水管锅炉讲义

就目前而言，强度计算标准掌握到以下程度即可：锅筒筒体、集箱筒体、封头厚度计算，单孔补强计算。

进行这些计算需要掌握的知识主要有：
1、厚度（84页）：名义厚度、设计厚度、计算厚度、有效厚度
2、厚度附加量(98页)：腐蚀裕量、制造减薄量、钢材厚度负偏差
3、压力（79页）：额定压力、工作压力、计算压力、工质流动阻力、液柱静压力、设计附加压力
4、钢材许用应力的修正系数（76页）
5、计算壁温（77页）
6、开孔补强条件（93页）
7、孔的补强结构（92页）
8、相邻两孔的临界节距（81页）
9、未补强孔最大允许直径（91页）
10减弱系数（80页）：对接焊缝减弱系数、纵向、横向、斜向孔桥减弱系数、最小减弱系数
11、筒体厚度计算公式适用范围（85页） 12、不绝热筒体最大允许厚度（103页）
一、锅筒筒体厚度计算
1、名义厚度δ：即图样标注厚度，由设计厚度向上圆整至钢材标准规
格的厚度。

即名义厚度≥设计厚度，例如：设计厚度为，名义厚度取为18。

可采购到的锅炉钢板厚度一般为偶数，个别有奇数，如25mm 。

2、设计厚度：C t
dc +=δδ
t δ：计算厚度，mm
C ：厚度附加量，mm ，C = C 1+ C 2+ C 3
C 1：腐蚀裕量，一般情况取为。

δ＞20mm 时，取C 1=0
C 2：制造减薄量，按附录C 中的表选取。

按卷筒时的热卷和冷卷不同工艺选取，我厂目前产品采用冷卷冷校，制造减薄量取为0。

C 3：钢材厚度负偏差，取钢板标准规定的厚度负偏差。

按GB/T709《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》，规定为 mm 。

一般情况下，C = +0+ = 0. 8mm
3、计算厚度：[]p
PD i t -=
σϕδmin 2
P ：计算压力，MPa
D i ：筒体内径，mm
min ϕ：最小减弱系数
[]σ：许用应力，MPa
计算压力：P =P 0 +△P a P 0：工作压力，MPa △P a ：设计附加压力，MPa
3.1.1工作压力：P 0 = P r +△P f +△P h
3.1.1.1锅炉额定压力P r ，MPa ，锅炉铭牌上标注的额定工作压力。

