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中 華 人 民 共 和 國 國 家 標 準

犌犅／犜１６５０７．４—２０２

代替犌犅／犜１６５０７．４—２０１３

水管鍋爐

第４部分：受壓元件強度計算

犠犪狋犲狉狋狌犫犲犫狅犻犾犲狉狊—

犘犪狉狋４：犛狋狉犲狀犵狋犺犮犪犾犮狌犾犪狋犻狅狀狅犳狆狉犲狊狌狉犲狆犪狉狋狊

２０２０３０９發布 ２０２１００１實施

發布

國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會

犌犅／犜１６５０７．４—２０２

目 次

前言 Ⅰ

引言 Ⅲ

１范圍 １

２規范性引用文件 １

３術語和定義 １

庫七七標準下載

４基本要求５許用應力６計算壁溫７計算壓力８減弱系數

…………………２

…………………３

…………………３

…………………５

…………………６

９元件厚度 １０

１０計算厚度

１ 開孔補強

………………１

………………１７

１２厚度附加量 ２

１３最高允許壓力

１４附加應力校核

…………………………２３

…………………………２５

１５結構限制和要求 ２６

附錄Ａ（規范性）鍋筒低周疲勞壽命計算 ３

附錄Ｂ（規范性）確定元件最高允許工作壓力的試驗和有限元分析驗證法 ４０

附錄Ｃ（規范性）設計附加壓力（Δ狆ａ）取值 ４

附錄Ｄ（資料性）工藝附加厚度取值 ４５

附錄Ｅ（資料性）開孔減弱截面的抗彎截面模量（犠ｘ１）的近似算法 ４７

參考文獻 ４９

前 言

本文件按照ＧＢ／Ｔ１．１—２０２０《標準化工作導則 第１部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。

本文件為ＧＢ／Ｔ１６５０７《水管鍋爐》的第４部分。ＧＢ／Ｔ１６５０７已經發布了以下部分：

——第１部分：總則；

——第２部分：材料；

——第３部分：結構設計；

——第４部分：受壓元件強度計算；

——第５部分：制造；

——第６部分：檢驗、試驗和驗收；

——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，除結構調整和編輯性改動外，主要技術變化如下：

——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

４．２）；

——增加了相鄰溫度之間的材料許用應力值用算術內插法確定和材料許用應力值應舍去小數點后的數字的規定（見５．２．１）；

——更改了確定計算壓力的相關條款（見７．３，２０１３年版的７．３）；

——增加了凸形封頭開孔補強計算規定（見１０．３．８、１．２、１．３．６、１．５．６、１．５．８）；

——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定（見１．４．２、１．５．８）；

——更改了三通的尺寸要求（犔１、犺ｍｉｎ、狉）、規格范圍、結構要求（見１５．３．１２～１５．３．２８，２０１３年版的

１６．３．１８～１６．３．３７）；

——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定（見２０１３年版的１６．３．１）；

——更改了“鍋筒低周疲勞壽命計算”的內容（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內容（見附錄Ｂ，２０１３年版的第１２章）。

請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會（ＳＡＣ／ＴＣ２６２）提出并歸口。

本文件起草單位：上海發電設備成套設計研究院有限責任公司、哈爾濱鍋爐廠有限責任公司、東方電氣集團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、無錫華光環保能源集團股份有限公司、杭州鍋爐集團股份有限公司、哈電發電設備國家工程研究中心有限公司、四川川鍋鍋爐有限責任公司、濟南鍋爐集團有限公司、西安熱工研究院有限公司、中國特種設備檢測研究院、江聯重工集團股份有限公司。

本文件主要起草人：李立人、王慧文、張宇音、辛娜娜、駱聲、許國華、朱清、林貞宇、趙偉民、王紅方、張強軍、馬紅、錢林峰、吳祥鵬、盛建國、陳瑋、毛荷芳、徐勇敏。

Ⅰ

本文件及其所代替文件的歷次版本發布情況為：

——１９６年首次發布為ＧＢ／Ｔ１６５０７—１９６；

——２０１３年第一次修訂時，將水管鍋爐和鍋殼鍋爐內容分開，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／Ｔ９２２—２０８《水管鍋爐受壓元件強度計算》

（ＧＢ／Ｔ９２２—２０８的歷次版本發布情況為：ＧＢ／Ｔ９２２—１９８）；

——本次為第二次修訂。

Ⅱ

引 言

ＧＢ／Ｔ１６５０７《水管鍋爐》是全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會（以下簡稱“委員會”）負責制修訂和歸口的鍋爐通用建造標準之一。其制定遵循了國家頒布的鍋爐安全法規所規定的安全基本要求，設計準則、材料要求、制造檢驗技術要求、驗收標準和安裝要求均符合ＴＳＧ１《鍋爐安全技術規程》的相應規定。ＧＢ／Ｔ１６５０７為協調標準，滿足ＴＳＧ１《鍋爐安全技術規程》的基本要求，同時也符合ＴＳＧ９１

《鍋爐節能環保技術規程》的要求。ＧＢ／Ｔ１６５０７旨在規范鍋爐的設計、制造、檢驗、驗收和安裝，由８個

部分構成。

——第１部分：總則。目的在于確定水管鍋爐范圍界定、鍋爐參數、建造規范以及節能和環保等建造水管鍋爐的通用技術要求。

——第２部分：材料。目的在于確定水管鍋爐受壓元件和非受壓元件、受力構件、鍋爐鋼結構和焊

接材料等的選材和用材要求。

——第３部分：結構設計。目的在于確定水管鍋爐結構設計的基本要求、焊接連接要求、開孔和各元（部）件的具體設計要求。

——第４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

應力取值及強度設計計算方法。

——第５部分：制造。目的在于確定水管鍋爐在制造過程中的標記、冷熱加工成形、脹接、焊接和熱處理要求。

——第６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。

——第７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置和選用要求。

——第８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管道的安裝、調試、質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鍋爐建造和安裝中的所有技術細節，因此，在滿足ＴＳＧ１《鍋爐安全技術規程》所規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內容。

ＧＢ／Ｔ１６５０７不限制實際工程設計和建造中采用能夠滿足安全要求的先進技術方法。

對于未經委員會書面授權或認可的其他機構對標準的宣貫或解釋所產生的理解歧義和由此產生的任何后果，本委員會將不承擔任何責任。

Ⅲ

犌犅／犜１６５０７．４—２０２

水管鍋爐

第４部分：受壓元件強度計算

１范圍

本文件規定了水管鍋爐受壓元件強度計算的基本要求，許用應力、計算壁溫、計算壓力、減弱系數、元件厚度、計算厚度、開孔補強、厚度附加量、最高允許壓力的設計計算方法，附加應力校核以及結構限制和要求，并規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、管子、管道、彎管、彎頭、圓弧形集箱筒體、凸形封頭、平端蓋及蓋板和三通等元件。

２規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構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：結構設計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／Ｔ５３６ 發電廠汽水管道應力計算技術規程

