（高清版）GBT 16507.4-2022 水管鍋爐 第4部分：受壓元件強度計算

代替GB/T16507.4—2013水管鍋爐第4部分：受壓元件強度計算2022-03-09發(fā)布2022-10-01實施 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4基本要求 25許用應(yīng)力 36計算壁溫 37計算壓力 58減弱系數(shù) 9元件厚度 10計算厚度 11開孔補強 12厚度附加量 13最高允許壓力 14附加應(yīng)力校核 15結(jié)構(gòu)限制和要求 附錄A(規(guī)范性)鍋筒低周疲勞壽命計算 附錄B(規(guī)范性)確定元件最高允許工作壓力的試驗和有限元分析驗證法 附錄C(規(guī)范性)設(shè)計附加壓力(△p。)取值 附錄D(資料性)工藝附加厚度取值 附錄E(資料性)開孔減弱截面的抗彎截面模量(Wx)的近似算法 參考文獻(xiàn) I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件為GB/T16507《水管鍋爐》的第4部分。GB/T16507已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：總則；——第2部分：材料；——第3部分：結(jié)構(gòu)設(shè)計；——第4部分：受壓元件強度計算；——第5部分：制造；——第7部分：安全附件和儀表；——第8部分：安裝與運行。本文件代替GB/T16507.4—2013《水管鍋爐第4部分：受壓元件強度計算》,與GB/T16507.4—2013相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外，主要技術(shù)變化如下：——更改了受壓元件的范圍，增加了啟動(汽水)分離器(見第1章，2013年版的第1章);——更改并增加了本部分用到的術(shù)語和定義(見第3章，2013年版的第3章);——更改了低周疲勞壽命計算的使用范圍，允許啟動(汽水)分離器參照使用(見4.2,2013年版的 增加了相鄰溫度之間的材料許用應(yīng)力值用算術(shù)內(nèi)插法確定和材料許用應(yīng)力值應(yīng)舍去小數(shù)點后的數(shù)字的規(guī)定(見5.2.1);——更改了確定計算壓力的相關(guān)條款(見7.3,2013年版的7.3);——增加了承受外壓的凸形封頭的計算方法(見10.3.9);——增加了彎管或彎頭和圓弧形集箱筒體計算厚度公式的適用范圍(見10.6.5);——增加了開孔補強接管的焊縫高度規(guī)定(見11.4.2、11.5.8);——更改了三通的尺寸要求(L1、hmn、r)、規(guī)格范圍、結(jié)構(gòu)要求(見15.3.12～15.3.28,2013年版的——刪除了凸型封頭人孔密封面切口部位徑向最小剩余厚度的規(guī)定(見2013年版的16.3.11);——更改了“鍋筒低周疲勞壽命計算”的內(nèi)容(見附錄A,2013年版的附錄A);——更改了確定元件最高允許工作壓力的驗證法相關(guān)內(nèi)容(見附錄B,2013年版的第12章)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC262)提出并歸口。本文件起草單位：上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院有限責(zé)任公司、哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司、東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司、上海鍋爐廠有限公司、北京巴布科克·威爾科克斯有限公司、武漢鍋爐股份有限公司、無錫華光環(huán)保能源集團(tuán)股份有限公司、杭州鍋爐集團(tuán)股份有限公司、哈電發(fā)電設(shè)備國家工程研究中心有限公司、四川川鍋鍋爐有限責(zé)任公司、濟(jì)南鍋爐集團(tuán)有限公司、西安熱工研究院有限公司、中國特種設(shè)備檢測研究院、江聯(lián)重工集團(tuán)股份有限公司。Ⅱ本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況為：——1996年首次發(fā)布為GB/T16507—1996;——2013年第一次修訂時，將水管鍋爐和鍋殼鍋爐內(nèi)容分開，各由8個部分組成，水管鍋爐為GB/T16507.1—2013～16507.8—2013《水管鍋爐》,鍋殼鍋爐為GB/T16508.1—2013~GB/T16508.8—2013《鍋殼鍋爐》,本文件為GB/T16507.4—2013《水管鍋爐第4部分：受壓元件強度計算》,同時本文件部分代替GB/T9222—2008《水管鍋爐受壓元件強度計算》——本次為第二次修訂。ⅢGB/T16507《水管鍋爐》是全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(以下簡稱“委員會”)負(fù)責(zé)制修訂和歸口的鍋爐通用建造標(biāo)準(zhǔn)之一。其制定遵循了國家頒布的鍋爐安全法規(guī)所規(guī)定的安全基本要求，設(shè)計準(zhǔn)則、材料要求、制造檢驗技術(shù)要求、驗收標(biāo)準(zhǔn)和安裝要求均符合TSG11《鍋爐安全技術(shù)規(guī)程》的相應(yīng)規(guī)定。GB/T16507為協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，滿足TSG11《鍋爐安全技術(shù)規(guī)程》的基本要求，同時也符合TSG91《鍋爐節(jié)能環(huán)保技術(shù)規(guī)程》的要求。GB/T16507旨在規(guī)范鍋爐的設(shè)計、制造、檢驗、驗收和安裝，由8個部分構(gòu)成?！?部分：總則。目的在于確定水管鍋爐范圍界定、鍋爐參數(shù)、建造規(guī)范以及節(jié)能和環(huán)保等建造水管鍋爐的通用技術(shù)要求?！?部分：材料。目的在于確定水管鍋爐受壓元件和非受壓元件、受力構(gòu)件、鍋爐鋼結(jié)構(gòu)和焊接材料等的選材和用材要求?！?部分：結(jié)構(gòu)設(shè)計。目的在于確定水管鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求、焊接連接要求、開孔和各元(部)件的具體設(shè)計要求?！?部分：受壓元件強度計算。目的在于確定水管鍋爐受壓元件的計算壁溫、計算壓力、許用應(yīng)力取值及強度設(shè)計計算方法?！?部分：制造。目的在于確定水管鍋爐在制造過程中的標(biāo)記、冷熱加工成形、脹接、焊接和熱處理要求?！?部分：檢驗、試驗和驗收。目的在于確定水管鍋爐受壓元件和與其直接連接的承受載荷的非受壓元件的檢驗、試驗和驗收要求?！?部分：安全附件和儀表。目的在于確定水管鍋爐安全附件和儀表的設(shè)置和選用要求?！?部分：安裝與運行。目的在于確定水管鍋爐本體和鍋爐范圍內(nèi)管道的安裝、調(diào)試、質(zhì)量驗收以及運行要求。由于GB/T16507沒有必要、也不可能囊括適用范圍內(nèi)鍋爐建造和安裝中的所有技術(shù)細(xì)節(jié)，因此，在滿足TSG11《鍋爐安全技術(shù)規(guī)程》所規(guī)定的基本安全要求的前提下，不禁止GB/T16507中沒有特別提及的技術(shù)內(nèi)容。GB/T16507不限制實際工程設(shè)計和建造中采用能夠滿足安全要求的先進(jìn)技術(shù)方法。對于未經(jīng)委員會書面授權(quán)或認(rèn)可的其他機構(gòu)對標(biāo)準(zhǔn)的宣貫或解釋所產(chǎn)生的理解歧義和由此產(chǎn)生的任何后果，本委員會將不承擔(dān)任何責(zé)任。