3.1.1.2工质流动阻力△P f ，MPa ，锅筒与锅炉出口之间的压力降。

饱和蒸汽锅炉由于锅炉出口也在锅筒，因此对饱和蒸汽锅炉来说，工质流动阻力为0。

过热蒸汽锅炉，铭牌上标注的额定工作压力是指过热器出口集箱压力，在确定锅筒工作压力时，应加上锅筒与过热器出口集箱之间的压差，一般取10%的额定压力。

热水锅炉铭牌上标注的额定工作压力是指出水压力。

在确定锅筒工作压力时，对于从锅筒进水的强制循环热水锅炉而言，应加上
锅筒与出水集箱之间压力差，其值按水阻力计算确定。

3.1.1.3液柱静压力△P h，MPa，锅筒底部液柱静压。

小于等于3%（P r+△P f+△P a）时，液柱静压力不计。

除了双锅筒锅炉的下锅筒外，锅筒一般位于锅炉最高位置，因此液柱静压都不计。

例题1：额定压力的饱和蒸汽锅炉，计算锅筒工作压力。

P0 = P r+△P f+△P h= +0+0=
例题2：额定压力的过热蒸汽锅炉，计算锅筒工作压力。

P0 = P r+△P f+△P h= +×+0=
3.1.2设计附加压力，MPa，是考虑安全阀整定压力即开启压力，在工作压力之上附加的压力。

安全阀的整定压力不能是工作压力，必须比工作压力高一些，才能保证锅炉在工作压力下运行，否则安全阀在工作压力下就开启了。

因此锅筒的计算压力应考虑在安全阀开启时，压力超出工作压力的部分。

安全阀数量一般为2个，符合规定条件可装1个。

安全阀整定压力，规定值见GB/表2和表3，表2适用蒸汽锅炉，按额定压力分3档，给出整定值。

表3适用热水锅炉，只1种整定值。

注意表中的工作压力是安全阀装置地点的工作压力。

例题1：额定压力的饱和蒸汽锅炉，确定安全阀整定压力。

2只安全阀都装在锅筒上，前例已计算P0 =
查GB/表2，整定压力最低值为× =，最高值为× =
例题2：额定压力的过热蒸汽锅炉，确定安全阀整定压力。

2只安全阀1只装在锅筒上，1只装在过热器出口集箱上。

锅筒上的安全阀按较高整定压力调整，前例已计算P0 =
查GB/表2，整定压力为：×=
过热器上的安全阀按较低整定压力调整，P0 = P r+△P f+
△P h=+0+0=
查GB/表2整定压力为：× =
例题3：额定压力的自然循环热水锅炉，确定安全阀整定压力。

2只安全阀都装在锅筒上，P0 = P r+△P f+△P h= +0+0=
查GB/表3，整定压力最低值为× =＞+=；最高值为× =＞+=
设计附加压力△P a确定方法有2种：第1种方法：安全阀整定压力（较低值）与工作压力之差。

第2种方法：按附录B的表选取。

表中，蒸汽锅炉按额定压力分3档给出△P a，热水锅炉统一为。

例题：额定压力的饱和蒸汽锅炉，确定锅筒计算压力。

前例已计算 P0 =
前例已计算安全阀整定压力较低值为：
△P a= =
P =P0 +△P a=+=
许用应力[]σ：为GB/表2《锅炉常用钢板的许用应力》相应材料的选取值与表1修正系数η的乘积。

GB/表2《锅炉常用钢板的许用应力》，按钢板牌号、厚度、温度列出许用应力值。

表1按锅筒工作条件和烟气温度，给出修正系数η值。

当查GB/表2时，需首先确定锅筒的计算壁温。

锅筒除了不受热外，一般
情况下，计算壁温既不是工质温度，也不是烟气温度，高于工质温度低于烟气温度，其值由锅筒工作条件决定。

确定计算壁温有2种方法，计算和查表。

可按表2《锅筒计算壁温t d 》选取。

表中按锅筒工作条件列出了计算方法，t m 为锅筒的平均工质温度，对蒸汽锅炉取计算压力下的工质饱和温度，对热水锅炉取出口水温。

例题：额定压力的饱和蒸汽锅炉，锅筒不绝热，在600～900℃的对流烟道内，名义厚度18 mm ，材料Q245R ，确定许用应力[]σ。

计算压力p ，前例已计算，p=
查《干饱和蒸汽以及饱和线上的水的比容和焓》表，该表按压力列出了饱和温度、饱和水的比容、饱和蒸汽比容、饱和水焓、饱和蒸汽焓、汽化潜热。

是我们经常使用的表。

注意表中的压力值是绝对压力，计算时的工作压力是表压，要加变成绝对压力。

P = t s =
查表2，t d = t m +50 = + 50 = 查GB/表2，许用应力（内插法确定） 查表1，η= []σ=×= MPa
最小减弱系数min ϕ：取纵向焊缝减弱系数、孔桥减弱系数中的最小值。

3.3.1纵向焊缝减弱系数w
ϕ：根据焊缝形式及无损检测比例，按表5选
取。

焊缝减弱系数只考虑纵向焊缝，不考虑环向焊缝。

这是因为作用于环向焊缝上的是轴向应力，σz =
δ
4pD
；作用于纵向焊缝上的是环向应力，δσϑ2pD =。

可以看出，环向应力是轴向应力的2倍。

因此，只考虑纵向焊缝对锅筒强度
的减弱。

3.3.2孔桥减弱系数：锅筒上一般都有成排的开孔，相邻两孔构成孔桥。

开孔使材料截面积减小，筒体强度减弱。

孔桥减弱系数即表示筒体强度的减弱程度。

计算相孔桥减弱系数的条件：邻两孔直径均小于、等于未补强孔最大允许直径，且两孔的节距（纵向、横向、斜向）小于相邻两孔的临界节距时，开孔按孔桥处理，计算孔桥减弱系数。

