译文集）第6条所列国断面渐缩段水头损失计算式中，若渐缩锥角相同，贝。小孔口的渐缩损失系数仅约为大孔口的四分之一，算式中的流速采用渐缩后流速，可供参考。小孔口与SD303-1988第2.2.7条“有压引水道的进水口，其孔口面积一般不宜小于后接引水道的面积”的要求，也是致的。(3）设有钢衬的渐变段，提醒设计者要注意防止失稳，这是鉴于已经有刘家峡水电站
16、一孔地下厂房进水口渐变段钢衬连同工作门门槽钢衬一起失稳的实例。5.2明管5.2.1 明管的线路布置与进水口和主厂房的布置有关。一般是这两类建筑物位置先选好，再考虑管线布置，除非是管线有不可逾越的地形、地质不良地段，才另选方案。但某些工程的厂址无多个位置比选，管线必须迁就厂址，不得不通过某些不良地段，则应采取措施以策各方安全。水头高、线路长的管线，为了施工和运行方便，往往将管线分段，并要求几个施工场地必须通公路。因场地高差很大，公路线路很长，会影响布置和增加造价，所以，管线布置时应考虑这一因素。5.2.2 事故排水道的设计流量目前难作具体规定，它与该管道的引用流量、水头高低（假设破裂位置）和钢管
17、破裂程度及电站重要性有关。防冲措施的结构型式、规模与管道和厂房相对关系有关（平面上是正交或斜交），亦难以具体规定，只能因地制宜布置。如主管破裂不会直冲厂房，可不考虑。遇有管道与高压输电线路交叉时，应设网架防止高压线脱落于管道上危及电站安全。5.2.4 洞内和室内明管，因洞内和室内气温与管内水温相差较大，管壁外容易结露，防腐涂料层较易损坏脱落，使铜管加速锈蚀，所以必须通风防潮。室内伸缩节也属此种情况。157 5.2.5 明管温度伸缩量较大，为减小温度应力，用伸缩节将管道断开成若干段，称为“分段式”。因电站明管纵坡一般较陡，为了安装方便，所以伸缩节一般置于镇墩下游侧。若纵坡平缓，安装节能自稳，或采
18、取措施能自稳的，亦可将伸缩节置于两相邻镇墩之间管段的中间部位。铺设在混凝土坝下游坝面上或陡坡上的明管，因管轴较陡，伸缩节若靠上方布置，则管壁由自重产生的轴向压应力增大，管壁纵向稳定问题应予重视；若靠下方布置（例如伊泰普坝坡明管），则管壁轴向拉应力增大。故伸缩节位置应综合应力、稳定、安装等因素考虑。限制分段长度是为了控制伸缩量不要过大，减少支座支承点轴向位移构件的行程，简化支座结构，同时为了限制作用在管壁和镇墩上的轴向力。其最大行程（伸缩）值计算式为：D.l = D. TcsLos (3) 式中：D.l行程（伸缩）量（mm);D.T钢管安装合拢温度（非指大气温度，实指安装合拢时钢管温度）与运行期
19、的最高或最低气温（或水温）之差的绝对值（）：s一一钢材线膨胀系数，取s=1.210-5卢；Los一一伸缩节至相距较远镇墩的管段长度（mm）。该式的D.l为最大值，各支座支承点的伸缩量均不相同。D.l与钢管安装合拢温度有关，故应选择好合拢温度。设计支座垫板尺寸，还应增加一定的富裕量。镇墩与弯管合为一体，承受上下管段传来的轴向力（自重、水重和温度作用力），其稳定全靠镇墩的重量和合适的体形，所以对地基要求较高，体形要合理。水压试验中镇墩上存在很大的附加作用力，所以设计试验分段闷头的位置，除应考虑水头分段外，还应考虑因水压试验而要求增大镇墩是否合适。对上凸弯管处的镇墩尤其要注意这一点。158 详见12
20、.2.2及其说明。5.2.6 支墩间距与管径和壁厚有关，同时应考虑安装方便、所选支座的承载能力、地基沉陷变位等因素。从控制管壁应力出发，可以用钢管跨中弯曲应力不超过0.15倍环向拉应力为参考依据（管壁强度校核时，轴向应力所占比重甚微）。但伸缩节所在跨应尽量短些，以免因该处挠度和角度变位偏大而影响伸缩节的自由伸缩和造成漏水。国外一些工程支墩间距远大于我国，值得设计者研究和借鉴。地震多发区的管道，为了减小振幅和相应的地震应力，建议支墩间距短一些。为了避免横向地震时管道横向移动使支座脱离支墩，行走部分应设挡板限位。5.2.7 支座型式的选择，应考虑管径、支墩间距和其重要性。以下列出按管径D选择支座型