３術語和定義

ＧＢ／Ｔ１６５０７．１界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

庫七七標準下載

３．１

３．２３．３

腐蝕裕量犮狅狉狅狊犻狅狀犪犾狅狑犪狀犮犲狋犺犻犮犽狀犲狊

設計使用期內，元件考慮腐蝕減薄需要的附加厚度。

計算厚度狉犲狇狌犻狉犲犱狋犺犻犮犽狀犲狊

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。

設計厚度犱犲狊犻犵狀狋犺犻犮犽狀犲狊

計算厚度與厚度附加量之和。

１

３．４

３．５３．６

３．７３．８３．９

名義厚度狀狅犿犻狀犪犾狋犺犻犮犽狀犲狊

設計厚度向上圓整至鋼材標準規格的厚度。

注：即圖樣標注厚度。

有效厚度犲犳犲犮狋犻狏犲狋犺犻犮犽狀犲狊

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。

厚度下偏差犾狅狑犲狉狋狅犾犲狉犪狀犮犲狅犳狋犺犻犮犽狀犲狊

材料標準規定的厚度允許下偏差負值的絕對值。

注：無負值取０。

工藝附加厚度狆狉狅犮犲狊犪犱犻狋犻狅狀犪犾狋犺犻犮犽狀犲狊

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 犿犻狀犻犿狌犿狉犲狇狌犻狉犲犱狋犺犻犮犽狀犲狊

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。

熱擠壓三通犺狅狋犲狓狋狉狌狊犻狅狀狋犲

用無縫鋼管經多套模具熱擠壓成型的直型或鼓型三通。

３．１０

直型三通狊狋狉犪犻犵犺狋狋犲

主流通道呈直線形的三通。

３．１

注：通常支管直徑不大于主管。

鼓型三通犱狉狌犿狋犲

主流通道呈鼓型的三通。

注：由等徑直型三通主管段經鍛縮而成，通常支管直徑大于主管。

３．１２

３．１３

縱截面狏犲狉狋犻犮犪犾狊犲犮狋犻狅狀

過主管回轉軸線，且過主管平均直徑圓弧面與接管或孔的回轉軸線相交點的平面。

橫截面犮狉狅狊狊犲犮狋犻狅狀

與主管回轉軸線垂直，且過主管平均直徑圓弧面與接管或孔的回轉軸線相交點的平面。

４基本要求

４．１按本文件設計計算的鍋爐受壓元件，其結構、材料、制造、安裝、使用、修理及改造，應符合ＧＢ／Ｔ１６５０７．１、ＧＢ／Ｔ１６５０７．２、ＧＢ／Ｔ１６５０７．３、ＧＢ／Ｔ１６５０７．５、ＧＢ／Ｔ１６５０７．６、ＧＢ／Ｔ１６５０７．７和ＧＢ／Ｔ１６５０７．８的有關規定。

４．２用于調峰負荷等參數波動較大、或波動較頻繁的機組的鍋爐，其受壓元件應進行疲勞強度校核。鍋筒的疲勞強度校核按照附錄Ａ進行計算，啟動（汽水）分離器的疲勞強度校核也可按照附錄Ａ進行

計算。

２

４．３不滿足本文件正文各章條規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許用應力

５．１符號

本章使用下列符號：

狇ｍａｘ——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；

［σ］——許用應力，單位為兆帕（ＭＰａ）。

５．２許用應力的取用

５．２．１受壓元件的材料許用應力（［σ］），應按ＧＢ／Ｔ１６５０７．２選取，處于所列計算溫度之間的材料許用應力值，由鄰近計算溫度的許用應力值，按算術內插法確定，并應舍去小數。

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力（［σ］）應取材料許用應力值與表１修正系數（η）的乘積。

表１修正系數

工作條件

η

煙溫≤６０℃，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，或狇ｍａｘ≤３０ｋＷ／ｍ２

０．９５

煙溫＞６０℃

０．９０

６計算壁溫

６．１符號

本章使用下列符號：

犑 ——熱流均流系數；

狆ｒ——鍋爐額定壓力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

狇ｍａｘ——元件外壁承受的最大熱流密度，單位為千瓦每平方米（ｋＷ／ｍ２）；狋ｂ——金屬壁溫，單位為攝氏度（℃）；

狋ｄ——計算壁溫，單位為攝氏度（℃）；

狋ｉ——金屬內壁溫度，單位為攝氏度（℃）；

狋ｍ——工質額定平均溫度，單位為攝氏度（℃）；

狋ｏ——金屬外壁溫度，單位為攝氏度（℃）；

狋ｓ——計算壓力對應的工質飽和溫度（熱水鍋爐為出口水溫），單位為攝氏度（℃）；

Δ狋——溫度偏差，單位為攝氏度（℃）；

犡——工質混合系數；

αｈ——內壁對工質的換熱系數，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徑的比值；

δ ——圓筒體的名義厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

λ ——材料導熱系數，單位為千瓦每米每攝氏度［ｋＷ／（ｍ·℃）］。

３

６．２金屬壁溫

受壓元件的各點金屬壁溫按照公式（１）計算：

２

狋ｂ＝狋ｉ＋狋ｏ

…………（１）

６．３元件計算壁溫

６．３．１計算壁溫（狋ｄ）應取受壓元件各點金屬壁溫中的最大值。

６．３．２計算壁溫（狋ｄ）根據元件受熱條件和結構特性由傳熱計算確定。圓筒體計算壁溫按照公式（２）

計算：

狋ｄ＝狋ｍ＋犑狇ｍａｘ（β＋δ

β）＋犡Δ狋 （２）

αｈ １００λβ＋１

６．３．３工質混合系數（犡）：鍋筒筒體?。?；管子?。保患渫搀w?。埃?，當工質從端部進入時，?。?。６．３．４集箱筒體和管子的Δ狋取值不小于１０℃；不受熱過熱蒸汽集箱筒體的犡Δ狋取值不小于１０℃。６．３．５鍋筒筒體和集箱筒體的熱流均流系數（犑）?。?。

６．３．６鍋筒的工質額定平均溫度（狋ｍ）取計算壓力下工質的飽和溫度（熱水鍋爐為出口水溫）。

６．３．７計算壁溫（狋ｄ）不計入鍋爐出口過熱蒸汽溫度在設計允許范圍內的波動值。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（狋ｄ）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