1水管鍋爐第4部分：受壓元件強度計算本文件規(guī)定了水管鍋爐受壓元件強度計算的基本要求，許用應(yīng)力、計算壁溫、計算壓力、減弱系數(shù)、元件厚度、計算厚度、開孔補強、厚度附加量、最高允許壓力的設(shè)計計算方法，附加應(yīng)力校核以及結(jié)構(gòu)限制和要求，并規(guī)定了確定元件最高允許工作壓力的試驗和有限元分析驗證方法。本文件適用于GB/T16507.1界定的受壓元件，包括鍋筒筒體、啟動(汽水)分離器筒體、集箱筒體、2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T150.3壓力容器第3部分：設(shè)計GB/T16507.1水管鍋爐第1部分：總則GB/T16507.2水管鍋爐第2部分：材料GB/T16507.3水管鍋爐第3部分：結(jié)構(gòu)設(shè)計GB/T16507.5水管鍋爐第5部分：制造GB/T16507.6水管鍋爐第6部分：檢驗、試驗和驗收GB/T16507.7水管鍋爐第7部分：安全附件和儀表GB/T16507.8水管鍋爐第8部分：安裝與運行DL/T695電站鋼制對焊管件DL/T5366發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計算技術(shù)規(guī)程3術(shù)語和定義GB/T16507.1界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。設(shè)計使用期內(nèi)，元件考慮腐蝕減薄需要的附加厚度。理論計算公式確定的受壓元件厚度。注：必要時，計算厚度還計入其他載荷所需厚度。計算厚度與厚度附加量之和。2名義厚度nominalthickness設(shè)計厚度向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度。有效厚度effectivethickness名義厚度減去腐蝕裕量、鋼材厚度下偏差和工藝附加厚度后的厚度。材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的厚度允許下偏差負(fù)值的絕對值。注：無負(fù)值取0。工藝附加厚度processadditionalthickness元件在沖壓、卷制或彎制過程中制造工藝所允許的材料厚度最大減薄值。最小需要厚度minimumrequiredthickness元件承載計算壓力、計算溫度等載荷，并考慮腐蝕減薄因素所需厚度的最小值。熱擠壓三通hotextrusiontee用無縫鋼管經(jīng)多套模具熱擠壓成型的直型或鼓型三通。主流通道呈直線形的三通。注：通常支管直徑不大于主管。鼓型三通drumtee主流通道呈鼓型的三通。注：由等徑直型三通主管段經(jīng)鍛縮而成，通常支管直徑大于主管?？v截面verticalsection過主管回轉(zhuǎn)軸線，且過主管平均直徑圓弧面與接管或孔的回轉(zhuǎn)軸線相交點的平面。橫截面crosssection與主管回轉(zhuǎn)軸線垂直，且過主管平均直徑圓弧面與接管或孔的回轉(zhuǎn)軸線相交點的平面。4基本要求4.1按本文件設(shè)計計算的鍋爐受壓元件，其結(jié)構(gòu)、材料、制造、安裝、使用、修理及改造，應(yīng)符合GB/T16507.1、GB/T16507.2、GB/T16507.3、GB/T16507.5、GB/T16507.6、GB/T16507.7和GB/T16507.8的有關(guān)規(guī)定。4.2用于調(diào)峰負(fù)荷等參數(shù)波動較大、或波動較頻繁的機組的鍋爐，其受壓元件應(yīng)進(jìn)行疲勞強度校核。鍋筒的疲勞強度校核按照附錄A進(jìn)行計算，啟動(汽水)分離器的疲勞強度校核也可按照附錄A進(jìn)行34.3不滿足本文件正文各章條規(guī)定適用條件或未列入本文件的特殊受壓元件，按照附錄B確定元件的最高允許工作壓力。5許用應(yīng)力5.1符號本章使用下列符號：qmx——元件承受的最大熱流密度，單位為千瓦每平方米(kW/m2);η——修正系數(shù)；[o]——許用應(yīng)力，單位為兆帕(MPa)。5.2許用應(yīng)力的取用5.2.1受壓元件的材料許用應(yīng)力([o]),應(yīng)按GB/T16507.2選取，處于所列計算溫度之間的材料許用應(yīng)力值，由鄰近計算溫度的許用應(yīng)力值，按算術(shù)內(nèi)插法確定，并應(yīng)舍去小數(shù)。5.2.2外壁受熱的鍋筒、集箱筒體、三通和等徑叉形管的許用應(yīng)力([o])應(yīng)取材料許用應(yīng)力值與表1修表1修正系數(shù)工作條件7煙溫≤600℃,或透過管束的輻射熱流不大且筒體壁面不受煙氣的強烈沖刷，或qmx≤30kW/m20.95煙溫>600℃0.906計算壁溫6.1符號本章使用下列符號：J——熱流均流系數(shù)；p,——鍋爐額定壓力，單位為兆帕(MPa);qmx——元件外壁承受的最大熱流密度，單位為千瓦每平方米(kW/m2);ts——金屬壁溫，單位為攝氏度(℃);ta——計算壁溫，單位為攝氏度(℃);t;——金屬內(nèi)壁溫度，單位為攝氏度(℃);tm——工質(zhì)額定平均溫度，單位為攝氏度(℃);t?！饘偻獗跍囟?，單位為攝氏度(℃);t、——計算壓力對應(yīng)的工質(zhì)飽和溫度(熱水鍋爐為出口水溫),單位為攝氏度(℃);△t——溫度偏差，單位為攝氏度(℃);X——工質(zhì)混合系數(shù)；α,——內(nèi)壁對工質(zhì)的換熱系數(shù)，單位為千瓦每平方米每攝氏度[kW/(m2·℃)];β——按名義厚度確定的外徑與內(nèi)徑的比值；δ——圓筒體的名義厚度，單位為毫米(mm);λ——材料導(dǎo)熱系數(shù)，單位為千瓦每米每攝氏度[kW/(m·℃)]。4GB/T16507.4—20226.2金屬壁溫受壓元件的各點金屬壁溫按照公式(1)計算：…………6.3元件計算壁溫6.3.1計算壁溫(ta)應(yīng)取受壓元件各點金屬壁溫中的最大值。6.3.2計算壁溫(ta)根據(jù)元件受熱條件和結(jié)構(gòu)特性由傳熱計算確定。圓筒體計算壁溫按照公式(2)6.3.3工質(zhì)混合系數(shù)(X):鍋筒筒體取0;管子取1;集箱筒體取0.5,當(dāng)工質(zhì)從端部進(jìn)入時，取0。6.3.4集箱筒體和管子的△t取值不小于10℃;不受熱過熱蒸汽集箱筒體的X△t取值不小于10℃。6.3.5鍋筒筒體和集箱筒體的熱流均流系數(shù)(J)取1。6.3.6鍋筒的工質(zhì)額定平均溫度(tm)取計算壓力下工質(zhì)的飽和溫度(熱水鍋爐為出口水溫)。6.3.7計算壁溫(ta)不計入鍋爐出口過熱蒸汽溫度在設(shè)計允許范圍內(nèi)的波動值。6.3.8封頭、平端蓋和三通等元件的計算壁溫，參照相連筒體或管道(管子)確定。6.3.9計算壁溫(ta)也可由表2、表3和表4直接選取。表2鍋筒和啟動(汽水)分離器計算壁溫單位為攝氏度受熱條件元件位置取值不受熱煙道外絕熱煙道內(nèi)爐膛內(nèi)不絕熱透過管束的輻射熱流不大且筒體壁面不受煙氣的強烈沖刷，或元件承受的熱流密度qmx≤煙溫≤600℃的對流煙道內(nèi)煙溫≥900℃的對流煙道或爐膛內(nèi)表3管子和管道的計算壁溫單位為攝氏度元件條件取值沸騰管pr≤13.7MPa及qmx≤407kW/m2省煤器管對流式省煤器輻射式省煤器5表3管子和管道的計算壁溫(續(xù))單位為攝氏度元件條件取值過熱器管對流式過熱器tm+50輻射式或半輻射式(屏式)過熱器tm+100管道煙道外表4集箱和防焦集箱計算壁溫單位為攝氏度內(nèi)部工質(zhì)工作條件取值水或汽水混合物不受熱煙道外絕熱煙道內(nèi)不絕熱煙溫≤600℃的對流煙道內(nèi)煙溫≥900℃的對流煙道或爐膛內(nèi)飽和蒸汽不受熱煙道外絕熱煙道內(nèi)不絕熱煙溫≤600℃的對流煙道內(nèi)過熱蒸汽不受熱煙道外絕熱煙道內(nèi)不絕熱煙溫≤600℃的對流煙道內(nèi)注：對于外壁受熱的汽水混合物集箱和防焦箱筒體，t指不出現(xiàn)自由水面時的溫度。