金属材料选用手册.docx

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金属材料选用手册

目次

前言……………………………………………………………………………………Ⅱ

1范围………………………………………………………………………………1

2选用的基本要求…………………………………………………………………1

3常用金属材料的选用……………………………………………………………1

3．1热轧等边角钢（GB/T9787）………………………………………………1

3．2热轧不等边角钢（GB/T9788）……………………………………………2

3．3碳钢无缝钢管（GB/T5312）………………………………………………4

3．4镀锌焊接钢管（GB/T3091）………………………………………………7

3．5热轧扁钢（GB/T704）………………………………………………………8

3．6热轧普通工字钢（GB/T706）………………………………………………9

3．7热轧普通槽钢（GB/T707）…………………………………………………10

3．8热轧圆钢（GB/T702）………………………………………………………11

3．9热轧钢板（GB/T709）………………………………………………………12

3．10不锈钢板（GB/T4237）……………………………………………………12

3．11纯铜板（GB/T2040）………………………………………………………13

3．12黄铜板（GB/T2041）………………………………………………………14

3．13铝板（GB/T3880）…………………………………………………………14

3．14电缆金属套管（挠性金属软管）…………………………………………15

3．15螺栓及螺帽（GB/T5781）…………………………………………………17

4常用金属及非金属材料的重量计算…………………………………………20

5常用的中外不锈钢牌号对照…………………………………………………21

6美国钢管尺寸表示方法及主要规格…………………………………………21

7美国螺栓表示方法……………………………………………………………23

8部分英制单位与公制单位之间的换算………………………………………24

前言

为使电装设计人员正确地选用电气舾装件所使用的金属材料，特编制出本手册。

本手册对电装金属材料选用的基本要求做了规定说明，并对常用的15种金属材料做了详细介绍，包括：

材料的用途，规格及参数，选用条件及要求，在图中的标记示例等。

为帮助设计者正确地计算出舾装件的重量，在规格参数中，大都列出了各种材料的单位重量。

对无法明确给出单位重量者，在第4章中又介绍了常用的金属及非金属材料的重量密度，以方便对其做出重量计算。

在船舶设计中，常常会接触到一些国外的金属材料及其代号的表示方法，特别是海洋工程中更为普遍。

为此，本手册介绍了：

常用的中外不锈钢牌号对照，美国钢管尺寸表示方法及其尺寸规格，美国螺栓表示方法，以及部分英制单位与公制单位之间的换算等。

相信会对设计者有很大的参考作用。

随着生产的发展和技术的不断更新，一些相关的标准和应用材料也会不断地修改，补充和更新。

因此，也将会对本手册不断地进行补充和修订。

设计者在选用时，要随时关注这些修改信息。

并敬请设计者在使用过程中，如发现本手册有错误或不足，以及需要改进之处时，随时予以指正。

电装常用金属材料选用手册

1范围

本标准规定了制作电气舾装件时，对所选用的金属材料要求和注意事项。

本标准适用于本公司所建造的各类民用船舶及海洋工程。

2选用的基本要求

2．1所选用的金属材料必须满足规范、规则所规定的使用环境和条件下的要求。

2．2所选用的金属材料必须有出厂检验合格证书，必要时还要提供该金属材料的化学成

分和力学性能。

2．3在满足规范、规则要求的前提下，从经济性考虑，不选用功能过剩的金属材料。

2．4为减少订货和库存量，尽量选用公司常备的品种规格，其常备的品种规格由设计部

门各专业和物资采购部门共同讨论确定。

2．5除船东特别指定，金属材料均应选择国内产品。

3常用金属材料的选用

3．1热轧等边角钢（GB/T9787）

3．1．1用途

热轧等边角钢主要应用于：

—电气设备基座和支架的制作；

—荧光灯灯支架的制作；

—电缆托架支脚的制作；

