第九章锅炉受压元件的强度计算

第九章锅炉受压元件的强度计算 §9.1 锅炉受压元件强度计算的规定 §9.2 未减弱圆筒形元件的强度计算 §9.3 圆筒形元件上的减弱 §9.4 圆筒形元件的强度计算 §9.5 椭球形封头及平端盖的强度计算 §9.6 单孔与孔桥的加强计算

§9.1锅炉受压元件强度计算的规定 第七章 1．锅炉受压元件——在锅炉本体中承受内压力的汽水系统元件 2．受压元件强度——锅炉在受压元件寿命期内及正常工作条件下，不发生塑性、蠕变、脆性、低周期疲劳极限的破裂及各种类型的腐蚀破坏的能力。 3．国家强度计算标准计规定——劳人锅（1987）4号文 ⑴GB922—88《水管锅炉受压元件强度计算》； ⑵JB3622—84《锅壳式锅炉受压元件强度计算》； ⑶《蒸汽锅炉安装技术监察规程》； ⑷《中低压锅炉焊接管孔尺寸》机械工业部1984； 4．确保锅炉安全可靠运行的措施

§9.1 锅炉受压元件计算的规定 第七章 4．确保锅炉安全可靠运行的措施 1）根据国家或有关法规，对现有锅炉进行受压元件的检测及强度校核计算； 2）根据强度计算结果及经济性，合理的选用材质计合理的壁厚； 3）根据以上条件确定锅炉安全可靠运行的工作条件

§9.2 未减弱圆筒形元件的强度计算 第七章一、圆筒形元件应力分析 1．分析条件 1）两端封闭的没有减弱的薄壁容器，S<<D 2）承受内压力的作用且主要产生轴向伸长和径向胀大的变形 3）破坏变形主要以塑性流动和剪切的破坏 4）以切向、轴向和径向三种应力进行分析 2．应力分析 1）切向应力； MPa 2）轴向应力； MPa

§9.2 未减弱圆筒形元件的强度计算 第七章 3）径向应力内壁：外壁：分析与讨论：（1），均为拉应力，而为压应力（2），且（3） , 为沿壁厚的变量，且在内壁上的绝对值最大，为常量。（4）内壁应力状态最为严重，运行时应特别注意内壁的应力集中状态。

§9.2 未减弱圆筒形元件的强度计算 第七章二、应用第三强度理论建立壁厚计算公式 1．第三强度理论材料发生塑性流动或剪断破坏时，是由于载荷在任意一点(最危险点)的最大剪切应力达到单向拉伸时材料的最大剪应力极限值，强度条件为： 2．许用剪应力 —与单向拉伸的许用拉应力关系为： 3．受压元件应力分析由上述三式分析可得：

§9.2 未减弱圆筒形元件的强度计算 第七章 4．无减弱强度计算公式以内径表示以外径表示

§9.3 圆筒形元件上的减弱 第七章一、孔桥减弱

§9.3 圆筒形元件上的减弱 第七章二、焊缝减弱焊缝减弱系数表示对焊缝强度的不信任程度，等于焊缝保证强度与母材强度的比值。焊缝减弱系数与焊接方法、焊缝形式、检查手段、残余应力消除程度、工艺掌握程度及钢材类别等因素有关。

§9.4 圆筒形元件的强度计算 第七章

§9.4 锅筒、集箱、管子及管道的强度计算 第七章锅筒、集箱、管子都是承受内压力两端封闭受焊缝、开孔减弱的厚壁圆筒，其强度计算应考虑减弱等的影响一、计算公式 1．锅筒： mm； MPa； 2．集箱——由无缝钢管制成，其规格一般采用外径表示 mm； MPa； 3．管子及管道 mm； MPa；

§9.4 锅筒、集箱、管子及管道的强度计算 第七章 4．最小需用壁厚mm 5．取用壁厚mm 6．有效壁厚mm 二、计算压力 1．锅筒计算压力： 2．省煤器进口集箱计算压力： 3．管子及管道计算压力：

§9.4 锅筒、集箱、管子及管道的强度计算 第七章三、计算壁温（查表）四、减弱系数 1．孔桥减弱 1）等径孔桥（1）纵向开孔孔桥（2）横向开孔孔桥（3）斜向开孔孔桥