7計算壓力本章使用下列符號：p——元件計算壓力，單位為兆帕(MPa);p?！ぷ鲏毫?，單位為兆帕(MPa);p:——鍋爐額定壓力，單位為兆帕(MPa);△pa——設(shè)計附加壓力，單位為兆帕(MPa);△px—-工質(zhì)流動阻力，單位為兆帕(MPa);△ph——液柱靜壓力，單位為兆帕(MPa)。7.2元件工作壓力7.2.1工作壓力按照公式(3)計算：6p?=p,+△p?+△ph7.2.2工質(zhì)流動阻力(△pt)取鍋爐最大出口流量時，計算元件至鍋爐出口之間的壓力降。7.2.3當(dāng)元件底部液柱靜壓值不大于3%(p.+△p?+△pr)時，則液柱靜壓值可不考慮。7.3元件計算壓力7.3.1元件計算壓力按照公式(4)確定：p≥p?+△p?7.3.2元件設(shè)計附加壓力(△pa)按附錄C確定。8減弱系數(shù)8.1符號本章使用下列符號：a——斜向孔橋橫向距離(取中徑弧長),單位為毫米(mm);b——斜向孔橋縱向距離，單位為毫米(mm);Cx、Cy——三通結(jié)構(gòu)系數(shù)；D?——三通主管的平均直徑，單位為毫米(mm);D?！?三通主管外徑，單位為毫米(mm);d——開孔直徑，單位為毫米(mm);d'--凹座開孔的沉孔直徑，單位為毫米(mm);d?——三通支管的平均直徑，單位為毫米(mm);da——相鄰兩孔平均當(dāng)量直徑，單位為毫米(mm);d?！?孔的當(dāng)量直徑，單位為毫米(mm);di——第一孔的當(dāng)量直徑，單位為毫米(mm);d??——第二孔的當(dāng)量直徑，單位為毫米(mm);d;焊制或鍛制三通支管內(nèi)徑，單位為毫米(mm);h——具有凹座開孔的沉孔深度，單位為毫米(mm);K——斜向孔橋的換算系數(shù)；N——孔橋減弱系數(shù)線算圖中的參數(shù)；p,——鍋爐額定壓力，單位為兆帕(MPa);s——相鄰孔節(jié)距(橫向取中徑弧長),單位為毫米(mm);se——相鄰孔的臨界節(jié)距，單位為毫米(mm);α——橫截面內(nèi)非徑向孔的軸線與圓筒體徑向(既在縱截面內(nèi)，又在橫截面內(nèi))的夾角，單位為β——按名義厚度確定的外徑與內(nèi)徑的比值；β?——按計算厚度確定的外徑與內(nèi)徑的比值；δ圓筒體的名義厚度，單位為毫米(mm);δ,——接管的名義厚度，單位為毫米(mm);7δw——三通支管的有效厚度，單位為毫米(mm);δ?！钢坪湾懼迫ㄖ鞴艿挠行Ш穸?，單位為毫米(mm);[o]——計算壁溫下的許用應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);[o],——計算壁溫下的接管許用應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);φ——孔橋減弱系數(shù)；φn——凸形封頭頂部中心開孔結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)；φ?——焊制和鍛制三通、等徑叉形管的結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)；φw——焊接接頭減弱系數(shù)。8.2最小減弱系數(shù)8.2.1圓筒體、圓弧形集箱或彎管(彎頭)中弧，取縱向焊接接頭減弱系數(shù)(φw)、孔橋減弱系數(shù)(φ)中的最小值。8.2.2焊制和鍛制三通，取結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)(φ?)、孔橋減弱系數(shù)(φ)中的最小值。8.2.3凸形封頭，取凸形封頭頂部中心開孔結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)(φn)、焊接接頭減弱系數(shù)(φw)中的最小值。8.2.4等徑叉形管，取結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)(φ?)。8.2.5孔橋與焊縫重疊或凸形封頭頂部中心孔的中心至焊縫邊緣距離不大于(0.5d+12)mm,減弱系數(shù)應(yīng)取孔橋減弱系數(shù)(φ)或凸形封頭頂部中心開孔結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)(φn)與焊接接頭減弱系數(shù)(φw)的乘積。8.3焊接接頭減弱系數(shù)8.3.1焊接接頭質(zhì)量應(yīng)符合GB/T16507.5的有關(guān)規(guī)定。8.3.2焊接接頭減弱系數(shù)(φw)應(yīng)根據(jù)對接接頭形式及無損檢測比例，按表5選取。表5焊接接頭減弱系數(shù)焊接接頭形式無損檢測(超聲波或射線)比例雙面焊對接接頭或相當(dāng)于雙面的全焊透對接接頭局部單面焊對接接頭局部8.3.3當(dāng)材料的許用應(yīng)力由持久強度確定時，焊接接頭減弱系數(shù)(φw)取值應(yīng)不大于0.80。8.4孔橋減弱系數(shù)8.4.1圓筒體上相鄰孔的節(jié)距(縱向、橫向或斜向)小于孔橋相鄰孔的臨界節(jié)距，且相鄰孔的直徑均不大于未補強孔最大允許直徑，按照本條款計算孔橋減弱系數(shù)(φ)。圓弧形集箱和三通的孔橋減弱系數(shù)(φ),按照圓筒體的孔橋減弱系數(shù)計算方法來處理。8.4.2孔橋相鄰孔的臨界節(jié)距按照公式(5)計算：se=d+2√(D?+δ)δ………(5)8.4.3相鄰孔的孔橋減弱系數(shù)(φ)按表6計算。計算的孔橋減弱系數(shù)大于1時，取φ=1。8表6孔橋減弱系數(shù)孔橋型式孔橋示意圖φ縱向筒體軸線橫向s2斜向b筒體軸線8.4.4相鄰孔平均當(dāng)量孔徑(d)按照公式(6)計算。…………(6)8.4.5當(dāng)量孔徑(de)按表7計算。表7當(dāng)量孔徑形式當(dāng)量孔徑(d)示意圖徑向孔d筒休軸線筒休軸線橫截面非徑向孔縱向孔橋db&筒體軸線橫向孔橋其中：a≤45°斜向孔橋其中：a≤45°具有凹座的孔區(qū)98.4.6斜向孔橋減弱系數(shù)也可直接由圖1查取，圖中虛線為各條曲線極小值的連線。n=b/a圖1斜向孔橋減弱系數(shù)線算圖a)橢圓孔取其在孔橋兩孔中心連線上的尺寸；b)雙面角焊(適用p.不大于2.5MPa鍋爐，且不受熱)或插入式整體焊接管取其接管內(nèi)徑。8.4.8雙面角焊(適用于p,不大于2.5MPa鍋爐，且不受熱)或插入式整體焊接管(或孔圈)的許用應(yīng)力([o],)小于圓筒體的許用應(yīng)力([o])時，減弱系數(shù)計算中的d應(yīng)取接管(或孔圈)內(nèi)徑與20,[1-8.4.9單獨孔橋可利用有效補強范圍內(nèi)接管厚度裕量按照第11章進(jìn)行補強，提高孔橋減弱系數(shù)。8.5凸形封頭頂部中心開孔結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)8.5.1頂部中心開孔的封頭，凸形封頭頂部中心開孔結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)按照公式(7)計算：………………8.6焊制和鍛制正交三通的結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)8.6.1鍛制三通結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)(φ)按照公式(8)、公式(9)計算：………(8)8.6.2無縫鋼管焊制三通的結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)(φ?)按表8確定。