狋ｍ

絕熱

煙道內

狋ｍ＋１０

爐膛內

狋ｍ＋４０

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狇ｍａｘ≤

３０ｋＷ／ｍ２

狋ｍ＋２０

煙溫≤６０℃的對流煙道內

狋ｍ＋３０

６０℃＜煙溫＜９０℃的對流煙道內

狋ｍ＋５０

煙溫≥９０℃的對流煙道或爐膛內

狋ｍ＋９０

注：對于外壁受熱的鍋筒，狋ｍ指水空間溫度。

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

狆ｒ≤１３．７ＭＰａ及狇ｍａｘ≤４０７ｋＷ／ｍ２

狋ｓ＋６０

省煤器管

對流式省煤器

狋ｍ＋３０

輻射式省煤器

狋ｍ＋６０

４

表３管子和管道的計算壁溫（續）

單位為攝氏度

元件

條件

取值

過熱器管

對流式過熱器

狋ｍ＋５０

輻射式或半輻射式（屏式）過熱器

狋ｍ＋１０

管道

煙道外

狋ｍ

表４集箱和防焦集箱計算壁溫

單位為攝氏度

內部工質

工作條件

取值

水或汽水混合物

不受熱

煙道外

狋ｍ

絕熱

煙道內

狋ｍ＋１０

不絕熱

煙溫≤６０℃的對流煙道內

狋ｍ＋３０

６０℃＜煙溫＜９０℃的對流煙道內

狋ｍ＋５０

煙溫≥９０℃的對流煙道或爐膛內

狋ｍ＋１０

飽和蒸汽

不受熱

煙道外

狋ｓ

絕熱

煙道內

狋ｓ＋２５

不絕熱

煙溫≤６０℃的對流煙道內

狋ｓ＋４０

６０℃＜煙溫＜９０℃的對流煙道內

狋ｓ＋６０

過熱蒸汽

不受熱

煙道外

狋ｍ＋犡Δ狋

絕熱

煙道內

狋ｍ＋２５＋犡Δ狋

不絕熱

煙溫≤６０℃的對流煙道內

狋ｍ＋４０＋犡Δ狋

６０℃＜煙溫＜９０℃的對流煙道內

狋ｍ＋６０＋犡Δ狋

注：對于外壁受熱的汽水混合物集箱和防焦箱筒體，狋ｍ指不出現自由水面時的溫度。

７計算壓力

７．１符號

本章使用下列符號：

狆——元件計算壓力，單位為兆帕（ＭＰａ）；狆ｏ——元件工作壓力，單位為兆帕（ＭＰａ）；狆ｒ——鍋爐額定壓力，單位為兆帕（ＭＰａ）；Δ狆ａ——設計附加壓力，單位為兆帕（ＭＰａ）；Δ狆ｆ——工質流動阻力，單位為兆帕（ＭＰａ）；Δ狆ｈ——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：

５

狆ｏ＝狆ｒ＋Δ狆ｆ＋Δ狆ｈ （３）

７．２．２工質流動阻力（Δ狆ｆ）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當元件底部液柱靜壓值不大于３％（狆ｒ＋Δ狆ａ＋Δ狆ｆ）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：

狆≥狆ｏ＋Δ狆ａ （４）

７．３．２元件設計附加壓力（Δ狆ａ）按附錄Ｃ確定。

８減弱系數

８．１符號

本章使用下列符號：

犪 ——斜向孔橋橫向距離（取中徑弧長），單位為毫米（ｍｍ）；

犫 ——斜向孔橋縱向距離，單位為毫米（ｍｍ）；

犆ｘ、犆ｙ——三通結構系數；

犇ａ——三通主管的平均直徑，單位為毫米（ｍｍ）；犇１——圓筒體、封頭的內徑，單位為毫米（ｍｍ）；犇ｏ——三通主管外徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犱——開孔直徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犱′ ——凹座開孔的沉孔直徑，單位為毫米（ｍｍ）；犱ａ ——三通支管的平均直徑，單位為毫米（ｍｍ）；犱ａｅ ——相鄰兩孔平均當量直徑，單位為毫米（ｍｍ）；犱ｅ ——孔的當量直徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犱１ｅ ——第一孔的當量直徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犱２ｅ ——第二孔的當量直徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犱ｉ——焊制或鍛制三通支管內徑，單位為毫米（ｍｍ）；犺——具有凹座開孔的沉孔深度，單位為毫米（ｍｍ）；犓——斜向孔橋的換算系數；

犖——孔橋減弱系數線算圖中的參數；

狀 ——犫與犪的比值；

狆ｒ ——鍋爐額定壓力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

狊 ——相鄰孔節距（橫向取中徑弧長），單位為毫米（ｍｍ）；

狊ｃ ——相鄰孔的臨界節距，單位為毫米（ｍｍ）；

α ——橫截面內非徑向孔的軸線與圓筒體徑向（既在縱截面內，又在橫截面內）的夾角，單位為度（°）；

β——按名義厚度確定的外徑與內徑的比值；βｔ——按計算厚度確定的外徑與內徑的比值；δ——圓筒體的名義厚度，單位為毫米（ｍｍ）；δｂ——接管的名義厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

６

δｂｅ ——三通支管的有效厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

δｅ ——焊制和鍛制三通主管的有效厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

［σ］ ——計算壁溫下的許用應力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

［σ］ｂ——計算壁溫下的接管許用應力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

φ ——孔橋減弱系數；

φｈ ——凸形封頭頂部中心開孔結構減弱系數；

φｔ ——焊制和鍛制三通、等徑叉形管的結構減弱系數；

φｗ ——焊接接頭減弱系數。

８．２最小減弱系數

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（φｗ）、孔橋減弱系數（φ）中的最小值。

８．２．２焊制和鍛制三通，取結構減弱系數（φｔ）、孔橋減弱系數（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構減弱系數（φｈ）、焊接接頭減弱系數（φｗ）中的最小值。

８．２．４等徑叉形管，取結構減弱系數（φｔ）。

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（０．５犱＋１２）ｍｍ，減弱系數應取孔橋減弱系數（φ）或凸形封頭頂部中心開孔結構減弱系數（φｈ）與焊接接頭減弱系數（φｗ）的乘積。

８．３焊接接頭減弱系數

８．３．１焊接接頭質量應符合ＧＢ／Ｔ１６５０７．５的有關規定。

８．３．２焊接接頭減弱系數（φｗ）應根據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

焊接接頭形式

無損檢測（超聲波或射線）比例

φｗ

雙面焊對接接頭或相當于雙面的全焊透對接接頭

１０％

１．０

局部

０．９０

單面焊對接接頭

１０％

０．９０

局部

０．８０

８．３．３當材料的許用應力由持久強度確定時，焊接接頭減弱系數（φｗ）取值應不大于０．８０。

８．４孔橋減弱系數

８．４．１圓筒體上相鄰孔的節距（縱向、橫向或斜向）小于孔橋相鄰孔的臨界節距，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（φ）。圓弧形集箱和三通的孔橋減弱系數（φ），按照圓筒體的孔橋減弱系數計算方法來處理。

８．４．２孔橋相鄰孔的臨界節距按照公式（５）計算：

狊ｃ＝犱ａｅ＋２槡（犇ｉ＋δ）δ （５）

８．４．３相鄰孔的孔橋減弱系數（φ）按表６計算。計算的孔橋減弱系數大于１時，取φ＝１。

７

表６孔橋減弱系數

孔橋型式

孔橋示意圖

φ

縱向

狊－犱ａｅ狊

橫向

２狊－犱ａｅ

狊

斜向

犓狊－犱ａｅ狊

其中：犓＝槡１－０．７１１＋狀２２

５／（ ）

８．４．４相鄰孔平均當量孔徑（犱ａｅ）按照公式（６）計算。

２

犱ａｅ＝犱１ｅ＋犱２ｅ

…………（６）

８．４．５當量孔徑（犱ｅ）按表７計算。

表７當量孔徑

形式

當量孔徑（犱ｅ）

示意圖

徑向孔

犱

橫截面非徑向孔

縱向孔橋

犱

橫向孔橋

ｃ犱

ｏｓα

其中：

α≤４５°

斜向孔橋

犱槡狀２＋ｃｏｓ２α

狀２＋１

其中：

α≤４５°

具有凹座的孔

犱＋犺（犱′－犱）

δ

８

８．４．６斜向孔橋減弱系數也可直接由圖１查取，圖中虛線為各條曲線極小值的連線。

圖１斜向孔橋減弱系數線算圖

８．４．７開孔直徑的確定：

ａ）橢圓孔取其在孔橋兩孔中心連線上的尺寸；

ｂ）雙面角焊（適用狆ｒ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徑。８．４．８雙面角焊（適用于狆ｒ不大于２．５ＭＰａ鍋爐，且不受熱）或插入式整體焊接管（或孔圈）的許用應力（［σ］ｂ）小于圓筒體的許用應力（［σ］）時，減弱系數計算中的犱應取接管（或孔圈）內徑與２δｂ［１－