如果相邻两孔节距大于等于临界节距时，可视作单孔；如果相邻两孔中有一孔大于最大允许直径，该孔按单孔补强，补强后按无孔处理；如果相邻两孔均大于最大允许直径，则不能按本标准计算。

孔桥减弱系数有纵向、横向、斜向之分，计算按表6。

3.3.2.1纵向孔桥减弱系数：s
d s a
e -=ϕ
S ：纵向节距，mm 。

d a
e ：相邻两孔平均当量孔径，mm 。

d 1e ：第1孔的当量孔径，mm 。

d 2e ：第2孔的当量孔径，mm 。

当量孔径按表7计算，我厂产品都是径向开孔，当量孔径等于开孔直径。

3.3.2.2横向孔桥减弱系数：s d s
ae
'
-'=2ϕ
S ＇：横向节距，mm ，取筒体平均直径圆周上的弧长。

3.3.2.3斜向孔桥减弱系数：s d s
K ae
'
'-''=ϕ
S 〞：斜向节距，mm ，取筒体平均直径圆周上的弧长。

K ：斜向孔桥的换算系数，()
2
2175
.011n K +-
=
a
b n =
b ：斜向孔桥两孔间在筒体轴线方向上的距离。

a ：斜向孔桥两孔间在筒体平均直径圆周上的弧长。

3.3.3未补强孔最大允许直径［d ］：
锅筒上开孔大小有相应的规定，超过一定孔径的开孔需采取补强措施，如用接管、垫板补强，未补强孔最大允许直径［d ］，按以下公式确定。

δe ：有效厚度，mm ，δe =δ- C k ：筒体结构特性系数，[]()e
i
p pD k δσ-=
2
当［d ］＞200mm 时，取［d ］=200mm 。

即锅筒上未补强的孔，最大不能超过200mm 。

3.3.4相邻两孔的临界节距：
按以下公式计算：
例题：额定压力的饱和蒸汽锅炉，锅筒内径900mm ，不绝热，在600～900℃的对流烟道内，名义厚度18 mm ，材料Q245R ，焊接采用双面坡口自动焊，100%无损探伤，孔排开孔直径52mm,纵向节距97mm ，横向节距（按筒体平均直径计算），计算最小减弱系数。

由前例计算已知：P= C= [σ]= δe =δ-C==
[]()e i p pD k δσ-=
2=()2
.173.106.1012900
3.1-⨯⨯=＜
开孔不需补强
d a
e =
2
52
52+=52 s ''=221.7297+=
()δδ++=i ae c D d s 2=()1818900252++=
S 、S ＇、S 〞均小于S c ，按孔桥处理 纵向孔桥减弱系数：
46.097
52
97=-=-s d s ae 横向孔桥减弱系数：56.01
.7252
1.7222=-='-'s d s ae
()
2
2175
.011
n K +-
=
=
()
05
.135.1175
.0112
2=+-
斜向孔桥减弱系数：s d s K ae '
'-''=ϕ=60.086.12052
86.12005.1=-
查表5，w
ϕ=
最小减弱系数取焊缝减弱系数、纵向孔桥、横向孔桥、斜向孔桥减弱系数中最小值：min ϕ=
4、筒体厚度计算公式适用范围：
按表10，筒体厚度计算公式适用的βt ≤
之所以要对公式适用范围做出限定，是因为筒体厚度计算公式的推导，是假设筒体是薄壁圆筒，即环向应力沿壁厚均匀分布而且径向应力为零。