21、式的数据，可供参考：D运lm，钢管元支承环，鞍型支座：D2m，铜管有支承环，鞍型支座；D4m，滑动支座；D2m，滚动支座：D4m，摇摆支座。元支承环的鞍型支座只适用于小直径钢管。有支承环的鞍型支座，是一种改进型支座，具有支承关系明确、减轻锈蚀、维护方便等优点，适用于管径稍大的钢管。平面滑动支座，以往在支柱底部与墩座间，为上下两块钢质支承板相对移动，近年来羊卓雍湖等电站明管，在上下支承板之间加设不锈钢板和聚四氟乙烯滑板，这是从桥梁支座移植并加以改进而来的。聚四氟乙烯的摩擦系数=0.05 （常温下）0.08（低温下），与钢质辐轮的摩擦系数相近，甚至更小。管道在荷载及温度作用下，要不断移动，因管轴线
22、呈微弯曲线，而滑板为平面且刚度大，不能相应变动，板上反力很不均匀，滑板平面尺寸由支承力确定，支承力越大滑板越大，反力越不均匀，所以滑动支座亦不宜使用在大管径、大跨度管道上，但159 制作安装相对简便。滚动支座与滑动支座相比较，行走部分由滑动改进为滚动，支座摩擦系数很小，可以适应于管径相对较大的大跨度管道。当管径和跨度较大或很大时，宜采用摇摆支座。如仍用滚动支座，则其辑轮直径要求很大，制作和材料采购均较困难。摇摆支座相当于一个大直径辑轮。5.2.8 倒虹吸管道为放空巡视和维修，应设有管道放空设施；因发电管道流速不高，水流挟沙容易沉降在最低部位，排沙设施也是必要的。电站中的倒虹吸管多系中间管道（即
23、过渡段），全线放空和充水时，必须补气和排气，以免形成真空而使管壳失稳或将空气带人水轮机危及机组安全。5.2.9 土质管槽的边坡有被雨水冲刷以及排水沟被堵塞的可能，同时为防止管道破裂冲毁边坡，所以土质边坡宜进行砌护。5.3地下埋管5.3.1 地下埋管线路的成洞条件是设计中的首要问题，其要求可参考SD134。修订中删去原规范“管线宜深埋”的要求，以覆盖围岩厚度满足要求为原则。过大的埋深，在地下水位很高的不良地段，可能会增大钢管抗外压稳定的难度。5.3.3 斜井坡度：目前国内开挖，向上出渣采用30。35；向下出渣，各工程采用的有所不同，或为溜渣方便，取45以上，或为方便工人上下，取40。以下。可根据
24、布置情况和施工单位的经验采用。5.3.4 在地下水富集，外水压力（即地下水位）荷载明确的地区，地下埋管抗外压稳定设计若按折减后的外水压力取值，则地下水排水设施和抗外压措施必需有效、可靠，才能保证钢管的安全运行。国内一水电站，调压井后高压管道为地下埋管，D=4.3m,160 最大作用水头H=300mo下弯段处勘测地下水位高出管中心线145m，抗外压稳定设计中取外水压力折减系数为0.6，管壁厚(16 26) mm，加强措施为锚筋环。高压管段三分之二管段围岩为玄武岩，下弯段顶部有岩性较软的凝灰岩岩层斜穿洞线，其附近围岩破碎，钢管安装期间地下水渗漏量较大。为排积水在下弯段混凝土衬砌圈外侧埋设两根615
25、0透水软管，从下弯段起引至相距480m远处的洞外集水井内。首台机组运行三个月后停机检查时，发现钢管失稳，管底向上隆起，从下弯段起失稳、段长度达330m。近几十年内，国内外已有数起地下埋管失稳的实例。5.4坝内埋管5.4.1 原规范为第2.4.1条，鉴于国内有几条坝内埋管的管径，已起过三分之一坝段宽度，有的工程经论证后，管径已达坝段二分之一左右，故修订为“管径不宜大于坝段宽度的三分之一，不应大于坝段宽度二分之一”，否则应作必要论证。5.5坝后背管5.5.2 上弯段是坝内埋管段与坝后背管段的过渡段，多数坝后背管的上弯段小部分布置在坝内，大部分布置在坝外，仅有紧水滩全布置在坝内。上弯段布置应考虑、以