（［σ］ｂ／［σ］）］之和。

８．４．９單獨孔橋可利用有效補強范圍內接管厚度裕量按照第１章進行補強，提高孔橋減弱系數。

８．５凸形封頭頂部中心開孔結構減弱系數

８．５．１頂部中心開孔的封頭，凸形封頭頂部中心開孔結構減弱系數按照公式（７）計算：

犇ｉ

φｈ＝１－犱

…………（７）

８．５．２封頭頂部中心開孔為橢圓時，犱取橢圓長軸。

８．６焊制和鍛制正交三通的結構減弱系數

８．６．１鍛制三通結構減弱系數（φｔ）按照公式（８）、公式（９）計算：

φｔ＝１．２０［１＋犆

１犆２／（２犆）］ （８）

其中：

ｘ槡１＋ｙ ｙ

＝

犆ｘ

犱ｉ２ 烌

犇ａ犱ａ 烍

＝４．０５

犆

δ３ｅ＋δ３ｂｅ

ｙ δ２ｅ槡犇ａδｅ烎

…………（９）

８．６．２無縫鋼管焊制三通的結構減弱系數（φｔ）按表８確定。

９

表８焊制三通結構減弱系數

計算壁溫

結構參數

補強型式

φｔ

低于由持久強度確定許用應力的起始溫度

１．０５≤β＜１．１０

蝶式

０．９０

狆ｒ≤２．５ＭＰａ、１．０５≤β＜１．１０、犇ｏ≤２７３ｍｍ

厚度

取公式（８）值的２／３

１．１０≤β且βｔ≤１．５０

蝶式

０．９０

單筋

０．８０

厚度

按照公式（８）計算

不低于由持久強度確定許用應力的起始溫度

１．０５≤β＜１．１０

蝶式

按照公式（８）計算

狆ｒ≤２．５ＭＰａ、１．０５≤β＜１．１０、犇ｏ≤２７３ｍｍ

厚度

取公式（８）值的２／３

１．１０≤β＜１．２５且２７３ｍｍ＜犇ｏ≤８１３ｍｍ

蝶式或單筋

按照公式（８）計算

１．１０≤β＜１．２５且犇ｏ≤２７３ｍｍ

蝶式或單筋

０．７０

１．２５＜β且βｔ≤２．０

厚度

按照公式（８）計算

１．２５＜β且βｔ≤１．５０

蝶式或單筋

０．７０

８．７等徑叉形管結構減弱系數

等徑叉形管的結構減弱系數（φｔ）按表９確定。

表９等徑叉形管結構減弱系數

計算壁溫

φｔ

低于由持久強度確定許用應力的起始溫度

０．７

等于或高于由持久強度確定許用應力的起始溫度

０．６

９元件厚度

９．１符號

本章使用下列符號：

犆 ——厚度附加量，單位為毫米（ｍｍ）；犆１——腐蝕裕量，單位為毫米（ｍｍ）；δ ——名義厚度，單位為毫米（ｍｍ）；δｄｃ——設計厚度，單位為毫米（ｍｍ）；δｅ——有效厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

δｍｉｎ——最小需要厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

δｔ——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：

δｍｉｎ＝δｔ＋犆１ （１０）

１０

９．３設計厚度

設計厚度按照公式（１）計算：

９．４名義厚度

名義厚度應符合公式（１２）的規定：

９．５有效厚度

有效厚度按照公式（１３）計算：

１０計算厚度

１０．１符號

本章使用下列符號：

δｄｃ＝δｔ＋犆 …………（１）

δ≥δｄｃ （１２）

δｅ＝δ－犆 （１３）

犇ｃ ——蓋板的計算直徑（橢圓時取短軸），單位為毫米（ｍｍ）；

犇ｉ ——圓筒體、封頭或三通主管內徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犇ｏ ——圓筒體、彎管、彎頭、圓弧形集箱筒體、封頭、三通主管或等徑叉形管外徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犱 ——開孔直徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犱ｉ ——接管或三通支管內徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犱ｏ ——接管或三通支管外徑，單位為毫米（ｍｍ）；

［犱］ｉｍａｘ——熱擠壓三通滿足過渡區強度要求的支管最大允許內徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犺ｉ ——封頭內高度，單位為毫米（ｍｍ）；

犺ｍｉｎ ——三通支管最小高度，單位為毫米（ｍｍ）；

犓ｃ ——蓋板結構特性系數；

犓ｆ ——平端蓋結構特性系數；

犓ｉ——彎管、彎頭或圓弧形集箱筒體內弧形狀系數；犓ｏ——彎管、彎頭或圓弧形集箱筒體外弧形狀系數；犓ｓ——凸形封頭結構形狀系數；

犔１——三通主管最小半長，單位為毫米（ｍｍ）；

犾 ——平端蓋直段部分的長度，單位為毫米（ｍｍ）；

狆 ——計算壓力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

狆ｒ ——鍋爐額定壓力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

犚 ——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）；

犚′ｉ ——不等厚圓筒體薄壁處內半徑，單位為毫米（ｍｍ）；犚″ｉ ——不等厚圓筒體厚壁處內半徑，單位為毫米（ｍｍ）；狉 ——平端蓋或三通的過渡圓弧半徑，單位為毫米（ｍｍ）；犢ｃ ——蓋板形狀系數；

