1、水管鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算GB/T9222-2008標(biāo)準(zhǔn)宣貫,上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院 李立人 2008.7.29,宣貫內(nèi)容,標(biāo)準(zhǔn)重要性 標(biāo)準(zhǔn)的版本演變 修訂過程 修訂小組成員 修訂原則 標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)范圍 元件壁厚組成 元件計(jì)算壁溫 主要修訂內(nèi)容,標(biāo)準(zhǔn)重要性,GB/T 9222標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)鍋爐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系中的一個(gè)主導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)國(guó)家安全技術(shù)法規(guī)蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程和熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程指定作為鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，因此，該標(biāo)準(zhǔn)具有強(qiáng)制性，我國(guó)的水管鍋爐受壓元件必須滿足GB/T9222。,標(biāo)準(zhǔn)的版本演變,本標(biāo)準(zhǔn)所代替的歷次版本發(fā)布情況為： DZ 173-62水管鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算暫行規(guī)定；

2、 JB 2194-77水管鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算； GB/T 9222-1988水管鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算； GB/T 9222-2008水管鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算。,修訂過程,2001年國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局下達(dá)了2001年制修訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目計(jì)劃（三），GB/T 9222-88標(biāo)準(zhǔn)被列入該修訂計(jì)劃，項(xiàng)目編號(hào)為T-604D-2001-070，要求完成年限是2002年。 2002年11月27日召開標(biāo)準(zhǔn)修訂小組成立和第一次工作會(huì)議。 2007年1月標(biāo)準(zhǔn)送審稿通過審查會(huì)議專家代表的審查。 2007年3月標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿完成，送秘書處上報(bào)。 2008年1月頒布，2008年7月實(shí)施。,修訂小組組成,上海發(fā)電設(shè)備成

3、套設(shè)計(jì)研究院 武漢鍋爐股份有限公司 東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司 哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司 無錫華光鍋爐股份有限公司 上海鍋爐廠有限公司 發(fā)電設(shè)備國(guó)家工程研究中心 上海工業(yè)鍋爐研究所 國(guó)電熱工研究院 杭州鍋爐集團(tuán)有限公司 四川鍋爐廠 上海四方鍋爐廠 濟(jì)南鍋爐集團(tuán)有限公司 參加本標(biāo)準(zhǔn)起草的特邀專家顧問有：李之光、劉福仁、黃乃祉、陳濟(jì)榕、肖忠華、張慶江、吳如松。,修訂原則,GB/T 9222標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)鍋爐標(biāo)準(zhǔn)體系中的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)修訂必須反映我國(guó)在水管鍋爐受壓元件設(shè)計(jì)、制造等方面所取得的經(jīng)驗(yàn)和成果，修改標(biāo)準(zhǔn)使用中發(fā)現(xiàn)的問題，促進(jìn)我國(guó)鍋爐行業(yè)的發(fā)展。 本標(biāo)準(zhǔn)修訂原則為：著重解決生產(chǎn)實(shí)踐中反映較為

4、集中而急需解決的，且技術(shù)上已成熟的問題。引入標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，必須技術(shù)可靠并切實(shí)可行。標(biāo)準(zhǔn)修訂力求安全性、經(jīng)濟(jì)性并重，使新版標(biāo)準(zhǔn)符合我國(guó)鍋爐技術(shù)發(fā)展的需要，修訂工作主要針對(duì)用戶反映比較強(qiáng)烈，急需修訂和增補(bǔ)的內(nèi)容開展工作。,標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)范圍,本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水管鍋爐受壓元件的強(qiáng)度計(jì)算方法、結(jié)構(gòu)和材料要求及材料許用應(yīng)力；提供了決定元件最高允許計(jì)算壓力的驗(yàn)證試驗(yàn)、計(jì)算方法。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于額定壓力不低于0.10 MPa的固定式水管蒸汽鍋爐和固定式水管熱水鍋爐的受壓元件，包括鍋筒筒體、集箱筒體、管子、鍋爐范圍內(nèi)的管道、凸形封頭、平端蓋及蓋板和異形元件。 按本標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的鍋爐受壓元件，其設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、修理及改造

5、，應(yīng)符合蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程、熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程及有關(guān)鍋爐制造技術(shù)條件及標(biāo)準(zhǔn)。,標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)范圍,鍋筒筒體壁厚公式適用范圍：L1.3。 水、汽水混合物或飽和蒸汽集箱筒體壁厚公式適用范圍： L1.5；過熱蒸汽集箱筒體壁厚公式適用范圍： L2.0。 Pe2.5MPa的不絕熱鍋筒筒體，置于煙溫900的煙道或爐膛內(nèi) ，其壁厚26mm；置于煙溫600900的煙道或爐膛內(nèi) ，其壁厚30mm。 Pe 2.5MPa的鍋爐，不絕熱集箱筒體的壁厚，置于煙溫900的煙道或爐膛內(nèi) ，其壁厚30mm；置于煙溫600900的煙道或爐膛內(nèi) ，其壁厚45mm。 Pe 2.5MPa的鍋爐，不絕熱集箱和防焦箱筒體的壁厚，置

