当应用于管道系统时，ASME B31.1（动力管道规范）和 ASME B31.3（工艺管道规范）通常似乎可以互换。
然而，仔细检查就会发现，它们的规则、应用和指导方针存在显著差异。
本文概述了 ASME B31.1 和 ASME B31.3 之间的主要区别，强调了它们各自的范围和含义。
1.0什么是 ASME B31.3（工艺管道规范）？
ASME B31.3 为以下管道系统的设计提供了全面的规则：
- 石油炼油厂
- 陆上和海上石油和天然气生产设施
- 化工、制药、纺织、造纸、矿石加工、半导体和低温工厂
- 食品和饮料加工设施
- 相关加工厂和码头
ASME B31.3 通常被称为工艺管道专业人士的“圣经”，它规定了工艺工厂的设计考虑因素，确保安全高效的运行。
2.0什么是 ASME B31.1（动力管道规范）？
ASME B31.1 概述了以下管道系统的常见规则：
- 发电站
- 工业和机构工厂
- 地热供暖系统
- 中央和区域供热和制冷系统
3.0ASME B31.3 和 ASME B31.1 之间的 18 个主要区别。
ASME B31.1 对于电力管道专业人员来说至关重要，因为它规定了发电厂和系统的设计规则，以确保关键操作的可靠性和安全性。
| 序号 | 范围 | ASME B31.3-工艺管道 | ASME B31.1-动力管道 |
| 1 | 范围（B31.3 与 B31.1） | ASME B31.3 为工艺管道或化工厂管道提供了规则。 | ASME B 31.1 为发电厂管道提供了规则。 |
| 2 | 基本允许材料应力 | 根据 ASME B31.3，基本许用材料应力值高于 B31.1 中的值（例如，根据 ASME B 31.3，A 106 B 材料在 250 摄氏度时的许用应力值为 132117.328 Kpa）。 | ASME B31.1 规定的基本许用材料应力值低于 ASME B31.3 的规定（例如，根据 ASME B 31.1，A 106 B 材料在 250 摄氏度时的许用应力值为 117900.344 Kpa）。 |
| 3 | 允许下垂（持续） | ASME B31.3 规范并未明确规定允许下垂的限值。通常情况下，允许下垂量不超过 15 毫米是可以接受的。B31.3 规范并未提供建议的支撑跨度。 | ASME B31.1 明确规定允许下垂值为 2.5 毫米。ASME B 31.1 的表 121.5-1 提供了建议的支撑跨度。 |
| 4 | 减速器上的应力强度因子 | 工艺管道规范 ASME B31.3 不使用 SIF（SIF=1.0）进行减径管应力计算 | 动力管道规范 ASME B31.1 在计算管道应力时，对减速器使用的最大 SIF 为 2.0。 |
| 5 | 安全系数 | ASME B31.3 使用的安全系数为 3；相对低于 ASME B31.1。 | ASME B31.1 使用 4 的安全系数，与过程工厂相比具有更高的可靠性 |
| 6 | 对接焊接头的应力强度因子 | B31.3 对对接焊接接头采用的 SIF 为 1.0 | B31.1 在应力计算中使用最大高达 1.9 的 SIF。 |
| 7 | 对待 SIF 的方法 | ASME B31.3 采用复杂的平面内、平面外 SIF 方法。 | ASME B31.1 采用简化的单一 SIF 方法。 |
| 8 | Sc 和 Sh 的最大值 | 根据工艺管道规范 ASME B31.3，S 的最大值c 和 Sh 限制为 138 Mpa 或 20 ksi。 | 对于电力管道规范（ASME B31.1），S 的最大值c 和 Sh 仅当材料的最小抗拉强度为 70 ksi (480 Mpa) 时才为 138 Mpa，否则取决于强制性附录 A 中根据温度提供的值。 |
| 9 | 偶尔应力的允许应力 | 根据 ASME B31.3 的允许偶尔应力值为 S 的 1.33 倍h | 根据 ASME B31.1，偶尔应力的允许值为 S 的 1.15 至 1.20 倍h |
