水管锅炉受压元件强度计算2013版.
导热油炉受压元件强度计算(GBT16507)
六进口集管强度计算1集管外径Do mm2192纵向焊缝减弱系数ψ13集管取用壁厚δmm 84集管内径Dimm 2035孔桥减弱系数计算孔1与孔2的孔桥减弱系数直径1d1c mm 52直径2d2c mm 52相邻两孔平均直径dae mm52相邻两孔临界节距Sc mm 134.2相邻两孔的节距S mm 104孔桥减弱系数ψ0.56计算壁温td ℃3007许用应力[σ]MPa 998最小减弱系数ψmin 0.59计算壁厚δt mm 2.1910考虑腐蚀减薄的附加壁厚C1mm 0.511考虑工艺减薄的附加厚度C2mm 012负偏差与取用壁厚的百分比值m 12.513考虑负偏差的附加厚度C3mm 0.38414弯管附加厚度C mm 0.88415集管设计壁厚δdc mm 3.07416集管取用厚度δmm 817集管有效厚度δe mm 7.11618圆筒体开孔结构特性系数K 0.14619系数ββe 1.0720材料在20℃的屈服点Re MPa 24521水压试验最高允许压力[P]h MPa 6.932编号序号名称符号单数值七进口集管椭圆封头计算1封头外径Do mm 2192封头壁厚δmm8无纵焊缝先假设，后校核按中径展开的集管开孔示意图Sc=dae+2((Di+δ)x δ)^0.5根据设计S＜Sc ，需计算孔桥减弱系数ψ=（s-dae ）/S 表4，Td=tm 查 GB/T16507.2表5δt=PxDo/(2ψmin ［σ］+P)按13.3条附录C.2.3,按13.5.2条C3=(δt+C1+C2)m/(100-C=C1+C2+C3δdc=δt+C δe=δ-C P(Do-2δe )/((2[σ]-P)δe)K≤0.4,开孔不必补强β=Do/（Do-2δe ）查 GB/T16507.2表50.45ψminRe(βe 2-1)/βe 2常州能源设备总厂有限公司受压元件强度计算书计算公式及数字来源设计水压试验压力取1.05MPa采用φ219x8(20 GB3087)的钢管作为进口集管3封头内径Di mm 2034计算壁温td ℃3005封头内高度hi mm 576最小减弱系数ψmin 17许用应力[σ]MPa 1088封头结构形状系数ks 0.8629计算壁厚δt mm 0.81410考虑腐蚀减薄的附加壁厚C1mm 0.511考虑工艺减薄的附加厚度C2mm 0.13113考虑负偏差的附加厚度C3mm 0.314弯管附加厚度C mm 0.93115集管设计壁厚δdc mm 1.74516炉管取用厚度δmm817集管有效厚度δe mm 7.0618系数ββe 1.06919材料在20℃的屈服点Re MPa 24520水压试验最高允许压力[P]h MPa 10.49八出口集管强度计算1集管外径Do mm 2732纵向焊缝减弱系数ψ13集管取用壁厚δmm 104集管内径Di mm 2535孔桥减弱系数计算编号序号名称符号单数值孔1与孔2的孔桥减弱系数直径1d1c mm 110直径2d2c mm 110相邻两孔平均直径dae1mm110相邻两孔临界节距Sc mm 212.6相邻两孔的节距S1mm 300直径2d3c mm 34相邻两孔平均直径dae2mm72Di=Do-2δTd=tmJB/T 4746-2002，P41无拼缝、开孔查 GB/T16507.2表2Ks=[2+(Di/2hi)2]/6δt=ksPxDi/(2ψmin[σ]-P)按13.3条附录C.2.7,0.1(δt+C1)按13.5.1条C=C1+C2+C3δdc=δt+C δe=δ-Cβ=Do/（Do-2δe ）查 GB/T16507.2表50.9ψminRe(βe 2-1)/[(2+βe 3设计水压试验压力取1.05MPa进口集管封头采用EHB219x8(6) JB/T4746 （材质为Q245R GB713）无纵焊缝先假设，后校核按中径展开的集管开孔示意图常州能源设备总厂有限公司受压元件强度计算书计算公式及数字来源Sc=dae1+2((Di+δ)x δ)^0.5根据设计Sc＜S1不需计算孔桥减弱系数。