…………表8焊制三通結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)計算壁溫結(jié)構(gòu)參數(shù)補強型式低于由持久強度確定許用應(yīng)力的起始溫度蝶式pr≤2.5MPa、1.05≤β<1.10、D,≤273mm厚度取公式(8)值的2/31.10≤β且β≤1.50蝶式單筋厚度按照公式(8)計算不低于由持久強度確定許用應(yīng)力的起始溫度蝶式按照公式(8)計算pr≤2.5MPa,1.05≤β<1.10、D?！?73mm厚度取公式(8)值的2/31.10≤β<1.25且273mm<D?！?13mm蝶式或單筋按照公式(8)計算1.10≤β<1.25且D。≤273mm蝶式或單筋1.25<β且β≤2.00厚度按照公式(8)計算1.25<β且β?≤1.50蝶式或單筋8.7等徑叉形管結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)等徑叉形管的結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)(φ)按表9確定。表9等徑叉形管結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)計算壁溫低于由持久強度確定許用應(yīng)力的起始溫度等于或高于由持久強度確定許用應(yīng)力的起始溫度9元件厚度9.1符號本章使用下列符號：C——厚度附加量，單位為毫米(mm);C?——腐蝕裕量，單位為毫米(mm);δ名義厚度，單位為毫米(mm);δa——設(shè)計厚度，單位為毫米(mm);δ。——有效厚度，單位為毫米(mm);δ最小需要厚度，單位為毫米(mm);δ——計算厚度，單位為毫米(mm)。9.2最小需要厚度最小需要厚度按照公式(10)計算：GB/T16507.4—20229.3設(shè)計厚度設(shè)計厚度按照公式(11)計算：9.4名義厚度名義厚度應(yīng)符合公式(12)的規(guī)定：9.5有效厚度有效厚度按照公式(13)計算：δ.=δ-C10計算厚度10.1符號本章使用下列符號：D.——蓋板的計算直徑(橢圓時取短軸),單位為毫米(mm);D;——圓筒體、封頭或三通主管內(nèi)徑，單位為毫米(mm);d——開孔直徑，單位為毫米(mm);d;——接管或三通支管內(nèi)徑，單位為毫米(mm);d。——接管或三通支管外徑，單位為毫米(mm);[d]:mx——熱擠壓三通滿足過渡區(qū)強度要求的支管最大允許內(nèi)徑，單位為毫米(mm)h?——封頭內(nèi)高度，單位為毫米(mm);hmin——三通支管最小高度，單位為毫米(mm);K——蓋板結(jié)構(gòu)特性系數(shù)；K?——平端蓋結(jié)構(gòu)特性系數(shù)；K;——彎管、彎頭或圓弧形集箱筒體內(nèi)弧形狀系數(shù)；K?！獜澒?、彎頭或圓弧形集箱筒體外弧形狀系數(shù)；K、——凸形封頭結(jié)構(gòu)形狀系數(shù)；L?——三通主管最小半長，單位為毫米(mm);l——平端蓋直段部分的長度，單位為毫米(mm);p——計算壓力，單位為兆帕(MPa);p,——鍋爐額定壓力，單位為兆帕(MPa);R——彎管、彎頭或圓弧形集箱筒體中心線的曲率半徑，或熱擠壓三通外壁肩部過渡半徑，單位為毫米(mm);R′——不等厚圓筒體薄壁處內(nèi)半徑，單位為毫米(mm);R”--不等厚圓筒體厚壁處內(nèi)半徑，單位為毫米(mm);r——平端蓋或三通的過渡圓弧半徑，單位為毫米(mm);Y.——蓋板形狀系數(shù)；GB/T16507.4—2022a——等徑叉形管主管與接管中心軸線的夾角，單位為度(°);β?—按計算厚度確定的外徑與內(nèi)徑的比值；δ——圓筒體、焊制和鍛制三通主管或凸形封頭的名義厚度，單位為毫米(mm);δ,——三通支管名義厚度，單位為毫米(mm);δ?！獰嵝龎汗苤瓶s口封頭圓筒部分有效厚度，單位為毫米(mm);δ——計算厚度，單位為毫米(mm);δ?——強度未減弱的熱旋壓管制縮口封頭圓筒部分計算厚度，單位為毫米(mm);δ?——平端蓋或蓋板的名義厚度，單位為毫米(mm);δ?——平端蓋環(huán)形凹槽處的最小厚度，單位為毫米(mm);δ?——蓋板螺栓連接部位或密封面處環(huán)狀部位厚度，單位為毫米(mm);[o]——計算壁溫下的許用應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);φ?——焊制和鍛制三通、等徑叉形管的結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)；φw——焊接接頭減弱系數(shù)。10.2.1圓筒體的計算厚度按照公式(14)或公式(15)計算：10.2.2承受外壓的管子按照GB/T150.3進(jìn)行校核，但材料許用應(yīng)力等按照本文件執(zhí)行；當(dāng)D。不大于200mm時，計算厚度(δ)可取1.45倍的公式(14)或公式(15)的計算值。10.2.3中徑相等的不等厚度鍋筒筒體，薄壁與厚壁部分的強度分別按本條款計算，薄壁D;取2倍的10.2.4圓筒體厚度計算公式應(yīng)在表10的β范圍內(nèi)使用。表10圓筒體厚度計算公式適用的β,范圍元件名稱范圍鍋筒及啟動(汽水)分離器集箱β?≤2.00(過熱蒸汽)管子和管道10.3凸形封頭10.3.1典型的橢球和球形封頭結(jié)構(gòu)見圖2。GB/T16507.4—2022b)圖2典型的橢球和球形封頭結(jié)構(gòu)示意圖10.3.2橢球和球形封頭的計算厚度按照公式(16)計算：其中K、按照公式(17)計算：10.3.3橢球和球形封頭的計算厚度公式的適用范圍：……(16)10.3.4凸形封頭頂部中心開孔為橢圓時，d取橢圓長軸。10.3.5熱旋壓管制縮口封頭頂端工藝開孔d不小于80mm時，計算厚度按照公式(16)計算。10.3.6熱旋壓管制縮口封頭的δ0/δ。小于0.5,且p.不大于2.5MPa時，計算厚度公式適用范圍中的d/D;用d/D。控制，并應(yīng)符合公式(18)的規(guī)定：10.3.7凸形封頭直段的計算厚度按照公式(19)計算：10.3.8頂部中心開孔的凸形封頭，當(dāng)滿足結(jié)構(gòu)要求時，可按照第11章開孔補強方法進(jìn)行補強。10.3.9承受外壓的凸形封頭按照GB/T150.3進(jìn)行校核，但材料許用應(yīng)力等應(yīng)按照本文件執(zhí)行；或取1.67倍的計算壓力(p),用公式(16)確定計算厚度(δ)。10.4平端蓋10.4.1平端蓋的計算厚度按照公式(20)計算：10.4.2平端蓋直段的計算厚度按照公式(21)計算：……10.4.3平端蓋的結(jié)構(gòu)特性系數(shù)(K;)按表11選取。表11平端蓋的結(jié)構(gòu)特性系數(shù)結(jié)構(gòu)型式S??AA無孔0.420.42有孔0.450.470.450.47推薦范圍優(yōu)先結(jié)構(gòu)型式EE333K?ǒj44Sf)K;無孔0.650.650.58有孔0.760.760.650.56推薦范圍pr≤2.5MPa且D;≤426mmp,≤2.5MPa且D;≤426mm水壓試驗10.5.1蓋板計算厚度按照公式(22)計算：10.5.2蓋板形狀系數(shù)(Y。)按照表12選取。蓋板形狀系數(shù)表12蓋板形狀系數(shù)b/a0.750.50Y.注：b/a為孔的長短軸比，相鄰b/a之間Y。值用算術(shù)內(nèi)插法確定，小數(shù)點后第三位四舍五入。10.5.3蓋板結(jié)構(gòu)特性系數(shù)(K。)和計算直徑(D。)按照表13規(guī)定選取。GB/T16507.4—2022表13蓋板結(jié)構(gòu)特性系數(shù)和計算直徑型式20.500.550.450.55D.密封面中徑螺栓孔中心圓直徑螺栓孔中心圓直徑密封面中徑10.5.4蓋板的連接處厚度(δg)應(yīng)符合公式(23)的規(guī)定。