实际上，锅筒筒体环向应力和径向应力沿壁厚分布都不均匀，环向应力内壁最大，径向应力内壁最小。

i t D /δ越大，即βt 越大，锅筒筒体内壁实际应力状态比薄壁圆筒越危险。

因此应用厚度计算公式时，对βt 做出了限定。

5、不绝热筒体最大允许厚度
额定压力≤的锅筒可以采用不绝热结构，其厚度不应大于表16的规定值。

表16按工作条件分2档，对最大允许厚度做出了规定。

锅筒筒体受火焰或烟气加热时，筒体内壁产生环向热应力，它与内压力产生的内壁环向应力相叠加，有可能达到不允许的程度，即产生低周疲劳。

热应力随筒体厚度增大而增大，为防止低周疲劳产生，对不绝热筒体厚度做出了限制。

例题1：额定压力的饱和蒸汽锅炉，锅筒内径900mm ，不绝热，在600～900℃的对流烟道内，名义厚度18 mm ，材料Q245R ，焊接采用双面坡口自动焊，100%无损探伤，孔排开孔直径52mm,纵向节距97mm ，横向节距（按筒体平均直径计算），校核其强度。

由前例已计算：P= C= [σ]=
min ϕ=
[]p
PD i t -=
σϕδmin 2=
=-⨯⨯⨯3
.106.10146.02900
3.1
C t dc +=δδ=+=
δ=18＞δdc = 强度满足
i t t D /21δβ+==1+2×900=＜ 满足厚度计算公式使用范围
例题2、校核我公司生产的SZS20—260—Q 蒸汽锅炉的上锅筒强度。

计算参见总图和上锅筒图。

P r = △P f =×= △P h =0
P 0 = P r +△P f +△P h =++0= 查附录B 表，△P a = P 0=×= P= P 0+△P a =+=
按绝对压力查《干饱和蒸汽以及饱和线上的水的比容和焓》表，饱和温度为
由总图可知锅筒不绝热，在炉膛内烟温≥900，查表2，t d = t m +90 = + 90 =
由上锅筒图可知，上锅筒材质为Q345R δ=20，查GB/表2，温度，许用应力
按烟温＞600，查表1，η=
[]σ=×=
C 1=
查附录C 表，冷卷冷校，C 2=0
查GB/T709《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》，C 3= C = C 1+ C 2+ C 3=+0+= δe =δ-C==
由上锅筒图可知,D i =1200
[]()e i p pD k δσ-=
2=()2
.1987.141.12821200
87.1-⨯⨯=
[]()311.8k D d e i -=δ=()346.012.1912001.8-⨯=
主汽阀开孔d=221＞[d] ，需要补强，其它开孔均不需补强。

孔桥1：1d =91 2d =91纵向孔桥
()δδ++=i ae c D d s 2=()20201200291++=
S=800＞S c ，不需计算孔桥减弱系数 孔桥2：1d =161 2d =58斜向孔桥
()δδ++=i ae c D d s 2=()91.4212020120025.109=++
b= a=
s ''=222.2665.82+=＜c s ，需计算孔桥减弱系数
()
2
2175
.011n K +-
=
=
()
2
231.0175
.011+-
=
s d s K
ae '
'-''=ϕ=69.2785
.10969.27863.1-=
孔桥3：1d =161 2d =161横向孔桥
()δδ++=i ae c D d s 2=161+()202012002+=
S ＇=+=＞s c ，不需计算孔桥减弱系数 孔桥4：1d =161 2d =52/44凹座孔斜向孔桥 h=1 d 2e =()d d h
d -'+δ
=()445220
1
44-+
= ()δδ++=i ae c D d s 2
=()2020120027.102++=
b=166 a=
s ''=224.532166+=＞s c ，不需计算孔桥减弱系数
孔桥5：1d =52/44 2d =52/44凹座孔纵向孔桥 前已计算，d 1e =d 2e =
()δδ++=i ae c D d s 2=+()202012002+=
s=95＜s c ，需计算孔桥减弱系数
孔桥6：1d =52/44 2d =52/44凹座孔横向孔桥 前已计算=c s
S ＇=＜s c ，需计算孔桥减弱系数
4
.1064
.444.10622
-='-'=s d s ae ϕ=＞1，取ϕ=1 孔桥7：1d =52/44 2d =52/44凹座孔斜向孔桥
前已计算，=c s b=95 a=
s ''=224.10695+=＜c s ，需计算孔桥减弱系数
()
2
2175
.011n K +-
=
=
()
2
289.0175
.011+-
=
s d s K
ae '
'-''=ϕ=64.1424
.4464.14231.1-= 孔桥8：1d == 2d =52纵向孔桥
()δδ++=i ae c D d s 2=52+()202012002+=
s=95＜s c ，需计算孔桥减弱系数 孔桥9：1d == 2d =52横向孔桥 前已计算，=c s
s '=＜c s ，需计算孔桥减弱系数
s d s ae '-'=2ϕ=82
.9552
82.952-=
孔桥10：1d == 2d =52斜向孔桥 前已计算，=c s b=95 a=
2282.9595+=''s =＜c s ，需计算孔桥减弱系数 ()
2
2175
.011n K +-
=
=
()
2
299.0175
.011+-
=
s d s K
ae ''-''=ϕ=93
.13452
93.13427.1-= 孔桥11：d 1=110 d 2=66非径向孔斜向孔桥 b=450 a= α=°
49.5807.36645022=+=''s ＞c s ，不需计算孔桥减弱系数
对接焊缝减弱系数w ϕ查表5，单面坡口焊缝，100%无损检测，9.0=w ϕ
min ϕ取对接焊缝减弱系数w ϕ、纵向、横向、斜向孔桥减弱系数ϕ中最小值，
=min ϕ
i t t D /21δβ+==1+2×1200=＜，满足厚度计算公式使用范围
二、集箱筒体厚度计算
1、名义厚度δ：即图样标注厚度，由设计厚度向上圆整至钢材标准规
格的厚度。