TSG0001_2013年锅炉安全技术监察规程完整
(a)纵缝
(b)环缝
—名义边缘偏差；t1—薄板厚度；t2—厚板厚度；L—削薄的长度
图4-1 不同厚度钢板
焊缝边缘偏差
纵、环向焊缝以及封头 (管板)拼接焊缝或者两元件的组装焊缝的装配应当符）纵缝或者封头(管板)拼接焊缝两边钢板的实际边缘偏差值不大于名义板厚的；当板厚大于100mm时，不超过6mm
）环缝两边钢板的实际边缘偏差值 (包括板厚差在内
；当板厚大于100mm时，不超过10mm
不同厚度的两元件或者钢板对接并且边缘已削薄的，
的名义板厚指薄板；不同厚度的钢板对接但不带削薄的，则上述的名义板厚指厚板
内径差和棱角度
的任意同一横截面上最大内径与最小内径之差不应当大于名义内径的纵向焊缝的棱角度应当不大于4mm。
GB T 16507《水管锅炉》 GBT16508《锅壳锅炉》宣贯
6、2012年12月《标准》报批稿报国家质检总局审批
7、2013年12月31日《标准》由国家质检总局批准颁 布自2014年7月1日开始实施。
二、标准的修订原则
一）适应相关法律法规标准及安全技术规范的原则
强调《锅炉安全技术监察规程》是标准修订的依 据，两个标准的规定只是在《锅炉安全技术监察规程》 安全原则下的具体技术体现和具体技术要求。
二、标准的修订原则
八）强调标准修订的先进性和前瞻性原则
1、标准修订应当与时俱进，充分采纳我国 近些年发展形成的新技术、新材料、新结构 和新方法，并为新技术和新方法的发展预留 出路。
2、标准修订不应当限制实际工程设计和建 造中采用更加先进的技术方法，但是工程技 术人员采用的先进方法和先进技术应当进行 技术评审，并且做出可靠的判断。
二、标准的修订原则 九）确保方便企业、服务企业发展的原则
1、企业是锅炉建造质量和安全的责任主体， 标准的修订应当满足企业锅炉建造的质量要求、 安全要求和技术要求。
2、在保证安全的前提下，尽量减少生产过程 中的行政审批程序和监督检验项目。这样，既方 便了企业又落实了企业的安全主体责任。
十）兼顾国际发展，具有中国特色的原则
的规定，若选用该部分以外的材料，应符合 TSG G0001《锅炉安全技术监察规程》的有关 规定。
b 材料使用的压力和温度范围应符合GB/T 16507.2的规定
三、标准的主要变化
2、增加了“结构设计”要求： 1）锅炉受压元件、部件的结构应按GB/T 16507.3
进行设计，支承式和悬吊式锅炉钢结构的设计应当符 合GB/T 22395的要求，设计时应符合下列基本要求：
水管锅炉受压元件强度计算2013版
《锅规》关于结构的有关规定
• 第3.5条
• 对于水管锅炉，在任何情况下锅筒筒体的取 用壁厚不得小于6mm;当受热面管与锅筒采 用胀接连接时，锅筒筒体的取用壁厚不得小 于12mm。
• 第3.7条
• 锅炉主要受压元件的主焊缝（锅筒、集箱 的纵向和环向焊缝、封头、管板拼接焊缝等 ）应采用全焊透的对接焊接。
• 8.锻钢件：型钢锻造取表中数值。
钢锭锻造取表中数值0.9倍。
常用钢材的最高使用温度
序号 1 钢 20、20g 号 用于蒸汽管道 425 ℃ 用于受热面管道 450 ℃ 备 注
2
3 4 5 6 7 8
15MoG、16Mo
12CrMoG、 15CrMoG 10CrMo910 12Cr2MoWVTiB X20CrMoV121 1Cr18Ni9Ti T91、P91
规范性引用文件（标准）
• 文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的
条款。
• 凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单(
不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。