—上述支架、支脚的加强用。

3．1．2规格及参数

热轧等边角钢的规格参数见表1。

3．1．3选用条件及要求

a）除特殊要求外，角钢的材质一般选用碳素结构钢，牌号为Q235-A。

b）所选用的角钢表面应光滑平整，不得出现锈斑或麻点，不出现扭曲现象。

c）按公司规定的品种规格选用。

3．1．4标记示例

选用角钢号数为5，尺寸为50×50×5的等边角钢，

标记为：

角钢50×50×5GB/T9787。

3．2热轧不等边角钢（GB/T9788）

3．2．1用途

热轧不等边角钢的用途同3.1.1。

3．2．2规格及参数

热轧不等边角钢的规格及参数见表2。

3．2．3选用条件及要求

热轧不等边角钢的选用条件及要求同3.1.3。

3．2．4标记示例

选用角钢号数为10/6.3，尺寸为100×63×8的不等边角钢，

标记为：

角钢100×63×8GB/T9788。

3．3碳钢无缝钢管（GB/T5312）

3．3．1用途

碳钢无缝钢管主要应用于：

—小型电气设备支架的制作；

—荧光灯灯支架的制作及其加强用；

—船上露天区域甲板电缆保护管的制作；

—各种天线支架和支柱等的制作。

3．3．2规格及参数

常用碳钢无缝钢管的规格及参数见表3。

3．3．3选用条件及要求

3．3．3．1除特殊要求外，钢管的材质一般选用牌号为Q235-A的碳素结构钢。

3．3．3．2钢管的壁厚选择要适中，电气专业一般选用各厚度规格的中间各档。

3．3．3．3露天甲板上安装的电缆保护管，壁厚由船装管系设计者确定。

管径大小由电

装设计者根据管内所通过的电缆多少，经过计算后确定。

一般而言，电缆占用系数（电缆截面积总和与管内截面积之比）不超过30%。

3．3．4标记示例

选用公称通径50mm，壁厚4.5mm的碳钢无缝钢管，

标记为：

无缝钢管DN50×4.5GB/T5312。

3．4镀锌焊接钢管（GB/T3091）

3．4．1用途

镀锌焊接钢管（俗称水煤气管）主要适用于下列场所：

●制作甲板下安装的荧光灯、白炽灯及火警探头用的支架；

●制作甲板贯通用的各种电缆管；

●制作舱壁贯通用的圆形电缆框或电缆筒；

●船上舱室内部区域甲板上电缆保护管的制作；

●部分小型电气设备支架及支柱等的制作。

3．4．2规格及参数

按管的壁厚分为普通镀锌管和加厚镀锌管两种，其尺寸、重量等参数见表4。

3．4．3选用条件及要求

3．4．3．1镀锌焊接钢管的公称通径是以英制尺寸为单位的，在选用时还要标注出相应

的公制通径值。

如：

选用公称通径为11/2英寸的镀锌焊接钢管，应标注为40（11/2in）。

3．4．3．2一般情况下，应选用普通镀锌焊接钢管，在露天等腐蚀性较大的场所，可选

用加厚管。

3．4．3．3根据通过管子的电缆外径或截面积来确定管子的尺寸规格，对较长的甲板电

缆保护管，尺寸规格应适当加大一些。

3．4．4标记示例

选公称通径21/2in的镀锌焊接钢管，标记为：

镀锌焊接钢管65（21/2in）GB/T3091；

选公称通径2in的加厚镀锌管，标记为：

镀锌焊接钢管50（2in）加厚GB/T3091。

3．5热轧扁钢（GB/T704）

3．5．1用途

热轧扁钢主要应用于下列场所：

●制作组合电缆托架的导板；

●制作荧光灯灯板；

●制作一些轻型电气设备支架或基座；

●制作一些电缆支承件如：

FB和SF扁钢型电缆支架，冲孔桥形电缆支架等。

3．5．2规格及参数

常用的热轧扁钢尺寸规格见表5。

3．5．3选用条件及要求

3．5．3．1除特殊要求外，扁钢的材质一般选用牌号为Q235-A的碳素结构钢。

3．5．3．2所选用的扁钢应平直，不得出现锈斑或麻点及扭曲现象。

3．5．4标记示例

选宽度为40mm，厚度为5mm的热轧扁钢，标记为：

扁钢40×5GB/T704。

3．6热轧普通工字钢（GB/T706）

3．6．1用途

热轧普通工字钢通常用来制作重量较大的落地设备安装基座。

3．6．2规格及参数

热轧普通工字钢的尺寸参数见表6（表中带*者优先选用），表中的各尺寸代号见图1。

3．6．3选用条件及要求

3．6．3．1除特殊要求外，工字钢的材质一般选用牌号为Q235-A的碳素结构钢。

3．6．3．2用工字钢制作的电气设备基座，不便于现场切割及找平。

因此，要求基座安

装处的甲板水平度要好。

而尺寸较大的设备基座，尽量不选用工字钢而选用角钢。

3．6．4标记示例