即名义厚度≥设计厚度，例如：设计厚度为，名义厚度取为10。

集箱筒体制造材料是钢管，可采购到的锅炉钢管厚度偶数奇数都有，偶数为多。

2、设计厚度：C t
dc +=δδ
t δ：计算厚度，mm
C ：厚度附加量，mm ，C = C 1+ C 2+ C 3 C 1：腐蚀裕量，一般情况取为。

C 2：制造减薄量，按附录C 选取。

直集箱筒体制造减薄量取为0。

C 3：()213100C C m m
C t ++-=
δ 或者 δ100
3m C = m ：钢管厚度负偏差的百分比值，%，可查GB3087《低中压锅炉用无缝钢
管》标准。

从我公司进料情况看，一般外径＜108mm ，是冷拔管，查表3，外径≥108mm ，是热轧管，查表2。

表2按钢管外径和管子壁厚与外径比值，分4档给出了偏差值。

表3按管子壁厚分2档给出了偏差值。

例题：集箱采用φ219×8的钢管，材质为20 GB3087确定其厚度附加量C 。

C 1= C 2=0 按热轧管，查GB3087表2，S/
D =2198=＜ m=15% C 3 =100
15
×8 = C = C 1+ C 2+ C 3= + 0 + =
3、计算厚度：[]P
PD t
+=
σϕδmin 0
2
与锅筒计算公式不同之处在于锅筒筒体直径是按内径，而集箱筒体直径是按外径计算，相应分母由减号变成加号。

计算压力：P =P 0 +△P a
3.1.1工作压力按以下公式计算：
P 0 = P r +△P f +△P h
3.1.1.1锅炉额定压力P r ，MPa ，锅炉铭牌上标注的额定工作压力。