• 凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于
本标准。
• 鼓励根据本标准达成协议的各方使用这些文件的
最新版本。
总则
• 按本标准计算的锅炉受压元件，应符 合《锅炉安全技术监察规程》及有关 锅炉制造技术条件及标准。 • 对于调峰负荷机组等参数波动较大的 锅炉，还应进行疲劳强度校核(锅筒疲 劳强度校核按附录A计算)。
2.与强度计算有关的参数
• 理论计算壁厚基本公式：
PDn L 2 min [ ] P
2.与强度计算有关的参数 许用应力：[σ] 计算公式：[σ]=η [σ]j 其中：[σ]―许用应力 η ―修正系数 MPa
GB T 16507 16508宣贯解析
三、标准的主要变化
2、增加了“结构设计”要求： 1）锅炉受压元件、部件的结构应按GB/T 16507.3
进行设计，支承式和悬吊式锅炉钢结构的设计应当符 合GB/T 22395的要求，设计时应符合下列基本要求： a）各部分在运行时应当能够按照设计预定方向自 由膨胀； b）锅炉蒸发系统应当能够保证锅炉在设计负荷变 化范围内水动力特性的稳定可靠性，保证所有受热 面都应当得到可靠的冷却。受热面布置时，应当合 理地分配工质流量，尽量减小热偏差； c）凡属非受热面的元件，壁温可能超过该元件所 用材料的许用温度时，应当采用冷却或绝热措施；
GB/T16507《水管锅炉》 GB/T16508《锅壳锅炉》 学习与交流
郑州锅炉股份有限公司 贾金岭
主 要 内 容 一、标准修订背景 二、标准的修订原则
三、标准内容的变化
一、标准修订背景
两个标准颁布之前，中国锅炉行业在设计、制造、 检验安装等方面主要依据是《锅规》、原机械部标准等 一）《锅规》的历史演变 最早的锅炉规程是原劳动部1960年颁布的60版《蒸 汽锅炉安全规程》，基本上是前苏联规程翻版。 1965年原劳动部颁布了65版《蒸汽锅炉安全监察规 程》。 1980年国家劳动总局颁布了80版《蒸汽锅炉安全监 察规程》。 1983年劳动人事部颁布了83版《热水锅炉安全监察 床层 规程》。 1987年劳动人事部颁布了87版《蒸汽锅炉安全技术 监察规程》。 1991年劳动部颁布了91版《热水锅炉安全技术监察 规程》。
一、标准修订背景
二）机械部标准 1978年改革开放之前，特别是“文革”之前，有关锅 炉的专业技术标准非常少，到1983年由国家机械工业部颁 布修订了锅炉系列专业技术标准。 该系列专业技术标准于1993年进行了修订，就是大家 熟悉的JB/T16xx-1993系列标准。 三）GB/T16507-1996《固定式锅炉建造规程》 1、改革开放后，我国经济高速发展，与世界各国的 经济贸易往来日益频繁，标准化工作面临着新的机遇和严 峻挑战，在国际贸易和市场经济的推动下，并受到美国 床层 ASME标准的影响和启发，我国锅炉大规范的指导思想逐步 形成，广大工程技术人员也希望有一部中国锅炉大规范。 从1989年开始，到1996年12月，我国第一部锅炉大规 范GB/T16507-1996《固定式锅炉建造规程》颁布实施。
《锅炉安全技术监察规程》(tsg-g0001-2012)第1修改单
质检总局关于发布《特种设备使用管理规则》等3个安全技术规范及4个修改单的公告（2017年第4号）2017-01-20根据《中华人民共和国特种设备安全法》《特种设备安全监察条例》的规定，质检总局制定了《特种设备使用管理规则》《电梯维护保养规则》《场(厂)内专用机动车辆安全技术监察规程》3个特种设备安全技术规范；结合实施情况，对《锅炉安全技术监察规程》（TSG G0001-2012）、《移动式压力容器安全技术监察规程》（TSG R0005-2011）、《爆破片装置安全技术监察规程》（TSG ZF003-2011）、《特种设备安全管理负责人考核大纲》的部分内容进行了修改，现予批准发布施行。
