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