3.1.1.2工质流动阻力△P f ，MPa ，集箱与锅炉出口之间的压力降。

其确定原则与锅筒相同。

3.1.1.3液柱静压力△P h ，MPa ，集箱底部液柱静压。

小于等于3%（P r +
△P f +△P a ）时，液柱静压力不计。

上集箱与锅筒相同，位置较高，液柱静压力不计，下集箱位置较低，一般需计算液柱静压。

3.1.2设计附加压力的确定
设计附加压力△P a ，确定方法与锅筒相同。

许用应力[]σ：为GB/表5《锅炉常用钢管的许用应力》相应材料的选取值与表1修正系数η的乘积。

GB/表5《锅炉常用钢管的许用应力》，按钢管牌号、厚度或热处理状态、温度列出许用应力值。

表1按集箱工作条件和烟气温度，给出修正系数η值。

当查GB/表5时，需首先确定集箱的计算壁温，可按表3《集箱和防焦箱计算壁温t d 》选取。

表3与锅筒计算壁温表2有所不同，表2是按锅筒工作条件查取，表3除了按集箱工作条件外，还要按集箱内部工质查取。

对工质为水或汽水混合物的集箱，t m 为集箱的平均工质温度。

t m 视具体情况而定，对蒸汽锅炉来说，除了省煤器集箱，其它集箱的t m 都是饱和温度，省煤器集箱的t m 应是给水或出水温度。

对热水锅炉来说，集箱的t m 根据具体情况确定。

对工质为饱和蒸汽的集箱，s t 为计算压力对应的饱和温度。

对工质为过热蒸汽的集箱，t m 为过热蒸汽平均温度，X 为工质混合系数，一般取为，△t 为温度偏差，取△t ≥10℃。

不受热过热蒸汽集箱取X △t ≥10℃。

最小减弱系数min ϕ：取纵向焊缝减弱系数、孔桥减弱系数中的最小值。

3.3.1纵向焊缝减弱系数w
ϕ：集箱一般采用钢管，无纵向焊缝，取w
ϕ=1
3.3.2孔桥减弱系数：相邻两孔直径均小于、等于未补强孔最大允许直
径，且两孔的节距（纵向、横向、斜向）小于相邻两孔的临界节距时，开孔按孔桥处理，计算孔桥减弱系数。

计算方法与锅筒相同。

3.3.3未补强孔最大允许直径［d ］：
集箱筒体上开孔大小有相应的规定，超过一定孔径的开孔需采取补强措施，未补强孔最大允许直径［d ］，按图4或以下公式确定。

[]()311.8k D d e i -=δ，注意公式中用的是内径Di 。

δe ：有效厚度，mm ，δe =δ- C
k ：集箱筒体结构特性系数，与锅筒筒体结构特性系数计算公式有所不同，
()
[]()e
e p D p k δσδ--=
220
当［d ］＞200mm 时，取［d ］=200mm 。