《特种设备注册登记与使用管理规则》（质技监局锅发〔2001〕57号）自2017年8文档附件：1.《锅炉安全技术监察规程》（TSG G0001-2012）第1号修改单2.《移动式压力容器安全技术监察规程》（TSGR0005-2011）第2号修改单3.《爆破片装置安全技术监察规程》（TSG ZF003-2011）第1号修改单4.《特种设备安全管理负责人考核大纲》第1号修改单质检总局2017年1月16日（此件公开发布）附件1《锅炉安全技术监察规程》（TSG G0001-2012）第1号修改单一、将1.1修改为：目的“为了加强锅炉安全监察，防止和减少事故，保障人民群众生命和财产安全，促进经济发展，根据《中华人民共和国特种设备安全法》和《特种设备安全监察条例》的有关规定，制定本规程。
”二、将1.2修改为：适用范围“本规程适用于《特种设备目录》所定义的固定式（注1-1）承压蒸汽锅炉、承压热水锅炉、有机热载体锅炉，以及以余（废）热利用为主要目的的烟道式、烟道与管壳组合式余（废）热锅炉。
”三、将1.3修改为：不适用范围“本规程不适用于以下设备：“（1）设计正常水位水容积小于30L的蒸汽锅炉；“（2）额定蒸汽压力小于0.1MPa的蒸汽锅炉；“（3）额定出水压力小于0.1MPa或者额定热功率小于0.1MW 的热水锅炉；“（4）额定热功率小于0.1MW的有机热载体锅炉；“（5）为满足设备和工艺流程冷却需要的换热装置。
GBT1650716508宣贯解析
一、标准修订背景
2）大家把主要精力放在96版《锅炉规程》的宣传 贯彻上，忽视了GB/T16507-1996《固定式锅炉建造规程 》的宣传贯彻。 3）缺乏与96版《锅炉规程》修订的沟通，不少条 文与与96版《锅炉规程》相互矛盾。 4）不少企事业单位对GB/T16507-1996《固定式锅 炉建造规程》存有意见和争议。 因此，GB/T16507-1996《固定式锅炉建造规程》没 有很好地宣传贯彻执行，熟悉该标准的人很少。 在这种情况下，为了顺应广大锅炉企业和检验机构 的要求和愿望，国家质检总局也产生了修订《标准》的 床层 意向。
三、标准的主要变化
4、增加了“工作压力”条款： 受压元件的工作压力包括锅炉额定工作压力、 受压元件到锅炉出口最大流量时的流动阻力和 受压元件到锅炉出口水柱静压力。 5、增加了“安全附件和仪表”要求： 锅炉的安全附件和仪表应符合GB/T 16507.7 的要求，并能保证锅炉安全可靠运行。 6、增加了“安装和运行”要求： 锅炉的安装和运行应符合GB/T 16507.8的要 求，锅炉使用单位应按照制造单位的产品操作 与维护说明书的要求正确使用。 7、增加了“节能与环保”要求。
二、标准的修订原则 八）强调标准修订的先进性和前瞻性原则 1、标准修订应当与时俱进，充分采纳我国 近些年发展形成的新技术、新材料、新结构 和新方法，并为新技术和新方法的发展预留 出路。 2、标准修订不应当限制实际工程设计和建 造中采用更加先进的技术方法，但是工程技 术人员采用的先进方法和先进技术应当进行 技术评审，并且做出可靠的判断。
一、标准修订背景
二）机械部标准 1978年改革开放之前，特别是“文革”之前，有关锅 炉的专业技术标准非常少，到1983年由国家机械工业部颁 布修订了锅炉系列专业技术标准。 该系列专业技术标准于1993年进行了修订，就是大家 熟悉的JB/T16xx-1993系列标准。 三）GB/T16507-1996《固定式锅炉建造规程》 1、改革开放后，我国经济高速发展，与世界各国的 经济贸易往来日益频繁，标准化工作面临着新的机遇和严 峻挑战，在国际贸易和市场经济的推动下，并受到美国 床层 ASME标准的影响和启发，我国锅炉大规范的指导思想逐步 形成，广大工程技术人员也希望有一部中国锅炉大规范。 从1989年开始，到1996年12月，我国第一部锅炉大规 范GB/T16507-1996《固定式锅炉建造规程》颁布实施。
水管锅炉受压元件强度计算
焊缝减弱系数： h
• 对于无缝钢管 h＝1 • 对于由钢板压制的焊接弯管，焊缝减 弱系数与锅筒取值相同。P11，表7。