１

α ——等徑叉形管主管與接管中心軸線的夾角，單位為度（°）；

βｔ ——按計算厚度確定的外徑與內徑的比值；

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）；

δｂ ——三通支管名義厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

δｅ ——熱旋壓管制縮口封頭圓筒部分有效厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

δｔ ——計算厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

δ０ ——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）；

δ１ ——平端蓋或蓋板的名義厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

δ２ ——平端蓋環形凹槽處的最小厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

δ３ ——蓋板螺栓連接部位或密封面處環狀部位厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

［σ］ ——計算壁溫下的許用應力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

φｍｉｎ ——最小減弱系數；

φｔ ——焊制和鍛制三通、等徑叉形管的結構減弱系數；

φｗ ——焊接接頭減弱系數。

１０．２圓筒體

１０．２．１圓筒體的計算厚度按照公式（１４）或公式（１５）計算：

δ ｏ＝ｔ

狆犇

２φｍｉｎ［σ］＋狆

δ ｉ＝ｔ

狆犇

２φｍｉｎ［σ］－狆

…………（１４）

…………（１５）

１０．２．２承受外壓的管子按照ＧＢ／Ｔ１５０．３進行校核，但材料許用應力等按照本文件執行；當犇ｏ不大于

２０ｍｍ時，計算厚度（δｔ）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，薄壁犇ｉ?。脖兜?/p>

犚′ｉ，厚壁犇ｉ?。脖兜臓摇澹椤?/p>

１０．２．４圓筒體厚度計算公式應在表１０的βｔ范圍內使用。

表１０圓筒體厚度計算公式適用的β狋范圍

元件名稱

βｔ

范圍

鍋筒及啟動（汽水）分離器

βｔ＝１＋２δｔ／犇ｉ

βｔ≤１．３０

集箱

βｔ＝犇ｏ／（犇ｏ－２δｔ）

βｔ≤１．５０

βｔ≤２．０（過熱蒸汽）

管子和管道

βｔ≤２．０

１０．３凸形封頭

１０．３．１典型的橢球和球形封頭結構見圖２。

１２

圖２典型的橢球和球形封頭結構示意圖

１０．３．２橢球和球形封頭的計算厚度按照公式（１６）計算：

δｔ＝犓ｓ 狆犇ｉ

…………（１６）

其中犓ｓ

按照公式（１７）計算：

２φｍｉｎ［σ］－狆

ｓ

６

２犺ｉ

犓＝１［２＋（犇ｉ）２］ （１７）

１０．３．３橢球和球形封頭的計算厚度公式的適用范圍：

犺ｉ≥０．２；δｔ≤０．１５；犱≤０．６

犇ｉ 犇ｉ 犇ｉ

１０．３．４凸形封頭頂部中心開孔為橢圓時，犱取橢圓長軸。

１０．３．５熱旋壓管制縮口封頭頂端工藝開孔犱不小于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／δｅ小于０．５，且狆ｒ不大于２．５ＭＰａ時，計算厚度公式適用范圍中的

