电装常用金属材料选用手册
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/T 9787) 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。
表1 等边角钢尺寸规格表(表中带*者优先选用)
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 50×50×5 GB/T9787。 3.2 热轧不等边角钢(GB/T 9788) 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。
表 2 不等边角钢尺寸规格表(表中带*者优先选用)
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 100×63×8 GB/T9788。
3.3 碳钢无缝钢管(GB/T 5312) 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。
表3 碳钢无缝钢管尺寸规格表(表中带*者优先选用)
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DN50×4.5 GB/T 5312。 3.4 镀锌焊接钢管(GB/T 3091) 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。
表4 常用镀锌焊接钢管规格及参数
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1 1/2英寸的镀锌焊接钢管,应标注为40(1 1/2in)。
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2 1/2in的镀锌焊接钢管,标记为:镀锌焊接钢管65(2 1/2in)GB/T 3091; 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/T 704) 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。
表5 常用规格的扁钢尺寸表
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40×5 GB/T 704。 3.6 热轧普通工字钢(GB/T 706) 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。
表 6 常用工字钢尺寸参数表
型 号
尺 寸
重 量
图 1 工字钢外形尺寸
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200×100×7 GB/T 706。 3.7 热轧普通槽钢(GB/T 707) 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。
表 7 常用槽钢尺寸参数表
型 号
尺 寸
重 量
图 2 槽钢外形尺寸
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180×68×7 GB/T 707。 3.8 热轧圆钢(GB/T 702) 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)。
表8 圆钢尺寸及重量
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16 GB/T 702。 3.9 热轧钢板(GB/T 709) 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/T 709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400×200×6 Q235-A。 3.10 不锈钢板(GB/T 4237) 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1000×1000×2 1Cr18Ni9 GB/T 4237。
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/T 2040) 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=1.5 T2 GB/T 2040。 3.12 黄铜板(GB/T 2041) 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=2 H62 GB/T 2041。 3.13 铝板(GB/T 3880) 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=2.5 5A02 GB/T 3880。 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(PLICA TUPE),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。
表9 LZ-4型金属套管规格表
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。
表10 LV-5及LV-5Z型金属套管规格表
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。
表11 BP型绝缘护套型号规格
表12 金属套管配用的电缆外径
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-4 24#(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/T 5781。形状如图3所示,常用的规格及参数见表13和表14。
螺 栓
螺 帽
图 3 全螺纹六角头螺栓及螺帽
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。
表13 C级全螺纹六角头螺栓规格及重量
表13 (完)
表14 六角螺帽规格尺寸及重量
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。
表15 部分金属和非金属材料的重量密度
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/T 1220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。
表16 部分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ANSI B36.10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。
表17 美国钢管尺寸规格表(ANSI B36.10 & B36.19)
表17 (完)
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:
3/8
螺栓的长度螺纹的种类螺纹数/每英寸(螺栓的公称尺寸
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(National Coarse Thread)表示为美国标准粗牙螺纹; UNC(Unified Coarse Thread)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。
表18 英制与公制长度单位换算表
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美加仑;
1立方英尺=1728立方英寸=28.3168升=0.02832立方米=6.22883英加仑=7.48050美加仑;
1英加仑=4546.08立方厘米=4.54608升=0.00455立方米=277.42立方英寸=0.16054立方英尺=1.20091美加仑;
1美加仑=3785.43立方厘米=3.78543升=0.00379立方米=231.001立方英寸=0.13368立方英尺=0.83270英加仑。
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