10.6彎管或彎頭和內(nèi)、外弧無開孔的圓弧形集箱筒體10.6.1彎管或彎頭和圓弧形集箱筒體外弧的計算厚度按照公式(24)計算：其中K。按照公式(25)計算：…………(25)10.6.2彎管或彎頭和圓弧形集箱筒體內(nèi)弧的計算厚度按照公式(26)計算：………(26)其中K;按照公式(27)計算： (27)10.6.3彎管或彎頭直段和中弧的計算厚度按照公式(28)計算： (28)10.6.4圓弧形集箱筒體中弧的計算厚度按照公式(29)計算：10.6.5彎管或彎頭和圓弧形集箱筒體計算厚度公式的適應(yīng)范圍，按照表10的集箱和管道部分，其中β.計算公式中δ,取中弧的計算厚度。10.6.6外徑(D。)不大于100mm的彎管或彎頭，可不校核內(nèi)弧計算厚度。10.7焊制、鍛制三通和等徑叉形管10.7.1焊制、鍛制三通和等徑叉形管的結(jié)構(gòu)示意圖見圖3。GB/T16507.4—2022a)焊制三通b)鍛制三通c)等徑叉形管圖3焊制、鍛制三通和等徑叉形管結(jié)構(gòu)示意圖10.7.2焊制、鍛制三通主管和等徑叉形管的計算厚度按照公式(30)計算：10.7.3焊制和鍛制三通支管的計算厚度按照公式(31)計算：10.7.5焊制和鍛制三通的計算厚度公式適用范圍：d;/D;≥0.8;d?！?1310.7.6等徑叉形管的計算厚度公式適用范圍：10.8熱擠壓三通10.8.1熱擠壓三通主管圓筒體的計算厚度按照公式(32)計算：10.8.2熱擠壓三通支管圓筒體的計算厚度按照公式(33)計算：10.8.3熱擠壓三通過渡區(qū)計算厚度及支管最大允許內(nèi)徑([d]:mx)按照表14計算。表14熱擠壓三通過渡區(qū)計算厚度及支管最大允許內(nèi)徑單位為毫米主管外徑直型三通過渡區(qū)計算厚度鼓型三通過渡區(qū)計算厚度支管最大允許內(nèi)徑當(dāng)R>2.42(0,+C?)時，取[d]:mx=d。-2(δ,+C)過渡區(qū)(A、B、C、D)范圍及相關(guān)尺寸示意圖B|DA|Rx不準(zhǔn)許切削區(qū)域d]juZXBAl滬兇不準(zhǔn)許切削區(qū)域11開孔補強11.1符號本章使用下列符號適用于：A?——縱截面內(nèi)需要的補強面積，單位為平方毫米(mm2);A?——縱截面內(nèi)起補強作用的焊縫面積，單位為平方毫米(mm2);A?——縱截面內(nèi)起補強作用的接管面積，單位為平方毫米(mm2);A?——縱截面內(nèi)起補強作用的墊板面積，單位為平方毫米(mm2);A?——縱截面內(nèi)(除接管外)起補強作用的圓筒體或凸形封頭的面積，單位為平方毫米(mm2);b——圓筒體或凸形封頭上開孔有效補強寬度，單位為毫米(mm);D;——圓筒體或凸形封頭內(nèi)徑，單位為毫米(mm);D?！獔A筒體或凸形封頭外徑，單位為毫米(mm);d——開孔直徑或插入式整體焊接接管內(nèi)徑，單位為毫米(mm);dm——孔橋相鄰孔當(dāng)量直徑，單位為毫米(mm);d;——接管內(nèi)徑，單位為毫米(mm);[d]——未補強孔的最大允許直徑，單位為毫米(mm);「d].孔橋補強計算時的最大允許當(dāng)量直徑，單位為毫米(mm);e——焊縫高度，單位為毫米(mm);h——接管補強有效高度，單位為毫米(mm);h?——補強接管伸出圓筒體或凸形封頭內(nèi)壁的尺寸，單位為毫米(mm);K——斜向孔橋的換算系數(shù)；K,——凸形封頭結(jié)構(gòu)形狀系數(shù)；k——圓筒體或凸形封頭開孔結(jié)構(gòu)特性系數(shù)；p——計算壓力，單位為兆帕(MPa);p:——鍋爐額定壓力，單位為兆帕(MPa);s——相鄰孔節(jié)距(橫向取中徑弧長),單位為毫米(mm);δ——圓筒體或凸形封頭名義厚度，單位為毫米(mm);δ,——接管名義厚度，單位為毫米(mm);δ——接管有效厚度，單位為毫米(mm);δ0——接管計算厚度，單位為毫米(mm);δ。——圓筒體或凸形封頭有效厚度，單位為毫米(mm);δ,——補強墊板厚度，單位為毫米(mm);δ?——強度未減弱圓筒體或凸形封頭的計算厚度，單位為毫米(mm);[o]——計算壁溫下的許用應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);[o],——計算壁溫下的接管許用應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);[o],——計算壁溫下的墊板許用應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);φ…i——最小減弱系數(shù)；φmc——未經(jīng)補強的孔橋減弱系數(shù)；φw——焊接接頭減弱系數(shù)；[φ]——允許最小減弱系數(shù)；SA。孔橋截面內(nèi)需要的補強總面積，單位為平方毫米(mm2);ZA?——孔橋截面內(nèi)起補強作用的總焊縫面積，單位為平方毫米(mm2);ZA?——孔橋截面內(nèi)起補強作用的總接管面積，單位為平方毫米(mm2)。11.2.1本章條適用于圓筒體和凸形封頭的單孔補強。11.2.2按本章條計算應(yīng)滿足：a)圓筒體開孔尺寸：d/D;小于0.8且d小于600mm;b)凸形封頭頂部中心開孔尺寸：d/D;小于0.6且d小于600mm;c)橢圓孔的長短軸比不大于2;d)開孔補強有效范圍內(nèi)應(yīng)保證圓筒體或凸形封頭的焊接接頭減弱系數(shù)為1。11.2.3凸形封頭頂部中心開孔滿足補強條件，則公式(16)和公式(57)中的φmin用φw代替。11.2.4圓筒體上相鄰兩孔間距不小于dm+0.5d。+e的單獨孔橋，按照單孔對其中任一孔進(jìn)行補強。滿足補強條件后，該孔按無孔處理。11.2.5本章條不適用于相鄰兩孔間距小于dm+0.5d。+e,且兩孔直徑(d)均大于[d]的孔橋補強。11.2.6圓筒體上非連續(xù)排列，且兩孔直徑(d)均不大于[d]的單獨孔橋，按照11.6進(jìn)行補強。11.2.7當(dāng)量孔徑大于[d]的單孔，開孔結(jié)構(gòu)特性系數(shù)(k)大于0.40,應(yīng)按單孔進(jìn)行補強；開孔結(jié)構(gòu)特性系數(shù)(k)不大于0.40,可免于補強計算。11.3未補強孔及其最大允許直徑11.3.1脹接孔、螺絲孔和其他不施焊的孔均為未補強孔。GB/T16507.4—202211.3.2接管與圓筒體或凸形封頭焊接結(jié)構(gòu)型式為非補強結(jié)構(gòu)或不滿足開孔補強條件的孔視為未補強孔。11.3.3插入式整體焊接接管、雙面角焊接管(或孔圈),接管(或孔圈)的許用應(yīng)力([o],)小于圓筒體或凸形封頭的許用應(yīng)力([o]),補強計算時，d應(yīng)取接管(或孔圈)內(nèi)徑與2δ,[1-([o],/[o])]之和。11.3.4圓筒體上未補強孔的最大允許直徑，取公式(34)或圖4所得值與200mm的小者。圖4圓筒體未補強孔的最大允許直徑曲線圖計算值大于130×103mm2,按130×103mm2取用。11.3.6圓筒體的開孔結(jié)構(gòu)特性系數(shù)(k)按照公式(35)或公式(36)計算：)11.3.7未補強凸形封頭頂部中心開孔的最大允許直徑，按照公式(37)計算：其中k按照公式(38)計算：11.4孔的補強結(jié)構(gòu)11.4.1開孔補強接管應(yīng)采用圖5結(jié)構(gòu)型式，其中圖5a)、圖5b)、圖5c)結(jié)構(gòu)型式，僅適用于p,不大于2.5MPa的鍋爐。11.4.2圖5a)結(jié)構(gòu)型式僅適用于不受熱工作條件，其補強計算參照結(jié)構(gòu)圖5d),且焊縫高度(e)應(yīng)符合公式(39)的規(guī)定。b)圖5孔的補強結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式適用于孔橋或凸形封頭頂部中心開孔的補強。