犱／犇ｉ用犱／犇ｏ控制，并應符合公式（１８）的規定：

犇ｏ

犱≤０．８ （１８）

１０．３．７凸形封頭直段的計算厚度按照公式（１９）計算：

δｔ＝ 狆犇ｉ

…………（１９）

１０．３．８頂部中心開孔的凸形封頭，

２φｗ［σ］－狆

當滿足結構要求時，可按照第

章開孔補強方法進行補強

１ 。

１０．３．９承受外壓的凸形封頭按照ＧＢ／Ｔ１５０．３進行校核，但材料許用應力等應按照本文件執行；或取

１．６７倍的計算壓力（狆），用公式（１６）確定計算厚度（δｔ）。

１０．４平端蓋

槡［σ］

１０．４．１平端蓋的計算厚度按照公式（２０）計算：

δｔ＝犓ｆ犇ｉ 狆

１０．４．２平端蓋直段的計算厚度按照公式（２１）計算：

…………（２０）

１３

δ ｏ＝ｔ

狆犇

２［σ］＋狆

１０．４．３平端蓋的結構特性系數（犓ｆ）按表１選取。

表１ 平端蓋的結構特性系數

…………（２１）

結構型式

犓ｆ

無孔

０．４

０．４２

０．４

０．４２

有孔

０．４５

０．４７

０．４５

０．４７

推薦范圍

優先

—

—

—

結構型式

犓ｆ

無孔

０．６５

０．６５

０．４

０．５８

０．５

有孔

０．７６

０．７６

０．４

０．６５

０．５６

推薦范圍

狆ｒ≤２．５ＭＰａ

且

犇ｉ≤４２６ｍｍ

狆ｒ≤２．５ＭＰａ

且

犇ｉ≤４２６ｍｍ

水壓試驗

—

—

１０．５蓋板

１０．５．１蓋板計算厚度按照公式（２）計算：

槡［σ］

δｔ＝犓ｃ犢ｃ犇ｃ 狆

１０．５．２蓋板形狀系數（犢ｃ）按照表１２選取。

犫／犪

１．０

０．７５

０．５０

犢ｃ

１．０

１．１５

１．３０

注：犫／犪為孔的長短軸比，相鄰犫／犪之間犢ｃ值用算術內插法確定，小數點后第三位四舍五入。

表１２蓋板形狀系數

…………（２）

１０．５．３蓋板結構特性系數（犓ｃ）和計算直徑（犇ｃ）按照表１３規定選取。

１４

表１３蓋板結構特性系數和計算直徑

型式

犓ｃ

０．５０

０．５

０．４５

０．５

犇ｃ

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（δ３）應符合公式（２３）的規定。

δ３≥０．８δ１ （２３）

１０．６彎管或彎頭和內、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：

其中犓ｏ按照公式（２５）計算：

狆犇

δ 犓 ｏ＝ｔ ｏ

２φｗ［σ］＋狆

犓＝ｏ

４犚＋犇ｏ４犚＋２犇ｏ

…………（２４）

…………（２５）

１０．６．２彎管或彎頭和圓弧形集箱筒體內弧的計算厚度按照公式（２６）計算：

其中犓ｉ按照公式（２７）計算：

狆犇

δ 犓 ｏ＝ｔ ｉ

２φｗ［σ］＋狆

犓＝ｉ

４犚－犇ｏ

４犚－２犇ｏ

…………（２６）

…………（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：

δ ｏ＝ｔ

狆犇

２φｗ［σ］＋狆

１０．６．４圓弧形集箱筒體中弧的計算厚度按照公式（２９）計算：

δ ｏ＝ｔ

狆犇

２φｍｉｎ［σ］＋狆

…………（２８）

…………（２９）

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范圍，按照表１０的集箱和管道部分，其中

βｔ計算公式中δｔ取中弧的計算厚度。

１０．６．６外徑（犇ｏ）不大于１０ｍｍ的彎管或彎頭，可不校核內弧計算厚度。

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構示意圖見圖３。

１５

犪）焊制三通 犫）鍛制三通

犮）等徑叉形管

圖３焊制、鍛制三通和等徑叉形管結構示意圖

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：

δ ｏ＝ｔ

狆犇

２φｔ［σ］＋狆

１０．７．３焊制和鍛制三通支管的計算厚度按照公式（３１）計算：

δｔ＝狆犱ｏ

…………（３０）

…………（３１）

１０．７．４焊制和鍛制三通，

２φｔ［σ］＋狆

公式（３１）中的φ

應由φ

替代。

在允許區域另有孔橋時，公式（３０）、

１０．７．５焊制和鍛制三通的計算厚度公式適用范圍：

犱ｉ／犇ｉ≥０．８；犱ｏ≤８１３ｍｍ

１０．７．６等徑叉形管的計算厚度公式適用范圍：

犇ｏ≤１０８ｍｍ；１．０５≤βｔ≤２．０

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：

δ ｏ＝ｔ

狆犇

２φｍｉｎ［σ］＋狆

１０．８．２熱擠壓三通支管圓筒體的計算厚度按照公式（３）計算：

δ ｏ＝ｔ

狆犱

２φｍｉｎ［σ］＋狆

ｔ ｍｉｎ

…………（３２）

…………（３）

１０．８．３熱擠壓三通過渡區計算厚度及支管最大允許內徑（［犱］ｉｍａｘ）按照表１４計算。

１６

表１４熱擠壓三通過渡區計算厚度及支管最大允許內徑

單位為毫米

主管外徑

≤６０ｍｍ

＞６０ｍｍ

直型三通過渡區計算厚度

δｔ＝１．３狆犇ｏ＋２１．９［σ］＋狆

δｔ＝１．３狆犇ｏ＋１０２［σ］＋狆

鼓型三通過渡區計算厚度

δｔ＝１．３狆犱ｏ＋２１．９［σ］＋狆

δｔ＝１．３狆犱ｏ＋１０２［σ］＋狆

支管最大允許內徑

［犱］ｉｍａｘ＝犱ｏ＋２犚－２槡（犚＋δｔ＋Ｃ１）２－犚２

當犚＞２．４２（δｔ＋犆１）時，取［犱］ｉｍａｘ＝犱ｏ－２（δｔ＋Ｃ１）

［犱］ｉｍａｘ＝犱ｏ－２（δｔ＋Ｃ１）

過渡區（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）范圍及相關尺寸示意圖

１ 開孔補強

１．１符號

本章使用下列符號適用于：

犃０ ——縱截面內需要的補強面積，單位為平方毫米（ｍｍ２）；

犃１——縱截面內起補強作用的焊縫面積，單位為平方毫米（ｍｍ２）；犃２——縱截面內起補強作用的接管面積，單位為平方毫米（ｍｍ２）；犃３——縱截面內起補強作用的墊板面積，單位為平方毫米（ｍｍ２）；

犃４ ——縱截面內（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）；

犫 ——圓筒體或凸形封頭上開孔有效補強寬度，單位為毫米（ｍｍ）；

犇ｉ ——圓筒體或凸形封頭內徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犇ｏ ——圓筒體或凸形封頭外徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犱 ——開孔直徑或插入式整體焊接接管內徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犱ｅｍ——孔橋相鄰孔當量直徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犱ｉ ——接管內徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犱ｏ ——接管外徑，單位為毫米（ｍｍ）；

［犱］——未補強孔的最大允許直徑，單位為毫米（ｍｍ）；

［犱］ｅ——孔橋補強計算時的最大允許當量直徑，單位為毫米（ｍｍ）；

１７

犲 ——焊縫高度，單位為毫米（ｍｍ）；

犺 ——接管補強有效高度，單位為毫米（ｍｍ）；

犺１ ——補強接管伸出圓筒體或凸形封頭內壁的尺寸，單位為毫米（ｍｍ）；

犓 ——斜向孔橋的換算系數；

犓ｓ——凸形封頭結構形狀系數；

犽 ——圓筒體或凸形封頭開孔結構特性系數；

狆 ——計算壓力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

狆ｒ ——鍋爐額定壓力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

狊 ——相鄰孔節距（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）；δｂ ——接管名義厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

δｂｅ ——接管有效厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

δｂ０ ——接管計算厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

δｅ ——圓筒體或凸形封頭有效厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

δｒ ——補強墊板厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

δ０ ——強度未減弱圓筒體或凸形封頭的計算厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

［σ］——計算壁溫下的許用應力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

［σ］ｂ——計算壁溫下的接管許用應力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

［σ］２——計算壁溫下的墊板許用應力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

φｍｉｎ——最小減弱系數；

φｎｒ——未經補強的孔橋減弱系數；

φｗ ——焊接接頭減弱系數；

［φ］——允許最小減弱系數；

∑犃０——孔橋截面內需要的補強總面積，單位為平方毫米（ｍｍ２）；

∑犃１——孔橋截面內起補強作用的總焊縫面積，單位為平方毫米（ｍｍ２）；

∑犃２——孔橋截面內起補強作用的總接管面積，單位為平方毫米（ｍｍ２）。

１．２適用條件

１．２．１本章條適用于圓筒體和凸形封頭的單孔補強。

１．２．２按本章條計算應滿足：

ａ）圓筒體開孔尺寸：犱／犇ｉ小于０．８且犱小于６０ｍｍ；

ｂ）凸形封頭頂部中心開孔尺寸：犱／犇ｉ小于０．６且犱小于６０ｍｍ；ｃ）橢圓孔的長短軸比不大于２；

ｄ）開孔補強有效范圍內應保證圓筒體或凸形封頭的焊接接頭減弱系數為１。

１．２．３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。

１．２．４圓筒體上相鄰兩孔間距不小于犱ｅｍ＋０．５犱０＋犲的單獨孔橋，按照單孔對其中任一孔進行補強。滿足補強條件后，該孔按無孔處理。

１．２．５本章條不適用于相鄰兩孔間距小于犱ｅｍ＋０．５犱０＋犲，且兩孔直徑（犱）均大于［犱］的孔橋補強。

１．２．６圓筒體上非連續排列，且兩孔直徑（犱）均不大于［犱］的單獨孔橋，按照１．６進行補強。

１．２．７當量孔徑大于［犱］的單孔，開孔結構特性系數（犽）大于０．４０，應按單孔進行補強；開孔結構特性系數（犽）不大于０．４０，可免于補強計算。

１．３未補強孔及其最大允許直徑

１．３．１脹接孔、螺絲孔和其他不施焊的孔均為未補強孔。

１８

１．３．２接管與圓筒體或凸形封頭焊接結構型式為非補強結構或不滿足開孔補強條件的孔視為未補強孔。

１．３．３插入式整體焊接接管、雙面角焊接管（或孔圈），接管（或孔圈）的許用應力（［σ］ｂ）小于圓筒體或

凸形封頭的許用應力（［σ］），補強計算時，犱應取接管（或孔圈）內徑與２δｂ［１－（［σ］ｂ／［σ］）］之和。

１．３．４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２０ｍｍ的小者。

［犱］＝８．１槡３犇ｉδｅ（１－犽） （３４）

圖４圓筒體未補強孔的最大允許直徑曲線圖

１．３．５圖４中，犇ｉδｅ計算值大于１３０×１０３ｍｍ２，按１３０×１０３ｍｍ２取用。

１．３．６圓筒體的開孔結構特性系數（犽）按照公式（３５）或公式（３６）計算：

犽＝ ｉ

狆犇

（２［σ］－狆）δｅ

犽＝ ｏ ｅ

狆（犇－２δ）

（２［σ］－狆）δｅ

…………（３５）

…………（３６）

１．３．７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：

［犱］＝（１－狆

）（１－犽）犇ｉ （３７）

其中犽按照公式（３８）計算：

１．４孔的補強結構

２［σ］

犽＝ ｉｓ

狆犇犓

（２［σ］－狆）δｅ

…………（３８）

１．４．１開孔補強接管應采用圖５結構型式，其中圖５ａ）、圖５ｂ）、圖５ｃ）結構型式，僅適用于狆ｒ不大于

２．５ＭＰａ的鍋爐。

１．４．２圖５ａ）結構型式僅適用于不受熱工作條件，其補強計算參照結構圖５ｄ），且焊縫高度（犲）應符合公式（３９）的規定。

１９

１．５３９犲（犱ｏ＋犲）≥犃０－犃４ （３９）

犪） 犫） 犮） 犱）

犲） 犳） 犵）

圖５孔的補強結構型式

１．４．３僅圖５ｄ）、圖５ｅ）、圖５ｆ）、圖５ｇ）結構型式適用于孔橋或凸形封頭頂部中心開孔的補強。

１．５單孔補強

１．５．１開孔補強應符合公式（４０）的規定：

犃１＋犃２＋犃３＋犃４≥犃０ （４０）

１．５．２分布在孔邊四分之一孔徑范圍內起補強作用的面積應不小于需要補強面積的三分之二。１．５．３當補強元件的許用應力大于被補強元件的許用應力時，則按被補強元件的許用應力計算。１．５．４開孔補強有效范圍（ＡＢＣＤ）內的補強面積按表１５確定。