附加厚度：C
1.直管附加厚度C=C1+C3 2.钢管完成弯管和钢板压制的焊接弯管 附加厚度C=C1+C2+C3 3.铸造弯管附加厚度C=A1δL+2
C1―考虑腐蚀减薄的附加厚度 C2―考虑钢板工艺减薄的附加厚度 C3―考虑钢板厚度负偏差的附加厚度 单位：mm
美国
国际标准 化组织 德国
ISO831 TRD300
Байду номын сангаас
1.0(2×105h平 均值)
日本基本参照美国
关于基本许用应力的几点说明：
1.常用锅炉钢材基本许用应力见表1、表2、表B1 2.表中未列的材料如符合符合规程规定，基本许用应力按 公式计算，并取最小值。 3. 计算时σ b、σ t s和σ t D应取相应钢号的最低保证值。 4.只有在没有保证值时，才可用钢材抽样试验。并将试验 结果乘以0.9作为计算取用值。 5. 低碳钢、低碳锰钢及低碳锰钒钢使用温度在350℃以下， 其他低合金热强钢使用温度在400℃以下，其基本许用应 力一般只需按式[σ]j≤ σ b/ n b 和式[σ]j≤ σ t s / n s计算，不必 考虑式[σ]j≤ σ t D / n D。 6.基本许用应力表中相邻计算壁温数值之间的[σ]j可用算术 内插法确定，但需舍弃小数点后的数字。
2
3 4
15MoG、16Mo
12CrMoG、 15CrMoG 10CrMo910
500℃
510 ℃ 570 ℃
530 ℃
540 ℃ 580 ℃ P22
5
6 7 8
12Cr2MoWVTiB
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钢管焊缝根部未焊透处裂纹
材料：
• 材料应符合GB 713，GB 3087， GB5310, GB/T 3274,，GB/T 8163和锅 炉行业有关材料采购规范的规定。 • 使用本标准中表1，表2未列入的材料应 符合《锅炉安全技术监察规程》的有关 规定。
• 用于制造锅炉受压元件的板材应具有良 好的塑性，其伸长率(A)应不小于18%
L w
j y
w y
min
w
y
y
• 3．管子及管道： 2 [ ] PD • mm； [ P ] D MPa；
L
2 min [ ] P
w
h
y
w
y
• 理论基础与实践经验对强度标准都非 常重要。 • 强度标准不仅是建立在理论分析基础 之上，而且包含在基础理论指导下的 科学实验成果和经验累积的总结。 • 尽管强度标准中某些规定和个别计算 方法至今尚无严格理论基础，但它们 已沿用了几十年，实践证明它们是安 全可靠的，可以信赖的。
2.与强度计算有关的参数
• 理论计算壁厚基本公式：
PDn L 2 min [ ] P
2.与强度计算有关的参数 许用应力：[σ] 计算公式：[σ]=η [σ]j 其中：[σ]―许用应力 η ―修正系数 MPa
[σ]j―基本许用应力 Mpa
《锅规》关于材料的有关规定
• 第2.6条 锅炉受压元件采用国外钢材 :
• 应当是境外锅炉用材料标准中的牌号，或者
化学成分、力学性能、工艺性能与国内锅炉
用材料相类似的材料牌号，或者成熟的锅炉
用材料牌号。 • 首次使用前，应当进行焊接工艺评定和成型 工艺试验。 • 应当采用该材料的技术标准或者技术条件所 规定的性能指标进行强度计算。
水管锅炉受压元件强度计算
GB/T 9222-2008
目录
• • • • • • 1.前言 2.与强度计算有关的参数 3.锅筒筒体强度计算 4.集箱筒体强度计算 5.管道强度计算 6.开孔补强
1.前言
• 强度标准由简易计算公式和结构上的 规定两部分组成。 • 本规程给出了最简易的计算公式。 • 载荷只计算介质压力，并用安全系数 计入未考虑周全的其它各种影响强度 的不利因素。 • 必须辅以一些结构上的限定，不至于 使不利因素超出简易计算方法所控制 的限度。因此，结构限定与计算公式 同样重要。