26、下因素：(1)减小水头损失。(2）减少对坝体的削弱，减少坝体施工和钢管安装的难度以及相互之间的干扰。加大转弯半径虽不能减小弯道离心力和不平衡水压力，但可降低单位弯道上所应承受的锚固力。坝后背管工程实例的有关数据和情况列于表3，供设计参考，表中正应力以拉为正，前4个工程属原苏联。5.5.3 管道本体位于坝、体以外，有利于二者分期施工，减少管道对坝体应力的不利影响。为了缩短厂坝间的距离，亦可将管道局部嵌入坝体，例如三峡工程。161 表3坝后背管工程实例克拉斯萨扬曹T悴尔普工程名称H若雅尔契尔盖申斯壳沙伊东江紧水滩李家l峡五强溪三峡斯克斯克坝型重力坝双曲重力重力坝双曲双曲双曲重力重力拱坝拱坝拱坝拱坝
27、拱坝坝坝最大坝、高125 233 245 113 157 102 155 87.5 175 口】静作用水头112 209 226 91.5 141 90.7 138.5 60.15 l18 m 最大作用水头130 229 267 101 162 105 152 80 139.5 口1钢管半径r3.75 2.75 3.75 3.5 2.6 2.25 ,4.0 5.6 6.2 m EID 975 1260 2003 707 842 473 1216 896 1730 盯12 管壁厚度t32 4( 20 16 30 14 H 141巨18 32 18 22 30 34 H立n最大环筋折算厚度t314
28、.2 11.5 26.7 12.2 6.47 14.5 13.0 16. l H宜nt3lt 0.355 0.575 0.893 0.763 0.359 0.557 0.592 0.699 纵筋折算厚度!31 3.4 1.40 4.20 8.1 mm t 31 lt3 28 51 39 28 22 29 50 % 外包混凝土厚度t41.5 1.5 1.5 1.0 2.0 1.0 1.5 3.0 2.0 口1t41r 0.397 0.545 0.400 0.286 0.770 0.440 0.375 0.535 0.322 钢管单独承载1.6 1.3 1.38 1.37 1.2 安全系数K1环筋
29、单独承载1.1 1.1 1.2 1.0 安全系数Ki总体安全系数K2.7 2.4 1.8 2.58 2.2 2.2 2.0 2.0 实测混凝土0.5 裂缝宽度以上0.9 0.47 2.2 0.65 口亚B162 表3（续完）克拉斯萨扬舒库尔普工程名称H若雅尔契尔盖沙伊东江紧水滩悸家峡五强溪三峡斯克申斯克斯克上弯段半径R1 10.4 24.0 23.0 35.0 口1R1/D 2.0 3.0 2.1 2.8 下弯段半径Rz 10.4 16.0 23.0 30.0 m R21D 2.0 2.0 2.1 2.4 上弯段施工分缝坝内预悬出坝内预坝内预留槽坝外留槽留槽接缝面应正应力-0.516 40 2
30、25 375 500 0.60 0.45 25 40 60 215 0.57 0.43 24 60 100 205 0.55 0.41 23 主二16345 0.73 0.55 16 35 325 470 630 0.69 0.52 21 22 35 so 295 0.63 0.47 SO 100 275 0.59 0.44 运16390 0.80 0.60 16 35 370 490 650 0.76 0.60 19 20 35 50 350 0.71 0.54 SO 100 330 0.67 0.51 6 16 245 0.61 0.47 16 36 235 400 520 0.59 0.