工字钢的主要标记尺寸为图1中的h、b和d。

如：

选择h=200mm，b=100mm，d=7.0mm的工字钢（型号为20a），

标记为：

工字钢200×100×7GB/T706。

3．7热轧普通槽钢（GB/T707）

3．7．1用途

热轧普通槽钢主要用来制作电气设备基座或支架，以及用来做电缆托架等电气焊接件的支撑件。

3．7．2规格及参数

热轧普通槽钢的尺寸参数见表7（表中带*者优先选用），表中的各尺寸代号见图2。

3．7．3选用条件及要求

3．7．3．1如无特殊要求，槽钢的材质一般选用碳素结构钢，牌号为Q235-A。

3．7．3．2用槽钢制作的电气设备基座，不便于现场切割及找平。

因此，要求基座安装处的甲板水平度要好。

而尺寸较大的设备基座，尽量不选用槽钢而选用角钢。

3．7．3．3用槽钢制作电气设备支架或做为电气焊接件的支撑时，若选用的槽钢长度较大，应给予适当的加强，并在槽钢与甲板的焊接处增加垫板。

3．7．4标记示例

槽钢的主要标记尺寸为图2中的h、b和d。

如：

选择h=180mm，b=68mm，d=7.0mm的槽钢（型号为18a），

标记为：

槽钢180×68×7GB/T707。

3．8热轧圆钢（GB/T702）

3．8．1用途

小直径的圆钢用于制作特殊规格的螺栓、螺柱，支柱，挂钩式灯支架等；大直径的圆钢用于制作加工各种填料函的本体，电缆管套管以及各种灯具灯板上的管丝等。

3．8．2规格及参数

常用热轧圆钢规格见表8（表中带*者不推荐使用）。

3．8．3选用条件及要求

除特殊要求外，圆钢的材质一般选用牌号为Q235-A的碳素结构钢。

3．8．4标记示例

选直径d=16mm的圆钢，标记为：

圆钢16GB/T702。

3．9热轧钢板（GB/T709）

3．9．1用途

热轧钢板主要应用于下列场所：

●制作荧光灯，白炽灯安装用的灯板及各种小型电气设备安装底板；

●制作电缆贯通件如：

电缆筒，电缆框等；

●制作加强用的复板，垫板，填料函板及保护电缆和设备用的护罩或护盖等；

●制作电缆托架的托板等。

3．9．2规格及参数

热轧钢板的厚度规格按GB/T709选用，其中电气专业常用的厚度规格如下（mm）：

0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14.15,16,17,18,19,20,21,22,25。

3．9．3选用条件及要求

3．9．3．1除特殊要求外，热轧钢板一般选用牌号为Q235-A的碳素结构钢。

3．9．3．2所选用的钢板应光滑平整，无锈斑或麻点。

3．9．3．3在保证强度的前提下，钢板的厚度尽量小，以减轻安装材料的重量。

3．9．3．4钢板的重量，用体积乘以密度来计算。

如：

选用的钢板规格为400mm×200mm

×6mm，则其重量为：

0.4×0.2×0.006×7850=3.77kg。

注：

钢的密度为7850kg/m3。

3．9．4标记示例

选用长为400mm，宽为200mm，厚为6mm，材质为Q235-A的热轧钢板，

标记为：

钢板400×200×6Q235-A。

3．10不锈钢板（GB/T4237）

3．10．1用途

不锈钢板主要应用于下列场所：

●制作冷库及其他低温场所用的不锈钢电缆支架；

●制作海洋工程用的电缆托架或梯架；

●制作露天等潮湿场所电缆和电气设备的保护罩或保护箱；

●其他一些需要用不锈钢板制作的舾装件等。

3．10．2规格及参数

3．10．2．1设计中常用的不锈钢牌号有以下几种：

a）1Cr18Ni9（相当于美国的302号钢）；

b）0Cr18Ni9（相当于美国的404号钢）；

c）00Cr19Ni10（相当于美国的304L号钢）；

d）0Cr17Ni12Mo2（相当于美国的316号钢）；

e）00Cr17Ni14Mo2（相当于美国的316L号钢）。

3．10．2．2厚度不大于5mm的不锈钢板，有以下厚度规格（单位：

mm）：

0.20,0.25,0.30,0.35,0.40,0.45,0.55,0.60,0.65,0.70,0.75,0.80,0.90,1.00,1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.5,1.7,1.8,2.0,2.2,2.5,2.8,3.0,3.2,3.5,3.8,3.9,4.0,4.2,4.5,4.8,5.0。