• GB 713-2008《锅炉和压力容器用钢板》 • GB 3087-2008《低中压锅炉用无缝钢管》 • GB 5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》 • GB/T 3274-2007《碳素结构钢和低合金结构 钢热轧厚钢板和钢带》 • GB/T 8163-2008《输送流体用无缝钢管》 • JB/T 6734-1993《锅炉角焊缝强度计算方法》 • TSG G0001-2012《锅炉安全技术监察规程》
规范性引用文件（标准）
• 文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的
条款。
• 凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单(
不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。
• 凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于
本标准。
• 鼓励根据本标准达成协议的各方使用这些文件的
最新版本。
总则
• 按本标准计算的锅炉受压元件，应符 合《锅炉安全技术监察规程》及有关 锅炉制造技术条件及标准。 • 对于调峰负荷机组等参数波动较大的 锅炉，还应进行疲劳强度校核(锅筒疲 劳强度校核按附录A计算)。
标准适用范围：
• 额定压力≥0.10MPa
• 固定式
• 水管蒸汽锅炉 • 水管热水锅炉 • 满足以上条件的受压元件强度计算
蒸汽锅炉：
• 蒸汽锅炉是生产规定参数和品质的蒸汽 的锅炉。
• 电站蒸汽锅炉是火力发电厂中的主要热 力设备之一。它的任务是使燃料通过燃 烧将化学能转变为热能，并且以此热能 加热水，使其成为一定数量和质量（压 力和温度）的其成为一定数量和质量（ 压力和温度）的蒸汽，去驱动汽轮机旋 转做功。
热水锅炉
• 采暖和供热水的锅炉，有时也可作为 热电站的高峰供热锅炉，以调节热网 负荷。 • 热水锅炉内的水温低于饱和温度，与 蒸汽锅炉相比，热水锅炉的烟气与水 的温差较大,水垢少,传热情况较好。 • 出水温度在 130℃以上的称为高温热 水锅炉，低于 130℃的称为低温热水 锅炉。
目前引用文件的最新版本：
• 理论计算壁厚基本公式：
PDn L 2 min [ ] P
• 1．锅筒： P( D 2 [ ] PD [ ] [P] 2[ ] D MPa； • 2 [ ] P mm；
L nj yny源自)minn
y
y
• 2．集箱： P( D ) 2 [ ] PD [ ] [P] • mm ； MPa ； 2[ ] D 2 [ ] P
《锅规》关于结构的有关规定
• 第3.5条
• 对于水管锅炉，在任何情况下锅筒筒体的取 用壁厚不得小于6mm;当受热面管与锅筒采 用胀接连接时，锅筒筒体的取用壁厚不得小 于12mm。
• 第3.7条
• 锅炉主要受压元件的主焊缝（锅筒、集箱 的纵向和环向焊缝、封头、管板拼接焊缝等 ）应采用全焊透的对接焊接。
《锅规》关于材料的有关规定
• 第2.2条 制造锅炉受压元件的钢材必须是镇静钢。
• 对于板材其20℃时的伸长率(A)应不小于18％。
• 钢材室温时的夏比冲击吸收能量(KV2)不低于27J。 • 第1.6条 采用新结构、新工艺、新材料、新技术时， 若与本规程不符，应将新钢号材料的技术资料提交国 家质检总局特种设备安全技术委员会评审，报国家质 检总局核准后，才能进行试制、试用。
举例:《锅规》关于结构的有关规定
• 第3.4条
• 1· 各受压部件应有足够的强度; • 2· 受压元、部件结构的形式、开孔和焊缝的布置应尽 量避免或减少复合应力和应力集中; • 3.保证各循环回路的水循环正常，所有受热面都应得
到可靠的冷却；
• 4· 凡属非受热面的元件，如由于冷却不够，壁温可能 超过该元件所用材料的许用温度时，应予绝热。 • 5. 各部分在运行时应能按设计预定方向自由膨胀。