11.5.1開孔補強應(yīng)符合公式(40)的規(guī)定：11.5.2分布在孔邊四分之一孔徑范圍內(nèi)起補強作用的面積應(yīng)不小于需要補強面積的三分之二。11.5.3當(dāng)補強元件的許用應(yīng)力大于被補強元件的許用應(yīng)力時，則按被補強元件的許用應(yīng)力計算。11.5.4開孔補強有效范圍(ABCD)內(nèi)的補強面積按表15確定。表15孔的補強面積范圍及計算補強尺寸和范圍5AD?,<δ,h?≤hC:-力力力DA|DBC女A|l)d;δ?A?2e22e2(或e2)A?A?00A?11.5.7補強接管的計算厚度(δ)按照公式(44)計算：11.5.8有效補強范圍和尺寸按以下規(guī)定選取： (41) (42) (44)d)非插入式接管，d;取開孔直徑d;g)焊縫高度(e),應(yīng)取內(nèi)外焊高較小者(單側(cè)角焊縫除外)。11.6孔橋補強計算11.6.1圓筒體上的孔橋可用接管多余厚度，按圖6所示進(jìn)行孔橋補強，提高孔橋減弱系數(shù)。11.6.2孔橋補強應(yīng)符合公式(45)的規(guī)定：11.6.3孔橋補強的有效范圍和面積，按圖6所示和表15的單孔補強規(guī)定計算。a)b)圖6孔橋補強面積11.6.4孔橋補強，其允許最小減弱系數(shù)([φ])與未經(jīng)補強的孔橋減弱系數(shù)(φm)應(yīng)符合公式(46)的a)縱向孔橋：GB/T16507.4—2022b)橫向孔橋：…………(48)c)斜向孔橋： (49)11.6.6圓筒體允許最小減弱系數(shù)([φ])按照公式(50)或公式(51)計算： (50) (51)12厚度附加量本章使用下列符號：C——厚度附加量，單位為毫米(mm);C?——腐蝕裕量，單位為毫米(mm);C?——工藝附加厚度，單位為毫米(mm);C?——鋼材厚度下偏差，單位為毫米(mm);D?！獜澒芑驈濐^的外徑，單位為毫米(mm);m——鋼管厚度下偏差的百分比值，%;α——彎管或彎頭工藝厚度變化率，%;δ——名義厚度，單位為毫米(mm);δ,——計算厚度，單位為毫米(mm)。12.2.1厚度附加量(C)按照公式(52)計算：12.2.2平端蓋和蓋板厚度附加量(C)的值取0mm。12.3.1腐蝕裕量(C?)宜根據(jù)實際腐蝕情況確定。一般情況12.3.2凸形封頭的C,取值與相連圓筒體相同。12.4工藝附加厚度(C?)12.4.1工藝附加厚度(C?)宜根據(jù)元件的實際制造工藝情況確定。一般情況，C?也可按附錄D選取。12.4.2外徑(D。)不大于100mm的彎管或彎頭，不校核內(nèi)弧計算厚度時，工藝附加厚度(C?)應(yīng)按附錄D選取，彎管或彎頭外弧工藝厚度變化率(a)應(yīng)按照公式(D.5)計算。12.5鋼材厚度下偏差(C?)12.5.1鋼板厚度下偏差(C?)取鋼板標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定厚度下偏差。12.5.2鋼管厚度下偏差(C?)按照公式(53)或公式(54)計算：13最高允許壓力…………(54)本章使用下列符號：K?！w板結(jié)構(gòu)特性系數(shù)；K?——平端蓋結(jié)構(gòu)特性系數(shù)；K;——彎管或彎頭和圓弧形集箱內(nèi)弧形狀系數(shù)；K?！獜澒芑驈濐^和圓弧形集箱外弧形狀系數(shù)；K、——凸形封頭結(jié)構(gòu)形狀系數(shù)；[p]——最高允許工作壓力，單位為兆帕(MPa);[p],——水壓試驗最高允許壓力，單位為兆帕(MPa);R?！摬脑?0℃時的屈服強度或規(guī)定非比例延伸強度(Rm2),單位為兆帕(MPa);Y?——蓋板形狀系數(shù)；β?！从行Ш穸却_定的外徑與內(nèi)徑的比值；δ?——平端蓋或蓋板的名義厚度，單位為毫米(mm);[o]——計算壁溫下的許用應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);9min—-最小減弱系數(shù)；q?——焊制和鍛制三通、等徑叉形管的結(jié)構(gòu)減弱系數(shù)；φ——焊接接頭減弱系數(shù)。13.2最高允許工作壓力13.2.1任何工況下，元件的工作壓力應(yīng)不大于最高允許工作壓力。13.2.2圓筒體最高允許工作壓力按照公式(55)或公式(56)計算：…………(55)13.2.3凸形封頭最高允許工作壓力按照公式(57)計算：………(57)13.2.4彎管或彎頭和圓弧形集箱筒體最高允許工作壓力取公式(58)、公式(59)、公式(60)中的較GB/T16507.4—2022……13.2.6平端蓋的最高允許工作壓力按照公式(61)計算：13.2.7蓋板的最高允許工作壓力按照公式(62)計算：13.2.8焊制、鍛制三通和等徑叉形管的最高允許工作壓力按照公式(63)計算：13.2.9D。不大于660mm的熱擠壓三通最高允許工作壓力按照公式(64)計算：…(64)13.2.10D。大于660mm的熱擠壓三通最高允許工作壓力按照公式(65)計算：13.2.11最高允許工作壓力下，開孔補強元件應(yīng)滿足補強要求。13.2.12多幾何段組合元件應(yīng)分段計算最高允許工作壓力，并取其中最小值。13.3水壓試驗最高允許壓力13.3.1元件的水壓試驗壓力，應(yīng)不大于水壓試驗最高允許壓力。13.3.2圓筒體、焊制或鍛制三通、等徑叉形管水壓試驗最高允許壓力按照公式(66)計算： (66)13.3.3凸形封頭水壓試驗最高允許壓力按照公式(67)計算： (67)13.3.4按有效壁厚計算的外徑與內(nèi)徑比按照公式(68)或公式(69)計算： (68) (69)13.3.5平端蓋的水壓試驗最高允許壓力按照公式(70)計算：13.3.6蓋板的水壓試驗最高允許壓力按照公式(71)計算：GB/T16507.4—202213.3.7水壓試驗最高允許壓力下，開孔補強元件應(yīng)滿足補強要求。13.3.8多幾何段組合元件應(yīng)分段計算水壓試驗最高允許壓力，并取其中最小值。14附加應(yīng)力校核本章使用下列符號：A。——管子的有效橫截面積，單位為平方毫米(mm2);D;——圓筒體內(nèi)徑，單位為毫米(mm);F附加軸向力，單位為千牛(kN);M——校核截面的彎曲力矩，單位為千?！ず撩?kN·mm);M.——校核截面的扭轉(zhuǎn)力矩，單位為千牛·毫米(kN·mm);p——計算壓力，單位為兆帕(MPa);W——校核截面的抗彎截面模量，單位為立方毫米(mm3);δ?！?圓筒體的有效厚度，單位為毫米(mm);o——校核截面的附加軸向應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);σb——校核截面的附加彎曲應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);[o]——計算壁溫下的許用應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);工校核截面的附加扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);φemin——校核截面的最小減弱系數(shù)；φ、——焊接接頭減弱系數(shù)。14.2圓筒體彎曲應(yīng)力14.2.1圓筒體各校核截面的最大彎曲應(yīng)力按照公式(72)計算：14.2.2抗彎截面模量(W)計算應(yīng)考慮由于開孔對截面的減弱。W的近似計算方法見附錄E。14.2.3如圓筒體無較大的局部荷重，圓筒體荷重按照均布荷重考慮。14.2.4圓筒體荷重應(yīng)包括：圓筒體及相連元件的金屬重量、滿水的水重以及絕熱材料的重量等。14.3鍋筒筒體和集箱筒體彎曲應(yīng)力校核14.3.1當(dāng)鍋筒筒體支點間距大于10m或最小孔橋減弱系數(shù)為橫向孔橋時，應(yīng)進(jìn)行最大彎曲應(yīng)力校核。