補強尺寸和范圍

δｒ＜δ，犺１≤犺

犺１≤犺

犃０

［犱ｉ＋２δｂｅ（１－［σ］ｂ）］δ０

［σ］

［犱ｉ＋２δｂｅ（１－［σ］ｂ）］δ０

［σ］

犱ｉδ０

犃１

２犲２

２犲２（或犲２）

犲２

犃２

［２犺（δｂｅ－δｂ０）＋２犺１δｂｅ］［σ］ｂ

［σ］

［２犺（δｂｅ－δｂ０）＋２犺１δｂｅ］［σ］ｂ

［σ］

２犺（δｂｅ－δｂ０）［σ］ｂ

［σ］

犃３

０．８δｒ（犫－犱ｉ－２δｂ）［σ］２

［σ］

０

０

犃４

［犫－犱ｉ－２δｂｅ（１－［σ］ｂ）］（δｅ－δ０）

［σ］

［犫－犱ｉ－２δｂｅ（１－［σ］ｂ）］（δｅ－δ０）

［σ］

（犫－犱ｉ）（δｅ－δ０）

表１５孔的補強面積范圍及計算

２０

１．５．５強度未減弱的圓筒體計算厚度（δ０）按照公式（４１）或公式（４２）計算：

δ ｉ＝０

狆犇

δ ｏ ｅ＝０

２［σ］－狆狆（犇－２δ）２［σ］－狆

１．５．６強度未減弱的凸形封頭計算厚度（δ０）按照公式（４３）計算：

δ ｉｓ＝０

狆犇犓

２［σ］－狆

１．５．７補強接管的計算厚度（δｂ０）按照公式（４）計算：

δ ｏ ｂｅ＝ｂ０

狆（犱－２δ）

２［σ］ｂ－狆

…………（４１）

…………（４２）

…………（４３）

…………（４）

１．５．８有效補強范圍和尺寸按以下規定選?。?/p>

ａ）犺＝ｍｉｎ（２．５δｂ，２．５δ）；當δｂ／犱ｉ大于０．１９時，犺＝槡（犱ｉ＋δｂ）δｂ；

ｂ）對于圓筒體：犫＝ｍａｘ（２犱ｉ，犱ｏ＋２δ）；當狊－犱ｅｍ＜ｍａｘ（犱ｉ，０．５犱ｏ＋δ）時，犫＝２（狊－犱ｅｍ）；

ｃ）對于凸形封頭：犫＝ｍｉｎ［ｍａｘ（２犱ｉ，犱ｏ＋２δ），犇ｉ］；

ｄ）非插入式接管，犱ｉ取開孔直徑犱；

ｅ）圓筒體上橢圓孔，犱ｉ取縱截面上的尺寸，犱ｏ取長軸尺寸；

ｆ）凸形封頭頂部橢圓中心孔，犱ｉ、犱ｏ取長軸尺寸；

ｇ）焊縫高度（犲），應取內外焊高較小者（單側角焊縫除外）。

１．６孔橋補強計算

１．６．１圓筒體上的孔橋可用接管多余厚度，按圖６所示進行孔橋補強，提高孔橋減弱系數。

（ ）

１．６．２孔橋補強應符合公式（４５）的規定：

δ０

∑犃１＋∑犃２≥∑犃０－２［犱］ｅδｅ （４５）

１．６．３孔橋補強的有效范圍和面積，按圖６所示和表１５的單孔補強規定計算。

犪） 犫）

圖６孔橋補強面積

１．６．４孔橋補強，其允許最小減弱系數（［φ］）與未經補強的孔橋減弱系數（φｎｒ）應符合公式（４６）的規定：

３

［φ］＜４φｎｒ （４６）

１．６．５孔橋補強的最大允許當量孔徑（［犱］ｅ）按照公式（４７）、公式（４８）、公式（４９）計算：

ａ）縱向孔橋：

２１

ｂ）橫向孔橋：

ｃ）斜向孔橋：

［犱］ｅ＝（１－［φ］）狊 （４７）

２

［犱］ｅ＝（１－［φ］）狊 （４８）

犓

［犱］ｅ＝（１－［φ］）狊 （４９）

１．６．６圓筒體允許最小減弱系數（［φ］）按照公式（５０）或公式（５１）計算：

［φ］＝

狆（犇ｉ＋δｅ）

［φ］＝

２［σ］δｅ狆（犇ｏ－δｅ）２［σ］δｅ

…………（５０）

…………（５１）

１２厚度附加量

１２．１符號

本章使用下列符號：

犆——厚度附加量，單位為毫米（ｍｍ）；

犆１——腐蝕裕量，單位為毫米（ｍｍ）；

犆２——工藝附加厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

犆３——鋼材厚度下偏差，單位為毫米（ｍｍ）；犇ｏ——彎管或彎頭的外徑，單位為毫米（ｍｍ）；犿——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）；

δｔ——計算厚度，單位為毫米（ｍｍ）。

１２．２厚度附加量（犆）

１２．２．１厚度附加量（犆）按照公式（５２）計算：

犆＝犆１＋犆２＋犆３ （５２）

１２．２．２平端蓋和蓋板厚度附加量（犆）的值?。埃恚?。

１２．３腐蝕裕量（犆１）

１２．３．１腐蝕裕量（犆１）宜根據實際腐蝕情況確定。一般情況，犆１取０．５ｍｍ，當厚度（δ）大于２０ｍｍ時，

犆１值?。埃恚?。

１２．３．２凸形封頭的犆１取值與相連圓筒體相同。

１２．４工藝附加厚度（犆２）

１２．４．１工藝附加厚度（犆２）宜根據元件的實際制造工藝情況確定。一般情況，犆２也可按附錄Ｄ選取。１２．４．２外徑（犇ｏ）不大于１０ｍｍ的彎管或彎頭，不校核內弧計算厚度時，工藝附加厚度（犆２）應按附錄Ｄ選取，彎管或彎頭外弧工藝厚度變化率（α）應按照公式（Ｄ．５）計算。

１２．５鋼材厚度下偏差（犆３）

１２．５．１鋼板厚度下偏差（犆３）取鋼板標準規定厚度下偏差。

２

１２．５．２鋼管厚度下偏差（犆３）按照公式（５３）或公式（５４）計算：

１０－犿

犆３＝犿 （δｔ＋犆１＋犆２） （５３）

１０

犆３＝犿δ （５４）

１３最高允許壓力

１３．１符號

本章使用下列符號：

犇ｃ ——蓋板的計算直徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犇ｉ ——圓筒體、封頭、三通主管、等徑叉形管內徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犇ｏ ——圓筒體、封頭、三通主管（熱擠壓鼓型三通支管）、等徑叉形管外徑，單位為毫米（ｍｍ）；