6、于煙溫900的煙道或爐膛內(nèi) ，其壁厚15mm；置于煙溫600900的煙道或爐膛內(nèi) ，其壁厚20mm。,元件壁厚組成,為明確各個(gè)厚度的確切含義，避免以往設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和監(jiān)造人員對(duì)厚度含義的不同理解而出現(xiàn)的概念混淆，本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)厚度重新作了統(tǒng)一定義： 理論計(jì)算厚度：理論計(jì)算公式確定的受壓元件需要厚度。 成品最小需要厚度：理論計(jì)算厚度與腐蝕附加厚度之和。 設(shè)計(jì)計(jì)算厚度：成品最小需要厚度加上厚度負(fù)偏差和工藝厚度減薄值后的厚度。 取用厚度：簡(jiǎn)稱“厚度”，系設(shè)計(jì)計(jì)算厚度向上圓整至某一材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格后選用的厚度，即圖樣標(biāo)注厚度。 有效厚度：取用厚度減去腐蝕附加厚度、工藝厚度減薄值和厚度負(fù)偏差三者之和的厚度。,元

7、件壁厚組成,1. 筒體理論計(jì)算壁厚,2. 成品最小需要壁厚,3. 設(shè)計(jì)計(jì)算壁厚,4. 取用壁厚,元件計(jì)算壁溫,元件計(jì)算壁溫，取元件內(nèi)外壁溫算術(shù)平均值中的最大值。 確定計(jì)算壁溫時(shí)，鍋爐出口過熱蒸汽溫度在允許范圍內(nèi)的波動(dòng)不予考慮。 若元件的計(jì)算壁溫低于250時(shí)，取250。,元件計(jì)算壁溫（鍋筒）,元件計(jì)算壁溫（集箱）,元件計(jì)算壁溫（管子和管道）,主要修訂內(nèi)容-國(guó)內(nèi)材料,增加、調(diào)整部分國(guó)內(nèi)鍋爐常用材料的基本許用應(yīng)力。增加的國(guó)內(nèi)常用鍋爐材料有： Q235、20MnG、25MnG、15MoG、20MoG、12Cr2MoG、1Cr18Ni9、10Cr9Mo1VNb、19Mng、1Cr19Ni11Nb、22M

8、ng、13MnNiMoNbg。,主要修訂內(nèi)容-國(guó)外材料,增加部分國(guó)外鍋爐常用材料的基本許用應(yīng)力。增加的國(guó)外常用鍋爐材料有： 美國(guó)ASME的SA-106B、SA-210C、SA-209T1a、T12、T22、T91/P91、TP304H、TP347H、T23、Super304、TP310HCbN。 德國(guó)15Mo3、WB36。 歐洲15NiCuMoNb5-6-4。,主要修訂內(nèi)容-許用應(yīng)力修正系數(shù),調(diào)整個(gè)別元件的基本許用應(yīng)力修正系數(shù)。 將原標(biāo)準(zhǔn)表2注2的“對(duì)于額定壓力不小于13.7MPa的鍋爐鍋筒，值取為0.90?！毙薷臑楸緲?biāo)準(zhǔn)表3注1的“對(duì)于額定壓力不小于16.7MPa的鍋筒和封頭，值取0.95。

9、”，這是根據(jù)長(zhǎng)期積累的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)鍋筒筒體和封頭的許用應(yīng)力取值作的修改。這樣修改后，對(duì)于額定壓力不小于16.7MPa的鍋筒，許用應(yīng)力取值提高了5.5%；而對(duì)于額定壓力不小于16.7MPa的封頭，許用應(yīng)力取值降低了5.0%。,主要修訂內(nèi)容-設(shè)計(jì)附加壓力,修改鍋爐出口設(shè)計(jì)附加壓力的取值方法。 新版標(biāo)準(zhǔn)將鍋爐額定壓力分級(jí)，直接引用1996版蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程中有關(guān)安全閥額定壓力的規(guī)定值，設(shè)計(jì)附加壓力的具體計(jì)算方法為：,主要修訂內(nèi)容-彎管理論計(jì)算,修改彎管理論計(jì)算厚度公式 新版標(biāo)準(zhǔn)給出了彎管外弧理論壁厚計(jì)算公式，將彎管外弧最小壁厚從取用壁厚中區(qū)分出來，為質(zhì)量檢驗(yàn)提供方便。,為保證彎

10、管內(nèi)弧強(qiáng)度新版標(biāo)準(zhǔn)仍然沿用88版增加彎管工藝附加壁厚方法。,主要修訂內(nèi)容-熱擠壓三通,增加熱擠壓三通計(jì)算方法 引進(jìn)型機(jī)組大量使用了新型熱擠壓三通，以引進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)的熱擠壓三通厚度簿、經(jīng)濟(jì)性最好。熱擠壓三通制造方法是采用直徑補(bǔ)償方法，將大口徑無縫鋼管加熱，經(jīng)十套左右的模具擠壓而成。這種熱擠壓三通成型好，流動(dòng)阻力小，正越來越廣泛地應(yīng)用于電站鍋爐管道中，且大有取代其他三通之勢(shì)。 美國(guó)ASME B31.1動(dòng)力管道有整體補(bǔ)強(qiáng)的擠壓翻邊出口接頭的強(qiáng)度計(jì)算方法，該方法為等面積補(bǔ)強(qiáng)法。成型要求比引進(jìn)技術(shù)低，但比引進(jìn)技術(shù)保守。 新版標(biāo)準(zhǔn)熱擠壓三通計(jì)算方法基本是應(yīng)用整套引進(jìn)技術(shù)，只是計(jì)算公式為保持與標(biāo)準(zhǔn)形式一致，作了偏于保守的簡(jiǎn)化。對(duì)于DW660 mm的熱擠壓三通，計(jì)算公式比引進(jìn)公式計(jì)算的厚度增加011%；對(duì)于DW 660 mm的熱擠壓三通，比引進(jìn)公式計(jì)算的厚度增加012%。,主要修訂內(nèi)容-有限元應(yīng)力分析,明確將有限元應(yīng)力分析作為計(jì)算確定元件