关于开孔补强(徐沁)

开孔补强章节

一、孔和孔桥补强计算的基本内容

s。--可不考虑孔间影响的的相邻两孔的最小节距（P10）

S。=dp +2√（Dn+δ）δ

[d]—未补强孔的最大允许尺寸

1 单孔和孔桥

单孔：S≥S。

孔桥：S

2 补强

（1）S≥S。d≤[d] 不需补强

（2）S≥S。d> [d] 按单孔补强（仅适用于d/Dn<0.8, 且d<600mm的径向孔径）

补强条件是A1+A2+A3+A4≥A 且补强所需面积的2/3应分布在孔边1/4孔径的范围内

（3）S

计算孔桥减弱系数，或在满足11.5.2 a、b的条件下，用管接头补强

(4）S[d] 在满足11.5.2 a、b的条件下，按单孔补强计算，补强后该孔在该孔桥中按无孔处理。

二孔d>[d] 按13章处理。

二、本章节的主要修正内容

关于未减弱集箱筒体的内径Dn和补强管接头内径dn定义的修正原版标准中，补强计算的锅筒筒体、集箱筒体、补强管接头内径Dn 均以名义内径表示。

集箱筒体Dn=Dw-2δ

补强管接头dn=dw-2δ1

新版修改为集箱筒体Dn=Dw-2δy

补强管接头dn=dw-2δ1y

原因：由于名义壁厚中包含了壁厚的附加量，而通常集箱筒体和管

子的尺寸控制点在外径（外径管），壁厚附加量的损耗会使集箱筒体、管子的实际内径大于其名义内径，而使原先按名义内径得出的一些计算结果偏于不安全。故新版标准用有效壁厚代替上式中的名义壁厚，即剔除壁厚附加量的影响。

三、孔和孔桥章节的具体修改内容

（一）单孔的补强

1 未补强孔的最大允许直径(图19) （P41）

修改1：k计算中，未减弱集箱筒体Dn的修正

系数k k= PDn / (2[б]-P)Sy

横坐标DnSy

GB9222-88 无论是锅筒筒体或集箱筒体，Dn 指名义内径，

GB9222(新版)：锅筒筒体同上，集箱筒体Dn=Dw-2S 修改为Dn=Dw-2δy

2 孔的补强结构形式和未补强孔的概念

（1）孔的补强结构形式（P43）

修改2：增加了新版（a）的结构，并规定只适用于额定压力不大于2.5MPa的锅炉，同时a的结构形式适用于不受热锅筒筒体。另外11.4条孔的补强计算还规定a)型结构的补强计算方法视同d)型整体焊接结构处理。

原因：考虑小锅炉的需要。

（2）未补强孔的概念(P41)

修改3：未补强孔的的概念

所以新版11.2.1规定了什么是未补强孔，它包括三种：一种是不施焊的孔，第二种是管接头和筒体的焊接形式不符合11.3规定的补强形式，第三种是虽符合11.3的规定的补强结构形式，但不满足11.4.4条加强条件的孔。

和原标准的区别只是表述更清晰，实质上并无不同

3 孔的补强计算(P45)

GB9222标准的孔的补强计算是采用“等面积加强法”，其原理为：在有效补强范围内，筒体及补强结构除自身承受内压所需的面积外，多余的面积应不少于未开孔筒体由于开孔所减小的面积。

开孔后补强需要的面积A=dnδ0

补强面积包括(1) 有效范围内的焊缝面积A1

(2) 有效范围内管接头承受内压的多余面积

A2=2h(δ1y-δ10)

（3）有效范围内垫板的有效面积A3

(4) 有效范围内筒体承受内压的多余面积A4=dn(δ

-δ0)

y

δ0 ---强度未减弱的锅筒筒体或集箱筒体的理论计算壁厚

δ10---补强管接头的理论计算壁厚

修改4：GB9222-88 中S0= PDn / 2[б]-P ; S01=Pdn / 2[б]1-P GB9222(新版) 对于锅筒筒体：δ0= PDn / 2[б]-P

对于集箱筒体：δ0= P(Dw-2δy) / 2[б]-P

对于管接头：δ10= P(dw-2δ1y) / 2[б]1-P

修改5：GB9222-88 7.4.1条k≥0.4 若超过孔径应以补强结构予以加强。

GB9222(新版) 11.4.2条修改为k>0.4

原因：k=0.5, Sy=2S。, A4=dn(Sy-S。)=dnS。已满足A=dnS。

按补强所需面积的2/3应分布在孔边1/4孔径的范围内, 当没有附加

补强结构，A’=A4’=2×1/4 dn(Sy-S。)≥2/3dnSy

得Sy≥7/3S。

或k=S。/Sy≤3/7=0.43

即当k≤0.43没有附加补强结构就可满足补强要求。

（二）孔桥的补强

修改6:11.5.1 孔桥相邻两孔中一个孔的直径大于未补强孔的最大允许直径，应在满足11.5.2条中的a、b要求下，按11.4条补强，当两孔节距S小于两孔直径之和时，11.4.3条中的有效宽度b=2(s-d1), d1为两孔中的小孔直径。补强后，该孔在该孔桥中按无孔处理。

作用：完善了单孔补强孔桥的补强方法。

根据11.5.1, 相应的表19 A4计算中的dn修改为b-dn b为有效补强宽度

修改7：GB9222新版11.5.4条增加了相邻管接头结构、尺寸不同的孔桥补强应符合的条件。(推导见文选集P103 《关于孔桥的补强计算的思考》)

F1’+F2’+F1’’+F2”≥(F’+F’’/S。-2[d]d) S y

原因：原版标准中只给出相邻管接头结构、尺寸相同的孔桥的补强条件，而筒体上相邻管孔孔径大小、管接头结构不同是普遍存在的，所以本标准明确了相邻管接头结构、孔径不同的孔桥补强面积计算方式。