犓ｃ——蓋板結構特性系數；

犓ｆ——平端蓋結構特性系數；

犓ｉ——彎管或彎頭和圓弧形集箱內弧形狀系數；犓ｏ——彎管或彎頭和圓弧形集箱外弧形狀系數；犓ｓ——凸形封頭結構形狀系數；

［狆］——最高允許工作壓力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

［狆］ｈ——水壓試驗最高允許壓力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

犚ｅ ——鋼材在２０℃時的屈服強度或規定非比例延伸強度（犚ｐ０．２），單位為兆帕（ＭＰａ）；

犢ｃ ——蓋板形狀系數；

βｅ ——按有效厚度確定的外徑與內徑的比值；

δｅ ——圓筒體、焊制和鍛制三通主管、熱擠壓三通過渡區、凸形封頭的有效厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

δ１ ——平端蓋或蓋板的名義厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

［σ］——計算壁溫下的許用應力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

φｍｉｎ——最小減弱系數；

φｔ ——焊制和鍛制三通、等徑叉形管的結構減弱系數；

φｗ ——焊接接頭減弱系數。

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（５）或公式（５６）計算：

［狆］＝

［狆］＝

２φｍｉｎ［σ］δｅ犇ｉ＋δｅ２φｍｉｎ［σ］δｅ犇ｏ－δｅ

１３．２．３凸形封頭最高允許工作壓力按照公式（５７）計算：

［狆］＝

２φｍｉｎ［σ］δｅ

犓ｓ犇ｉ＋δｅ

…………（５）

…………（５６）

…………（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）中的較小值：

外?。?/p>

２３

內?。褐谢。?/p>

２φｗ［σ］δｅ

犓ｏ犇ｏ－δｅ

［狆］＝

［狆］＝

２φｗ［σ］δｅ

犓ｉ犇ｏ－δｅ

［狆］＝

２φｍｉｎ［σ］δｅ

犇ｏ－δｅ

…………（５８）

…………（５９）

…………（６０）

１３．２．５公式（５８）、公式（５９）、公式（６０）中的δｅ取計算部位對應的有效厚度。

１３．２．６平端蓋的最高允許工作壓力按照公式（６１）計算：

［狆］＝（δ１）２［σ］ （６１）

犓ｆ犇ｉ

１３．２．７蓋板的最高允許工作壓力按照公式（６２）計算：

［狆］＝（δ１

）２［σ］ （６２）

犓ｃ犢ｃ犇ｃ

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：

［狆］＝

２φｔ［σ］δｅ

犇ｏ－δｅ

…………（６３）

１３．２．９犇ｏ不大于６０ｍｍ的熱擠壓三通最高允許工作壓力按照公式（６４）計算：

［狆］＝

１．９［σ］（δｅ－２）

１．３犇ｏ－（δｅ－２）

…………（６４）

１３．２．１０犇ｏ大于６０ｍｍ的熱擠壓三通最高允許工作壓力按照公式（６５）計算：

［狆］＝

２［σ］（δｅ－１０）

１．３犇ｏ－（δｅ－１０）

１３．２．１ 最高允許工作壓力下，開孔補強元件應滿足補強要求。

…………（６５）

１３．２．１２多幾何段組合元件應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（６）計算：

［狆］＝０．４５β２ｅ－１犚

…………（６）

ｈ β２ｅφｍｉｎｅ

１３．３．３凸形封頭水壓試驗最高允許壓力按照公式（６７）計算：

［狆］＝ ０．９（β３ｅ－１）

犚 （６７）

ｈ （β３ｅ＋２）犓ｓ＋（β３ｅ－１）φｍｉｎｅ

１３．３．４按有效壁厚計算的外徑與內徑比按照公式（６８）或公式（６９）計算：

犇ｉ

βｅ＝１＋２δｅ

βｅ＝犇

犇ｏ

ｏ－２δｅ

１３．３．５平端蓋的水壓試驗最高允許壓力按照公式（７０）計算：

…………（６８）

…………（６９）

ｈ

犓ｆ犇ｉ

ｅ

［狆］＝０．９（δ１）２犚

…………（７０）

１３．３．６蓋板的水壓試驗最高允許壓力按照公式（７１）計算：

２４

ｈ

犓ｃ犢ｃ犇ｃ

［狆］＝０．９（δ１

）２犚

…………（７１）

ｅ

１３．３．７水壓試驗最高允許壓力下，開孔補強元件應滿足補強要求。

１３．３．８多幾何段組合元件應分段計算水壓試驗最高允許壓力，并取其中最小值。

１４附加應力校核

１４．１符號

本章使用下列符號：

犃ｅ ——管子的有效橫截面積，單位為平方毫米（ｍｍ２）；

犇ｉ——圓筒體內徑，單位為毫米（ｍｍ）；犇ｏ——圓筒體外徑，單位為毫米（ｍｍ）；犉——附加軸向力，單位為千牛（ｋＮ）；

犕——校核截面的彎曲力矩，單位為千?！ず撩祝ǎ耄巍ぃ恚恚粻停簟：私孛娴呐まD力矩，單位為千牛·毫米（ｋＮ·ｍｍ）；狆——計算壓力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

犠——校核截面的抗彎截面模量，單位為立方毫米（ｍｍ３）；

δｅ ——圓筒體的有效厚度，單位為毫米（ｍｍ）；

σａ ——校核截面的附加軸向應力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

σａｂ ——校核截面的附加彎曲應力，單位為兆帕（ＭＰａ）；

［σ］——計算壁溫下的許用應力，單位為兆帕（ＭＰａ）；τ ——校核截面的附加扭轉應力，單位為兆帕（ＭＰａ）；φｃｍｉｎ——校核截面的最小減弱系數；

φｗ ——焊接接頭減弱系數。

１４．２圓筒體彎曲應力

犠φｗ

１４．２．１圓筒體各校核截面的最大彎曲應力按照公式（７２）計算：

１４．２．２抗彎截面模量（犠）

σａｂ＝１００犕

…………（７２）

。犠的近似計算方法見附錄Ｅ。

計算應考慮由于開孔對截面的減弱

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力校核

１４．３．１當鍋筒筒體支點間距大于１０ｍ或最小孔橋減弱系數為橫向孔橋時，應進行最大彎曲應力校核。最大彎曲應力應符合公式（７３）的規定：

σａｂ≤［σ］－狆（犇ｉ＋δｅ）

…………（７３）

１４．３．２集箱筒體最大彎曲應力應符合公式（７４）

４φｃｍｉｎδｅ

σａｂ

的規定：

≤［σ］－

狆（犇ｏ－２δｅ）２

４φｃｍｉｎδｅ（犇ｏ－δｅ）

…………（７４）

１４．３．３校核截面最小減弱系數（φｃｍｉｎ）為所校核截面上最大彎曲應力部位的橫向孔橋減弱系數和環向焊接接頭減弱系數的較小者。橫向孔橋與環向焊接接頭重迭，則取兩者的乘積。

２５

１４．４管子或管道軸向管壁附加應力校核

１４．４．１