3.3.4相邻两孔的临界节距：
按以下公式计算：
()δδ++=i ae c D d s 2，注意公式中用的是内径Di 。

如果两孔节距大于、等于临界节距，可不考虑孔桥的减弱，按孤立的单孔处理。

4、筒体厚度计算公式适用范围：
表10分2档给出厚度计算公式适用的βt 值，分别为βt ≤和βt ≤。

对于内部工质为水、汽水混合物、饱和蒸汽的集箱，βt ≤。

对于内部工质为过热蒸汽的集箱，βt ≤。

t β计算公式与锅筒t β计算公式不同，()t t D D δβ2/00-=
5、不绝热筒体最大允许厚度
r p ＞的不绝热集箱筒体厚度不应大于表17规定值。

表17按烟气温度分2
档，对最大允许厚度做出了规定。

r p ≤的不绝热集箱筒体厚度不应大于表18规定值。

同样，表18按烟气
温度分2档，对最大允许厚度做出了规定。

（标准该处有印刷错误）
例题：校核我公司生产的SZS20—260—Q 蒸汽锅炉的过热器出口集箱强度。

计算参见总图和过热器出口集箱图。

P r = △P f =0 △P h =0
P 0 = P r +△P f +△P h =+0+0= 查附录B 表，△P a = P 0=×= P= P 0+△P a =+=
按绝对压力查《干饱和蒸汽以及饱和线上的水的比容和焓》表，饱和温度为
由总图可知集箱不受热，t m =260查表3，取X △t=10 t d = t m + X △t =260+ 10 =270
由集箱图可知，集箱材质为20GB3087 δ=8，查GB/表5，温度270，许用应力
按不受热，查表1，η=1
[]σ=1×=
C 1=
2
=0
查GB3087《低中压锅炉用无缝钢管》，按D=273 S=8 热轧管
S/D =
2738
=＜ m=15% C 3 =δ100m =
100
15
×8 = C = C 1+ C 2+ C 3= + 0 + = δe =δ-C==
()[]()e e p D p k δσδ--=
220=()()3
.67.14.10723.622737.1-⨯⨯-=＜，开孔不需补强 孔桥1：1d =202 2d =纵向孔桥
()δδ++=i ae c D d s 2=()84.20588257275.113=++
S=300＞S c 不需计算孔桥减弱系数 孔桥2：1d = 2d =91纵向孔桥
()δδ++=i ae c D d s 2=()34.150********.58=++
S=250＞S c 不需计算孔桥减弱系数
孔桥3：1d =51 2d =58纵向孔桥
()δδ++=i ae c D d s 2=()59.1468825725.54=++
S=200＞S c 不需计算孔桥减弱系数 孔桥4：1d = 2d =纵向孔桥
()δδ++=i ae c D d s 2=+()882572+=
S=95＜S c 需计算孔桥减弱系数 孔桥5：1d = 2d =横向孔桥 前已计算，5.38=ae d c s =
8.57='s ＜c s 需计算孔桥减弱系数
孔桥6：1d = 2d =斜向孔桥 前已计算，5.38=ae d c s =
s ''＜c s 需计算孔桥减弱系数
()
()
=+-
=+-
=
2
22
264.1175
.011175
.011n k
集箱无纵向焊缝，取w
ϕ=1
min ϕ取对接焊缝减弱系数w ϕ、纵向、横向、斜向孔桥减弱系数ϕ中最小值，
=min ϕ
[]P
PD t +=
σϕδmin 0
2=
61.370
.14.10759.02273
70.1=+⨯⨯⨯
δ＞dc δ 壁厚满足要求
()t t D D δβ2/00-==273/()61.32273⨯-=＜ 满足公式适用范围
三、椭球封头厚度计算 1、计算厚度
s K ：封头结构形状系数，⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+=2
2261i
i
s h D K i h ：封头内高度（图2）
计算压力
取相连筒体的计算压力。

许用应力
取GB/中相应材料的选取值与表1修正系数η的乘积。

计算壁温取相连筒体的计算壁温。

最小减弱系数
封头顶部中心无孔，封头无拼接焊缝，min ϕ=
封头顶部中心无孔，封头有拼接焊缝，min ϕ=w ϕ，按表5选取 封头顶部中心开孔，封头无拼接焊缝，i
h D d
-==1min ϕϕ，h ϕ：封头开孔减弱系数，d ：开孔直径，开孔为椭圆时，取椭圆长轴。

封头顶部中心开孔，封头有拼接焊缝，开孔中心与焊缝边缘距离大于(()125.0+d mm 时，min ϕ取w ϕ和h ϕ较小者。

封头顶部中心开孔，封头有拼接焊缝，开孔中心与焊缝边缘距离小于、等于()125.0+d mm 时，min ϕ=w h ϕϕ
2、厚度附加量
1C ：与相连筒体取值相同，一般取。

2C ：按附录C ，表“冲压工艺附加厚度”选取，
3C ：取钢板标准规定的厚度负偏差。

按GB/T709《热轧钢板和钢带的尺寸、
外形、重量及允许偏差》，规定为 mm 。

4、计算厚度公式适用范围
i i D h ≥；i t D δ≤；Di
d
≤ 例题：校核我公司生产的SZS20—260—Q 蒸汽锅炉的上锅筒封头强度。

计算参见总图和封头图。

计算压力和计算壁温与上锅筒相同，前例已计算，=p ，d t =℃
由封头图可知，封头材质为Q345R δ=16，查GB/表5，温度℃，许用应力 按不受热，查表1，η=1
封头中心开椭圆孔，442=d 无拼接焊缝
1200
442
11min -=-
==i h D d ϕϕ= 由封头图可知，1200=i D 300=i h
⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣
⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2
2261i i s h D K =1300212002612=⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+ []p
pD K i
s
t -=σϕδmin 2=
78.1187
.168.15263.021200
87.11=-⨯⨯⨯⨯
查附录C 表，
25.01200
300==i i D h ＜ 78.11=+=C t dc δδ+=
δ＞dc δ 壁厚满足要求
25.01200
300
==i i D h ≥； i t D δ=01.0120078.11=＜
37.01200
442
==i D d ＜ 满足公式适用范围。