最大彎曲應(yīng)力應(yīng)符合公式(73)的規(guī)定：14.3.2集箱筒體最大彎曲應(yīng)力應(yīng)符合公式(74)的規(guī)定：……………(74)為所校核截面上最大彎曲應(yīng)力部位的橫向孔橋減弱系數(shù)和環(huán)向焊接接頭減弱系數(shù)的較小者。橫向孔橋與環(huán)向焊接接頭重迭，則取兩者的乘積。GB/T16507.4—202214.4管子或管道軸向管壁附加應(yīng)力校核14.4.1由重力載荷引起的管子或管道軸向管壁附加應(yīng)力(軸向應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力)按照公式(75)進(jìn)行校核：……………(75)其中σm、t分別按公式(76)和公式(77)計算：……………只有在校核斷面上有環(huán)向焊縫時，才考慮環(huán)向焊接接頭減弱系數(shù)(qw),其值按照表5選取。14.4.2管道系統(tǒng)應(yīng)力按照DL/T5366的要求進(jìn)行校核。15結(jié)構(gòu)限制和要求本章使用下列符號：C?——腐蝕裕量，單位為毫米(mm);D?——封頭的內(nèi)徑，單位為毫米(mm);d——開孔直徑，單位為毫米(mm);d;——接管、三通支管內(nèi)徑，單位為毫米(mm);d,——焊制三通補強筋的直徑，單位為毫米(mm);[d];mx——熱擠壓三通滿足過渡區(qū)強度要求的支管最大允許內(nèi)徑，單位為毫米(mm);h;——封頭內(nèi)高度，單位為毫米(mm);hmin——三通支管最小高度，單位為毫米(mm);h:——焊制三通補強板高度，單位為毫米(mm);K;——焊角高度(i=1,2),單位為毫米(mm);L——熱擠壓三通主管限制開孔最小半長，單位為毫米(mm);L?——三通主管最小半長，單位為毫米(mm);l——平端蓋直段部分的長度，單位為毫米(mm);p:——鍋爐額定壓力，單位為兆帕(MPa);qmx——元件承受的最大熱流密度，單位為千瓦每平方米(kW/m2);R熱擠壓三通外壁肩部最大過渡半徑，單位為毫米(mm);r——鍛制三通過渡圓弧半徑，單位為毫米(mm);α熱擠壓三通支管限制開孔區(qū)中心角，單位為度(°);δ圓筒體、焊制三通主管或凸形封頭的名義厚度，單位為毫米(mm);δ——接管的名義厚度，單位為毫米(mm);δp——熱擠壓三通支管的最小需要厚度，單位為毫米(mm);δ熱擠壓直型三通主管圓筒部分的縱截面無接管側(cè)最小需要厚度、或熱擠壓鼓型三通縮口前主管圓筒部分的縱截面無接管側(cè)最小需要厚度，單位為毫米(mm);δ,——焊制三通補強筋厚度，單位為毫米(mm);δ?——計算厚度，單位為毫米(mm);δn——熱擠壓直型三通主管圓筒部分的縱截面接管側(cè)最小需要厚度、或熱擠壓鼓型三通縮口前主管圓筒部分的縱截面接管側(cè)最小需要厚度，單位為毫米(mm);熱擠壓鼓型三通縮口后主管圓筒部分的縱截面無接管側(cè)最小需要厚度，單位為毫米(mm);δw——熱擠壓鼓型三通縮口后主管圓筒部分的縱截面接管側(cè)最小需要厚度，單位為毫米(mm);λ材料導(dǎo)熱系數(shù)，單位為千瓦每米每攝氏度[kW/(m·℃)]。15.2最大允許厚度15.2.1p,不大于2.5MPa鍋爐的鍋爐鍋筒可采用不絕熱結(jié)構(gòu)，筒體厚度應(yīng)不大于表16所規(guī)定的值。表16不絕熱鍋筒筒體的最大允許厚度單位為毫米工作條件最大允許厚度煙溫>900℃的煙道或爐膛內(nèi)15.2.2p,大于2.5MPa鍋爐的不絕熱集箱筒體或焊制和熱擠壓三通厚度應(yīng)不大于表17所規(guī)定的值。表17不絕熱集箱筒體或焊制和熱擠壓三通的最大允許厚度單位為毫米工作條件最大允許厚度600℃<煙溫≤900℃的煙道內(nèi)煙溫>900℃的煙道或爐膛內(nèi)15.2.3p.不大于2.5MPa鍋爐的不絕熱集箱和防焦箱筒體或焊制和熱擠壓三通厚度應(yīng)不大于表18所規(guī)定的值。表18不絕熱集箱和防焦箱筒體或焊制和熱擠壓三通的最大允許厚度單位為毫米工作條件最大允許厚度煙溫>900℃的煙道或爐膛內(nèi)15.2.4qmx不小于580kW/m2的受熱面管子，名義厚度應(yīng)符合公式(78)的規(guī)定：15.3結(jié)構(gòu)限制15.3.1受壓元件的開孔等結(jié)構(gòu)應(yīng)符合GB/T16507.3的規(guī)定，對焊連接管端的過渡段尺寸按照DL/T695規(guī)定確定。15.3.2鍋筒脹接管孔的孔橋減弱系數(shù)不宜小于0.30。15.3.3筒體厚度不等厚過渡區(qū)及以外一個厚度長度的區(qū)域內(nèi)不應(yīng)開孔。15.3.4p.大于2.5MPa的鍋爐，接管(除連接受熱面管外)的名義厚度應(yīng)不小于0.015d。+3.2mm。15.3.5橢球封頭的名義厚度(0),應(yīng)不小于相同內(nèi)徑圓筒體的設(shè)計厚度(δa)。15.3.6平端蓋中心孔的直徑或橢圓孔長軸尺寸與受壓直徑之比值應(yīng)不大于0.8。15.3.7平端蓋任意兩孔邊緣之間的距離應(yīng)不小于其中小孔的直徑。15.3.8平端蓋開孔邊緣至平端蓋外邊緣之間的距離應(yīng)不小于2δa。15.3.9平端蓋上的孔不應(yīng)開在內(nèi)轉(zhuǎn)角圓弧處。15.3.10單筋、蝶式和厚度補強的焊制三通結(jié)構(gòu)型式見圖7。a)厚度補強1b)厚度補強2c)厚度補強3d)單筋e)蝶式補強圖7焊制三通補強結(jié)構(gòu)型式15.3.11單筋、蝶式補強元件材質(zhì)應(yīng)與焊制三通主管相同，其尺寸應(yīng)符合表19的規(guī)定。表19焊制三通單筋、蝶式補強元件的尺寸要求單位為毫米補強型式補強元件尺寸蝶式?,=δ;h,=120單筋d,=1.5δ15.3.12焊制或鍛制三通主管最小半長(L?)和支管最小高度(hmin)應(yīng)不小于1.15倍的D?；駾L/T695規(guī)定。15.3.13焊制或鍛制三通主管和支管中心軸線偏移1.0倍的D。區(qū)域內(nèi)不宜開孔，無法避免時開孔的邊緣至三通相貫線或焊縫邊緣的距離應(yīng)不小于20mm,且開孔直徑應(yīng)不大于四分之一D。和60mm。15.3.14焊制或鍛制三通厚度不等厚過渡區(qū)，外壁斜度不宜大于1:2,內(nèi)壁斜度不宜大于1:4。15.3.15鍛制三通外壁相貫線過渡倒角的寬和高均取1.0δ,但不宜大于50mm,過渡倒角與外壁應(yīng)圓弧過渡，過渡圓弧半徑(r)不宜小于10mm。15.3.16鍛制三通內(nèi)壁相貫線應(yīng)圓弧過渡，圓弧半徑(r)取四分之一δ,,但不宜大于10mm。15.3.17熱擠壓鼓型三通厚度應(yīng)符合表20要求。表20熱擠壓鼓型三通厚度要求單位為毫米類型三通區(qū)其他示意圖吲三通外徑中心線?ld?np15.3.18熱擠壓直型三通厚度應(yīng)符合表21要求。表21熱擠壓直型三通厚度要求單位為毫米類型三通區(qū)其他示意圖≥0.8δ,+C?寫一三通外徑中心線e15.3.19熱擠壓鼓型三通的結(jié)構(gòu)特征尺寸應(yīng)符合表22規(guī)定。表22鼓型三通結(jié)構(gòu)特征尺寸值單位為毫米三通規(guī)格hRL203×203×254219×219×273254×254×305273×273×324表22鼓型三通結(jié)構(gòu)特征尺寸值(續(xù))單位為毫米三通規(guī)格hRL15.3.20熱擠壓直型三通的結(jié)構(gòu)特征尺寸應(yīng)符合表23規(guī)定。表23直型三通的結(jié)構(gòu)特征尺寸單位為毫米三通規(guī)格hRL=L?40641943243245743249549515.3.21熱擠壓鼓型三通，當(dāng)0.5D。-δ大于0.5d。-δ?時，應(yīng)增大δ?a,以防有用金屬被切削。