3．10．3选用条件及要求

3．10．3．1除船东有特殊要求外，一般选用牌号为1Cr18Ni9的不锈钢。

3．10．3．2在海洋工程中，船东往往对不锈钢牌号提出要求，我们就要严格按船东要

求订货，并要求供货商提供材质证书。

3．10．3．3不同牌号的不锈钢，其基本重量略有不同，下面是厚度为1mm，面积为1m2

的几种常用牌号不锈钢板的基本重量：

牌号为1Cr18Ni9，0Cr18Ni9，00Cr19NI10者，重量为7.93kg；

牌号为0Cr17Ni12Mo2，00Cr17Ni14Mo2者，重量为7.98kg。

因此，不锈钢板重量计算方法是：

基本重量×钢板厚度（mm）×面积（m2）。

3．10．4标记示例

要注明不锈钢板的尺寸规格（单位mm）和牌号。

示例：

不锈钢板1000×1000×21Cr18Ni9GB/T4237。

尺寸规格也可以厚度和截面积表示，如：

不锈钢板t=2（mm）1m2。

3．11纯铜板（GB/T2040）

3．11．1用途

纯铜板在电气专业主要用于制作电缆标签，接地跨节片及各种导电材料等。

3．11．2规格及参数

常用纯铜板厚度规格有（单位mm）：

0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.3,1.5,1.6,1.8,2.0,2.2,2.5,2.8,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,9.0,10.0,11.0,12.0,13.0等。

3．11．3选用条件及要求

通常选用牌号为T2或T3的纯铜板，其重量密度为8.9t/m3。

3．11．4标记示例

选厚度t=1.5mm,牌号为T2的纯铜板，标记为：

铜板t=1.5T2GB/T2040。

3．12黄铜板（GB/T2041）

3．12．1用途

电气专业选择黄铜板主要用于制作名牌。

3．12．2规格及参数

常用的黄铜板厚度规格有（单位mm）：

0.2,0.25,0.3,0.35,0.4,0.45,0.5,0.55,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.35,1.5,1.65,1.8,2.0,2.25,2.5,2.75,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0等。

3．12．3选用条件及要求

通常选用的黄铜板牌号为H62，其重量密度为8.5t/m3。

3．12．4标记示例

选厚度t=2mm，牌号为H62的黄铜板，标记为：

铜板t=2H62GB/T2041。

3．13铝板（GB/T3880）

3．13．1用途

电气专业选择铝板主要用于制作名牌和海洋工程用的电缆托架等。

3．13．2规格及参数

常用的铝板厚度规格有（单位mm）：

0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0,1.2,1.5,1.8,2.0,2.3,2.5,2.8,3.0,3.5,4.0,5.0,6.0等。

3．13．3选用条件及要求

3．13．3．1制作名牌用铝板，通常选用牌号为5A02（原代号为LF2）的防锈铝板，其

重量密度为2.68t/m3。

3．13．3．2若海洋工程选用铝质电缆托架，除船东有特殊要求外，通常也选用牌号为

5A02的防锈铝板。

3．13．4标记示例

选厚度t=2.5mm，牌号为5A02的防锈铝板，标记为：

铝板t=2.55A02GB/T3880。

3．14电缆金属套管（挠性金属软管）

3．14．1用途

电缆金属套管,又称挠性金属软管或普利卡金属套管（PLICATUPE）,用在机舱花地板以下及其他不易受到严重机械损伤的场所,做电缆的保护管用.

3．14．2规格及参数

常用的电缆金属套管主要有以下几种:

a）LZ-4型

LZ-4型金属套管是由镀锌钢带（Fe，Zn），钢带（Fe）及电工纸（P）构成的双层金属制成的可挠性电线、电缆保护套管。

其规格见表9。

b）LV-5型

LV-5型金属套管，是用特殊方法在LZ-4型金属套管表面，包覆一层具有良好耐韧性软质聚氯乙烯（PVC），从而具有良好的耐水性、耐腐蚀性等。

c）LV5-5Z型

LV-5Z型金属套管，其结构规格与LV-5型相同，防火性能强，适用于防火要求较高的场合。

LV-5及LV-5Z型金属套管的规格见表10。

3．14．3选用条件及要求

3．14．3．1在机舱及类似场所内，可选用LZ-4型金属套管；在露天及潮湿场所，应选

用LV-5型金属套管。

其中对防火要求较高的处所，要选用LV-5Z型金属套管。

3．14．3．2在机舱底层花地板下敷设的电缆，若花地板与船体内底不足1米时，应在

花地板下套满金属套管；若大于等于1米，可只在两端套金属套管。

3．14．3．3各种类型金属套管的两端，均应套BP型绝缘护套，以保护电缆不致受到损

伤。

BP型绝缘护套由金属套管厂家配套提供，型号规格见表11。

3．14．3．4根据电缆的外径来选择合适的金属套管规格。

各种规格的金属套管所能通

过的电缆外径范围参见表12。

3．14．3．5多根电缆穿过一根金属套管时，其穿管系数（电缆外径截面积的总和与管

内截面积之比）应不大于0.4。

3．14．4标记示例

选用型号为LZ-4，规格为24#的电缆金属套管，

标记为：

金属套管LZ-424#（配用BP-24的绝缘护套）。

3．15螺栓及螺帽

3．15．1用途

螺栓和螺帽主要用于：

●将电气设备安装固定到基座或支架上；

●将电气设备外壳和电缆可靠地与船体结构做接地连接；

●将电缆托架与安装支脚进行固定连接等。

3．15．2规格及参数

通常，电装专业选用C级全螺纹六角头螺栓及六角型螺帽，标准代号为GB/T5781。

形状如图3所示，常用的规格及参数见表13和表14。

3．15．3选用条件及要求

3．15．3．1通常，室内区域选用的螺栓及螺帽，采用Q235-A的碳素结构钢并经镀锌或

镀镍处理；露天场所采用黄铜或不锈钢做为材质的螺栓和螺帽。

3．15．3．2螺栓的大小应和设备或舾装件的安装孔相匹配，安装孔应比螺栓的尺寸大

1～2mm，如：

选用M10的螺栓，其安装孔应为φ11～φ12。

3．15．3．3螺栓的长度L选用原则是：

用螺栓将设备与座架紧固后，螺栓头部应露出

螺帽2～4扣。

3．15．3．4每组螺栓螺帽应配相应规格的平垫2个，弹簧垫圈1个。

3．15．4标记示例

选长度L=45mm，规格为M10的全螺纹六角头螺栓，标记为：

螺栓M10×45。

4常用金属及非金属材料的重量计算

4．1对一些型材如：

角钢、扁钢、镀锌焊接钢管、工字钢、槽钢等，在相关的材料表中

均已给出单位长度的重量。

因此，可很方便的地计算出所选材料的重量。

4．2对一些无法给出基本单位重量的金属或非金属材料，需要通过其重量密度来进行计

算。

表15就是部分金属和非金属材料的重量密度，设计者可按此表提供的重量密度来进行重量计算。

5常用的中外不锈钢牌号对照

设计中常常会遇到不同国家牌号的不锈钢，在国家标准GB/T1220中就介绍了部分中

外不锈钢牌号的对照，表16就是几种常用的中外不锈钢牌号对照。

6美国钢管尺寸表示方法及其主要规格

6．1尺寸表示方法

美国钢管是以公称尺寸加重量级或加系列号，或者两者都加来表示。

公称尺寸是以英制和公制两种单位同时表示，英制被视为标准值，公制被视为近似值。

重量级分为：

标准级STD，高强度（加厚）级XS和特高强度（双加厚）级XXS三种。

系列号（又称壁厚系列）用SCH.（SCHEDULE的缩写）加数字表示。

如：

SCH.40，SCH.80，SCH.120等。

6．2主要规格

在美国国家标准ANSI中，对钢管（包括焊接钢管，无缝钢管及不锈钢管）的外径和壁厚都有详细的规定（参见ANSIB36.10和B36.19）

现将该标准中主要规格的钢管外径和壁厚值摘录于表17中。

表中除公称尺寸同时用英制和公制尺寸表示外，外径和壁厚只列出公制尺寸而将英制尺寸略去。

7美国螺栓表示方法

按照美国机械工程师协会标准ASME，螺栓的基本表示方法如下例所示：

其中螺栓的公称尺寸和长度是以英寸为单位；

实例中的16表示每英寸的螺纹数为16（16扣/in）；

螺纹种类中：

NC（NationalCoarseThread）表示为美国标准粗牙螺纹；

UNC（UnifiedCoarseThread）表示为统一标准粗牙螺纹。

8部分英制单位与公制单位之间的换算

8．1长度单位的换算

英制与公制长度单位的换算见表18。

8．2重量单位的换算

英制重量单位为：

磅Ib（libra，pound），盎斯oz（ounce），英吨（Imp.ton）和美吨（U.S.ton）。

1盎斯=0.02835kg=28.35g；1磅=16盎斯=0.4536kg=453.6g；

1美吨=2000磅=907.2kg；1英吨=2240磅=1016.06kg。

8．3容积单位的换算

英制容积单位主要有：

立方英寸（in3），立方英尺（ft3），英加仑（Imp.gal.）和美加仑（U.S.gal.）。

1立方英寸=16.3781立方厘米=0.01637升=0.00058立方英尺=0.00361英加仑=0.00433美