31、45 25 36 60 225 0.56 0.43 60 100 205 390 510 0.53 0.40 24 6 16 345 510 640 0.68 0.54 16 36 325 490 620 0.66 0.52 21 36 60 305 470 600 0.65 0.51 60 100 285 460 590 0.62 0.48 20 冲击试验备注冲击功（材料系数温度Akv Ym) 27 （纵向）34 （纵向）34 （纵向）31 20 （横向）31 20 （横向）h、. -I t., 国别中国日本牌号lSMnNbR 15MnVR 07MnCrMoVR 07Mn1、JiCrMoVD
32、RSM400 SM490 SM570 铜板厚度mm 10 16 16 36 36 60 10 16 16 36 36 60 16 50 运1616 40 40 100 三二1616 40 40 100 主二1616 40 40 75 75 100 表8（续）屈服点抗拉强度s b N/mm2 N/1口田，2370 530 650 360 530 650 350 520 640 390 530 665 370 510 645 350 490 625 490 610 730 245 235 400 510 215 325 315 490 610 295 460 450 570 720 430 420
33、 伸长率（%）冲击试验备注5 冲击功（材料系数b 05 010 温度Akv m) 0.70 0.57 34 0.68 0.55 20 -20 （横向）0.67 0.55 0.74 0.59 31 0.73 0.57 19 20 （横向）0.71 0.56 0.80 0.67 17 一2047 （横向）0.61 0.48 27 0.59 0.46 18 24 。（纵向）(1.0) 0.54 0.42 0.66 0.53 27 0.64 0.52 17 23 。（纵向）( 1.0) 0.60 0.48 0.81 0.64 0.79 0.63 19 26 -5 47 (I.OS) 0.75 0.60
34、 （纵向）0.74 0.58 h咱-.I 4、国别日本美国牌号SHY685NS-F A537CL-1 A537CL 2 A516Gr.65 A517Gr.F 钢板厚度mm 主豆5050 100 65 100 主豆6565 100 100 150 乓二5050 100 表8（续）屈服点抗拉强度s b ？、Umm2N/mm2 685 780 930 665 760 910 345 485 620 310 450 585 415 550 690 380 515 655 315 485 620 240 450 585 690 795 930 620 725 930 伸长率（%）冲击试验备注s 冲击功（
35、材料系数b 85 810 温度Akv m) 0.88 0.74 47 ( 1.15) 16 24 -40 （纵向）0.88 0.73 0.71 0.56 27 22 一20（横向）0.69 0.53 0.75 0.60 27 0.74 0.58 22 20 （横向）0.65 0.51 27 0.53 0.41 19 -20 （横向）0.87 0.74 27 16 -20 （横向）0.86 0.67 h唱1 Vt 国别德国前苏联表8（续完）钢板屈服点抗拉强度牌号厚度s b 盯unN/rnm2 N/rnm2 SfE一3554三50345 490 630 09I2 4 20 305 440 09I2
36、且21 32 295 440 4 32 390 530 lOXCH:且33 40 390 510 4 10 340 490 09I2c 11 20 325 470 09I2c.n. 21 32 305 460 33 60 285 450 14X2囚。40 45 590 685 138113-2 540 645 815 注：巴西产SM和A系列钢材，采用日、美钢种系列，故未单列。伸长率（%）冲击试验备注s 冲击功（材料系数b 1Js 810 温度Akv Ym) 0.70 0.55 22 -20 20 （纵向）0.69 21 0.67 40 2939 0.74 -40 34 39 前苏联19 钢材冲
37、0.77 一7029 34 击功指0.69 标用冲0.69 40 34 39 击韧性21 值llku0.66 一7029 34 0.63 (J/cm2), 横向0.86 14 -40 39 0.84 0.66 22 一7050 表9国内标准冲击韧性统计试件取试验冲击功标准样方向钢号温度下限Akv备注 Q235B +20 GB汀700-1988纵向Q235C 。27 Q235D -20 Q345B +20 GB/fl591一1994纵向Q345C 。34 Q345D 20 20R 16MnR +20 31 15MnVR 15MnNbR 20 34 GE记654一1996横向20R 16MnR 常