| 10 | 管壁厚度计算公式 | B31.3 中管道壁厚计算公式适用于 | 动力管道（ASME B31.1）壁厚计算中没有这样的限制。但是，它们增加了最大设计压力的限制。 |
| 11 | 持续应力和偶然应力的截面模量 Z | 在进行持续应力和偶然应力计算时，工艺管道规范 ASME B31.3 会通过腐蚀和其他裕度来减少厚度。 | ASME B31.1 使用公称厚度计算剖面模量。厚度不会因腐蚀和其他公差而减少。 |
| 12 | -29摄氏度以下材料使用规则 | B31.3 为低于 -29°C 的材料使用提供了广泛的规则 | 电力管道规范 B31.1 没有为低于 -29 摄氏度的管道材料提供任何此类规则。 |
| 13 | 循环应力范围因子的最大值 | 根据 B31.3，循环应力范围系数 f 的最大值为 1.2。 | 根据 ASME B31.1，f 的最大值为 1.0 |
| 14 | 允许压力温度变化 | 根据 ASME B31.3 第 302.2.4 条规定，偶尔的压力-温度变化可以超过允许值：(a) 33% 每次不超过 10 小时，每年不超过 100 小时；或 (b) 20% 每次不超过 50 小时，每年不超过 500 小时。 | 根据 ASME B31.1 第 102.2.4 条规定，偶尔的压力-温度变化可能会超过允许值：(a) 如果事件持续时间每次不超过 8 小时，且每年不超过 800 小时，则为 15%；或 (b) 如果事件持续时间每次不超过 1 小时，且每年不超过 80 小时，则为 20% |
| 15 | 设计生活 | 符合 ASME B31.3 标准的工艺管道通常设计使用寿命为 20 至 30 年。 | 采用 ASME B31.1 的动力管道设计使用寿命通常为 40 年或更长。 |
| 16 | PSV反作用力 | B31.3 规范没有提供 PSV 反作用力计算的具体方程式。 | ASME B31.1 提供了 PSV 反作用力计算的具体方程式。 |
| 17 | 静水试验压力 | 根据 ASME B31.3，管道系统的静水试验需要在经过温度校正的设计压力的 1.5 倍下进行，这意味着设计压力必须乘以 ST/S（对于工艺管道）。这里，ST= 管道材料在试验温度下的许用应力，S= 管道材料在部件设计温度下的许用应力。（第 345.4.2 条） | 按照 ASME B31.1 的规定，静水试验压力为管道设计压力的 1.5 倍。（第 137.4.5 条） |
| 18 | 气动测试压力 | 根据 ASME B31.3 标准，气动试验压力为管道系统设计压力的 1.1 至 1.33 倍。（第 345.5.4 条） | B31.1 规定，应使用管道系统设计压力的 1.2 至 1.5 倍之间的气动试验压力。（第 137.5.5 条） |
4.0ASME B31.3 和 ASME B31.1 之间的简化差异
- 弯曲和成型要求：这两个规范对于弯曲和成型操作有不同的指导方针。
- 焊工和钎焊工资格：两个规范的资格标准不同。
- 铸铁限制：每个规范对使用铸铁材料设置了不同的限制。
- 接头类型：焊接、钎焊和螺纹接头的标准因规范而异。
- 应力变化：使用 Caesar II 等软件中的两个代码进行分析时，同一系统的应力值会有所不同（图 1）。
5.0ASME B31.1、B31.3标准计算公式的差异
参考：
https://www.red-bag.com/engineering-guides/254-rb-eg-ue301-comparison-asme-b31-1-b31-3-and-b31-8.html
https://www.asme.org/learning-development/find-course/asme-b31-3-b31-1-practical-piping-design-process-power-applications/online–feb-10-14th–2025