§9.4 锅筒、集箱、管子及管道的强度计算 第七章 2）不等径孔桥的计算采用 3）具有凹形管座的开孔孔桥的计算采用采用 4）非径向孔孔桥的计算采用采用对横向孔桥：（）对斜向孔桥：

§9.4 锅筒、集箱、管子及管道的强度计算 第七章 5）对于胀接管孔，，，一般不宜小于0.3 6）不考虑孔间影响的最小开孔节距：时可不考虑孔桥减弱，按孤立孔对待。 2．焊缝减弱一般与焊接方式、坡口形势、检测手段、蔡玉应力消除手段程度、工艺掌握及钢材类别等因素有关，除无缝钢管外，其余按表取用。 3．强度计算时最小减弱系数的确定

§9.4 锅筒、集箱、管子及管道的强度计算 第七章 • 1)锅筒、集箱的减弱系数一般取用，，，中的最小值。 • 2) 孔桥开在焊缝上，该处减弱系数一般取用，，与之积。 • 五.附加壁厚C （主要考虑） • (1)钢板或管子的下偏差 • (2)元件在使用期间的腐蚀减薄量 • (3)钢板卷制时的工艺减薄 • 弯管时的工艺减薄及弯管应力所产生的影响 • 1．锅筒筒体2．直集箱及直管段3．环形集箱和弯头

§9.5 承受内压力的凸形封头及平端盖的强度计算第七章一、承受内压力的凸形封头强度计算当，，时，凸形封头理论计算壁厚： mm ；； mm 式中——封头减弱系数，由表查取 ——封头内高度，mm; Y ——封头形状系数， C ——封头的附加壁厚，mm；腐蚀减薄 C1 与钢材下偏差及工艺减薄 C2 之和，即：凸形封头开孔应遵守条件

§9.5 承受内压力的凸形封头及平端盖的强度计算第七章二、承受内压力的平端盖强度计算 1．最小理论壁厚和取用壁厚 mm；取用壁厚 mm 2．验算允许工作压力 Mpa 3．技术要求

§9.6 孔的加强计算 第七章一、未加强孔的最大允许直径 1．未加强孔的种类 1）胀接孔、螺栓孔、手孔等机械加工开孔； 2）管接头与筒体、集箱箱体、集箱封头的连接是单面填角焊缝； 3）采用加强结构的孔的加强，不能满足条件的孔 F——加强所需要面积，mm2 F1——起加强作用的焊缝面积，mm2 F2——起加强作用的管接头多余面积，mm2 F3——起加强作用的垫板面积，mm2

§9.6 孔的加强计算 第七章 F4——起加强作用的锅筒筒体、集箱筒体的多余面积，mm2 2．最大允许开孔直径的计算锅筒筒体、集箱筒体上未加强孔的最大允许直径为式中 [d] —未加强孔的最大允许直径，mm，最大不得超过200mm; k —系数，，当，相当于计算式中的。 k越小，表示未加强孔桥或未被焊缝减弱的强度越大，因此，在未被减弱部分上开设单孔时，其允许孔径越大。

§9.6 孔的加强计算 第七章二、单孔的加强计算 1．开孔直径大于未加强孔的最大允许开孔直径时，必须在孔的周围采取加强措施： 1）在开孔处牢固焊上短管接头 2）焊上环形垫板，使其与容器一起承载荷 2．应力集中取主要体现在离孔中心二倍同心圆范围内加强宽度 3．加强短管接头 1）有效高度的确定 2）有效加强宽度的确定

§9.6 孔的加强计算 第七章 4．等面积加强原则: 加强材料起加强作用面积大于或等于因开孔而在无削弱筒体上所时失去的截面积。三、孔桥的加强锅筒和集箱如果只按照最小减弱系数的部位确定，就会造成在孔占开孔比例较小的情况下，也必须增加整个筒体的壁厚，耗用大量金属。而管接头的存在能够对孔桥起到一定的加强作用。 1．允许最小孔桥减弱系数式中 ——被加强孔桥在未加强前按孔径计算的纵向、两倍横向和斜向当量减弱系数

§9.6 孔的加强计算 第七章 2．最大允许当量直径： 1）纵向孔桥： 2）横向孔桥： 3）斜向孔桥：

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