38、温34 合同注明15MnVR 16MnR 一2024 合同注明GB150一1998横向07MnCrMoVR 一2047 07MnNiCrMo VDR 40 钢板逐张进行JB4732-1995 横向07MnCrMoVR 20 47 检验07MnNiCrMo VDR 40 有关应变时效及应变时效敏感性系数需作以下说明：1）在原规范第3.1.3条表3.1.3中，列有应变时效后冲击值不得低于3kgm/cm2（横试）的要求，在相应编写说明中注明为“U”型缺口试件。现行钢材国标中的冲击试验项目，所提的指标均己改为“V”型缺口试件成果。“U”型和“V”型不仅缺口型式不同，单位也不一致，“U”型为“kgm/c
39、m2”或“JIcmz”，而“V”型为“J”。由于这两种试验指标至今还无法对比，所以修订规范也就提不出“V”型试件应变时效后的冲击值。2）提出钢材应变时效试验要求的现行专用钢材标准，仅查到GB713一1997锅炉用钢板和YB(T) 10-81桥梁用结构176 钢，这两个标准规定应变时效试验仍采用“U”型缺口试件。还未查找到用“V”型缺口试件进行应变时效试验的国内标准。所以，若需要对钢材应变时效提出要求，应按GB/T4160进行“U”型缺口冲击试验。3）钢材应变时效敏感性系数，参考机械工程手册第3卷：机械工程材料（北京：机械工业出版社，1982）及压力容器材料实用于册（北京：化学工业出版社，200
40、0），碳素结构钢应控制在50%以下，低合金结构钢应控制在40%以下。此外，经应变时效后的冲击功平均值亦应符合国标或设计所规定的要求。4）如经论证，对允许出现塑性工作状况的钢管结构，必须提出应变时效要求。(2）钢板的超声波检验（简称超探）。钢板超探要求可根据工程实际情况提出。现将我国有关标准和规施中关于超探的要求简介如下，供参考。1) GBIT3274一1988的规定。根据供需双方协议，厚度大于lOmm的钢板可逐张进行超探，检验方法由双方协商确定。2) GE始654一1996的规定。根据需方要求，钢板可进行超探，合格级别由供需双方协商，并在合同中注明。3) DL5017-1993的规定。钢板如需
41、经超探，应按ZBJ7 4003-1988压力容器用钢板超声波探伤执行。碳素钢应符合该标准的凹级要求，低合金钢应符合皿级要求。应予说明的是ZB 174003-1988已于1994年5月1日废止，而由JB4730-1994所取代。4) GBIT5313-1985的规定。按本标准交货的钢板，必须根据订货时协商的方法和标准进行超探。Z15级钢板可根据用户要求对每张或按批原轧制钢板进行超探：Z25、Z35级钢板均应对每一张原轧制钢板进行超探。5) GB150一1998的规定。用于壳体的下列钢板应逐张进行超探，检测方法和质量标准按JB4730-1994的规定。厚度大于30mm的20R和16MnR钢板，质量
42、等级不应低于皿级；厚177 度大于25mm的15MnVR和15MnVNR钢板，质量等级不应低于皿级；调质状态供货的钢板，质量等级不应低于E级。6) JB4732一1995的规定。下列钢板，应逐张进行超探，检测方法和质量标准按GB汀2970一1991执行。调质状态供货的钢板，质量等级不应低于E级：用于容器壳体厚度大于20mm的非调质状态供货的钢板，质量等级不应低于皿级。与GBlS0-1998相比，JB4732一1995的超探要求更严，厚度大于20mm的钢板均应逐张进行超探。6.1.4钢板和铸件材料强度标准值与设计值，及相应的材料强度分项系数的取值原则如下。(1）钢材强度标准值的确定：1）钢板强度
43、标准值的确定。本规范以钢板国标规定的屈服点或抗拉强度，作为确定钢板强度标准值的依据。国内外水电站压力钢管常用钢材的屈强比多在0.50.75之间，但也用过强度高、屈强比高（上限，I，b= 0.870.91）的钢材，如14MnMoNbB （中国）、A517（美国）、SHY685NS-F（日本）等钢材（参见表5表8）。一般来说，高强钢的屈强比较高，在0.700.75以上。屈强比越高，钢材的塑性变形能力及延性越差。考虑到钢管受力较复杂，钢管的实际应力与计算应力有一定差别，因此，钢管适宜采用屈强比不太高的钢材。为了保证钢管能安全运行，使其在运行状态中除满足强度要求外，还应保持一定的延性，国内外各种钢管设
44、计规范，在确定钢材应力的设计指标时，既规定了对钢材屈服点民的安全系数K吨，又规定了对钢材抗拉强度内的安全系数KboK，s用以保证铜管不致产生过大的弹性变形，Kb用以保证钢管具有一定的延性避免其突然破裂。Ks和Kb为规范确定值，两者的比值Ka5/K，b也是定值。由于钢材屈强比b与该比值大小关系不同，确定设计指标可分为以下三类：178 第一类：钢材屈强比JK，JK，即主立二。表明。KasK，b 由民和Ks所确定的设计指标，与由b和Kb所确定的设计指标是相等的，这只是个别特例。第二类：钢材屈强比较低，山K11slK11b，即主主L。应由和K确定设计指标，碳素结构钢就属于这一类。r飞b-第三类：钢材屈强比较高，叫K11JK11b，即走岳。应由b和Kb确定设计指标，高强钢大多属于这一类oZ飞Ub但是设计指标习惯于用民来表达，所以这类情况就需要取一个比钢材实际屈服点s低的值作为计算屈服点，计算屈服点按式(5）计算。Ke 11 s 言？b豆、ub (5) 原规范规定明管膜应力区基本荷载组合计算情况Kas= 1.82; K，b=2.71：相应K11JK，b= 0.67，故原规范第5.1.1条表5.1.1注1规定：若屈强比大于0.67，应以计算屈服点s=