15.3.22熱擠壓鼓型三通，當(dāng)0.5D。-δ大于0.5d。一δ。時，應(yīng)增大δ,以防有用金屬被切削。15.3.23非表列規(guī)格三通的其結(jié)構(gòu)特征尺寸參照表中相近三通尺寸或DL/T695的有關(guān)規(guī)定。15.3.24熱擠壓直型和鼓型三通分區(qū)示意見圖8。a)直型三通分區(qū)b)鼓型三通分區(qū)c)B、E、F區(qū)域?qū)挾葓D8熱擠壓直型和鼓型三通分區(qū)示意圖15.3.25熱擠壓三通B、F、E區(qū)域的寬度所對應(yīng)的中心角(α)與三通支管外徑有關(guān)，支管外徑與α角的關(guān)系見表24。表24熱擠壓三通支管外徑與α角的關(guān)系支管外徑mmα支管外徑mmα203、21940°254、273305、324356、37741°660、71143°762、81341°864、91415.3.26熱擠壓三通E區(qū)域高度為主管橫截面水平中心線向支管側(cè)偏移20°、向無支管側(cè)偏移10°范圍內(nèi)的弧長距離。15.3.27熱擠壓直型和鼓型出口三通允許在A區(qū)域開孔，熱擠壓鼓型入口三通僅能在內(nèi)徑為常數(shù)的A區(qū)域開孔。15.3.28熱擠壓三通不應(yīng)在C、E區(qū)域開孔；不宜在B、F區(qū)域開孔，無法避免時可在F區(qū)域及入口三通B區(qū)域開孔，且孔僅可沿支管軸線排列。15.3.29熱擠壓鼓型入口三通和受熱輻射再熱器出口三通不應(yīng)在D區(qū)域開孔。15.3.30熱擠壓三通各區(qū)域內(nèi)的開孔直徑應(yīng)不大于四分之一D。和60mm。(規(guī)范性)鍋筒低周疲勞壽命計算A.1符號本附錄使用下列符號：abCD;EE?eKKpKKn?KmNN;n;pp;ttαβμδ——翻邊接管開孔的內(nèi)投影的長半軸，單位為毫米(mm);——計算工況最高壁溫下的筒體材料熱擴散率，單位為平方毫米每分(mm2/min);——翻邊接管開孔的內(nèi)投影短半軸，單位為毫米(mm);——徑向溫差熱應(yīng)力結(jié)構(gòu)系數(shù)；——徑向壁溫差結(jié)構(gòu)系數(shù)；——筒體內(nèi)徑，單位為毫米(mm);——計算工況最高壁溫下的筒體材料彈性模量，單位為兆帕(MPa);——低周疲勞曲線中規(guī)定的彈性模量，單位為兆帕(MPa);——自然對數(shù)的底；——內(nèi)壓環(huán)向應(yīng)力集中系數(shù)；——內(nèi)壓法向應(yīng)力集中系數(shù)；——內(nèi)壓軸向應(yīng)力集中系數(shù)；——徑向溫差環(huán)向熱應(yīng)力集中系數(shù)；——徑向溫差軸向熱應(yīng)力集中系數(shù)；——周向溫差環(huán)向熱應(yīng)力集中系數(shù)；——周向溫差軸向熱應(yīng)力集中系數(shù)；——總計算工況數(shù)；——低周疲勞設(shè)計曲線圖中的循環(huán)次數(shù)；——第i計算工況的允許循環(huán)次數(shù)(i=1,2,…,m);——第i計算工況的預(yù)期循環(huán)次數(shù)(i=1,2,…,m);——計算壓力，單位為兆帕(MPa);——計算工況壓力變動中峰值(j=1)或谷值(j=2)處的工作壓力，單位為兆帕(MPa);——確定工質(zhì)速率v所取用的時長，單位為分鐘(min);——計算工況的計算溫度，單位為攝氏度(℃);——計算工況的最高壁溫，單位為攝氏度(℃);——內(nèi)壁溫度，單位為攝氏度(℃); ——外壁溫度，單位為攝氏度(℃);——計算工況最高壁溫下的筒體材料線膨脹系數(shù)，單位為每攝氏度(1/℃);——按名義厚度確定的外徑與內(nèi)徑的比值；——溫度阻尼系數(shù)的參數(shù)；——筒體材料的泊松比，μ=0.3;——筒體名義厚度，單位為毫米(mm);——筒體有效厚度，單位為毫米(mm);△p——壓力變化范圍，單位為兆帕(MPa);△tmax——周向最大壁溫差，單位為攝氏度(℃);△t——徑向壁溫差，單位為攝氏度(℃);△t?——徑向壁溫差變化范圍，單位為攝氏度(℃);△t?——周向最大壁溫差變化范圍，單位為攝氏度(℃);△σ——交變應(yīng)力范圍，單位為兆帕(MPa);G——應(yīng)力幅值，單位為兆帕(MPa);Ge.j——筒體在峰值(j=1)或谷值(j=2)時的內(nèi)壓薄膜應(yīng)力值，單位為兆帕(MPa);0)、σ、σ)——計算工況峰值(j=1)或谷值(j=2)合成主應(yīng)力分量，單位為兆帕(MPa);σnpj·——計算工況峰值(j=1)或谷值(j=2)內(nèi)壓環(huán)向主應(yīng)力分量，單位為兆帕(MPa);——計算工況峰值(j=1)或谷值(j=2)徑向壁溫差環(huán)向主應(yīng)力分量，單位為兆帕σntlj·Gnx2.j——計算工況峰值(j=1)或谷值(j=2)周向壁溫差環(huán)向主應(yīng)力分量，單位為兆帕σm./、0m)、0.,;——計算工況峰值(j=1)或谷值(j=2)主應(yīng)力分量的差，單位為兆帕(MPa);Grpj·——計算工況峰值(j=1)或谷值(j=2)內(nèi)壓法向主應(yīng)力分量，單位為兆帕(MPa);σtl,j——計算工況峰值(j=1)或谷值(j=2)徑向壁溫差法向主應(yīng)力分量，單位為兆帕0rt2,j——計算工況峰值(j=1)或谷值(j=2)周向壁溫差法向主應(yīng)力分量，單位為兆帕Gzp.j——計算工況峰值(j=1)或谷值(j=2)內(nèi)壓軸向主應(yīng)力分量，單位為兆帕(MPa);——計算工況峰值(j=1)或谷值(j=2)徑向壁溫差軸向主應(yīng)力分量，單位為兆帕Gz?.j——計算工況峰值(j=1)或谷值(j=2)周向壁溫差軸向主應(yīng)力分量，單位為兆帕Z——時間常數(shù)，單位為分(min);U——工質(zhì)溫度變化速率，單位為攝氏度每分(℃/min);X——溫度阻尼系數(shù)。A.2結(jié)構(gòu)要求和考核點A.2.1筒體的焊接接管應(yīng)采用整體結(jié)構(gòu)，適用的接管結(jié)構(gòu)見圖A.1。翻邊接管開孔的內(nèi)投影長短半軸a、b之比應(yīng)為2:1。b)圖A.1適用的接管結(jié)構(gòu)A.2.2疲勞計算首先應(yīng)要確定考核點，考核點位于筒體開孔、孔橋及其他結(jié)構(gòu)不連續(xù)或應(yīng)力集中處。GB/T16507.4—2022通?？己它c位于筒體較大開孔的內(nèi)轉(zhuǎn)角處，見圖A.1中的A點。A.2.3典型結(jié)構(gòu)的考核點應(yīng)力分量示意見圖A.2。圖A.2考核點應(yīng)力分量示意圖A.2.4考核點的各應(yīng)力集中系數(shù)采用試驗或數(shù)值計算方法獲得，鍋筒在考核點A處的各應(yīng)力集中系數(shù)也可取表A.1中的推薦值。表A.1鍋筒考核點A處的應(yīng)力集中系數(shù)推薦值應(yīng)力集中系數(shù)結(jié)構(gòu)型式圖A.la)～圖A.1d)圖A.le)內(nèi)壓KnpKp—0.2K—2δ./(D;+ò)—26./(D;+δ)徑向溫差Kwi、Kl周向溫差—1.0A.3免于疲勞計算的判別條件筒體滿足下面條件之一可免于疲勞計算：a)按基本負(fù)荷設(shè)計；b)按A.5簡化確定的各應(yīng)力幅值(oa)得出的允許循環(huán)次數(shù)(N;),及預(yù)期循環(huán)次數(shù)(n;),滿足公式(A.22)累計損傷安全準(zhǔn)則。A.4應(yīng)力幅值(σ)的簡化確定A.4.1壓力變化范圍(△p)大于20%計算壓力(p),按照公式(A.1)計算：…………(A.1)A.4.2筒體徑向壁溫差變化范圍(△t?)大于20℃,按照公式(A.2)計算：σ?=2aE△t?………