GB／T9222-2008《水管锅炉受压元件强度计算》中的补强计算探讨
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２ ２
余 热 锅 炉
２ １－ ０ ３ ｌ
Ｇ ／ ２ ２ ２ ０ 水管锅炉受压元件 Ｂ Ｔ ９ ２ － ０ ８《 强度计算 》中的补 强计算探讨
杭州锅炉集团股份有限８中系数 ｋ的取值 与补 强计 算的推导 ， 出 ／ ２２０ ２ 指
２ Ｐ
， ］ 一
２ （ ｅ ） ｅ 或
ｄ
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Ａ ［广 嘴 ［ 。． ２ ２ 讣 ｈ （ ４ ｚ ） （
Ａ ３
Ａ ４
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Ｏ
） （－ （． ｂ ｄ） 一 ）
ｏ ６ ｂ ．： － ｓ（
－ ， ２ ｔ ｄ－ 一 ，
）
为 简 化 运 算 ， 定 计 算 前 提 ： 孔 ，（ 设 单 １ ／ Ｄｎ ０８ 系数 ， ＜ ．， 开孔 直 径 ｄ大 于 ２ ０ ０ｍｍ。
推 导 的 思 路 ：根 据 Ｇ ／ ２ ２２ ０ Ｂ Ｔ ９ ２ ．０ ８
应分布在孔边 １ ／ 径 的 范 围 内。 果 锅 筒 ４孔 如 或 集箱 筒体 能够 自身补 强 ， 只需 要证 明 Ａ４ 即
补强， 反之 则需 要进 行 补强 计算 。
表 １孔 的补 强面积 范围及 计算
型 式 补 ｌ ２ ３
围． 范■ 强‘ ＾ ｆ 、 ■ Ｉ １ — － ’ ●
１ ０ Ｄ ＾《＾ ＾ 《＾ ．Ｉ 《＾
霍 ． １ ＝
ｌ ｏ
Ａ
Ａｌ
［ 城
Ａ． 纵 截面 内起 补 强作 用 的焊 缝 面积 ， ：
ｎ， １ ： ． ２ ｌ ｎ．
或 集箱 简体 的系数 ｋ ０４ ＞． ０时 ， 果锅 筒 或集 如 箱简 体上 的 开孔直 径 超 过按 １．．所 确定 的 ２３ １ 未补 强 孔 的最 大 允许 直 径 ， 采用 １＿规 定 应 １ ３
Ａ ： 湎 内起辛 作用的垫板面积， 纵褐 虽 ｍｍ： ；
ｂ： 锅筒简体或集箱简体 的有效补强宽
度 ，ｍｍ ： ６ 锅筒简体 集箱简体的有效厚度， ： ｍｍ： ６ 补强 管接 头 的有效 厚度 ，ｍｌ ｎ： 【 １ ｏ】：管接 头 的许 用 应 力 ，ＭＰ ａ； 【 ： 筒筒 体 、 ０］ 锅 集箱 筒 体 的许用 应力 ，
Ｏ
一 （
注 ：对于第３ 种结构型式 ，开孔直径ｄ 与管接头 内径ｄ 不 同时，ｄ 用ｄ 替 ｎ ｎ 代
１锅筒 的计算 １１ ． 简体 与 管接 头 的材料 一样
如 果 简 体 与 管 接 头 的 材 料 一 样 ， 么 那
虱 甲 ：由十 是 早 扎 ， 以 （ 所 ６一ｄ ） 此 ， ＝ｄ 式
在 强度 计 算 中 当 ｋ≤ ０４ ， 开 孔 大于 ２０ ． 但 ０ ０ｍｍ 时 ， 断 是 否应 该 补 强 。 判
关键 词
强度计 算 ｋ 补强
Ｍ Ｐａ４
本 文所采 用 的符 号 的含 义和单 位 如下 ： ｋ：系数 ；
Ｐ：计算 压 力 ，ＭＰ ａ；
ｄ：锅 筒 筒体 ， 集箱 简 体上孔 的直径 ， 插 入式 整 体焊 接 管接 头 、 入 式 双 面 角焊 管 接 插 头 （ 孔 圈 ）的 内径 ， 圆孔 在 筒 体纵 截 面 或 椭
上 的尺 寸 ，ｒｌ ： ｎＴ ｌ
Ｄ 集 箱简 体 的外 径 ，ｍｍ。 ： 前 言
ＧＢ Ｔ ９ ２ ．０ ８《 管 锅 炉 受 压 元 件 ／ ２ ２２ ０ 水 强 度计算 》 中 １ ． ２节 中指 出 ：当锅 筒 筒体 １． ４
（： １ 焊接 管接 头 ， ｎ 管予 的内径 ，ｍｍ ； Ｄ ： 锅筒筒 体 ， 集箱 筒体 的 内径 ，ｍｍ ： Ａ： 纵截 面上 补 强需 要 的面积 ，ｍｍ ；
（ 为 三（ １ 一 ） ）
以下证 明式 （ ）成 立 ： ３
由于 尼 ＝ ｐ Ｄ 而 ｏ
．
式（ ２ ）
ＧＢＴ９ ２ ／ ２２中 表 １ 出 的 各 种 补 强 结 构 类 ９给 型 的 补 强计 算 公式亦 一 样 。
即 ： Ａ＝
由（ 得 即 （ 式 ） ： 鲁 式） ２ 可 ３
Ａ 及 补 强 所 需 面 积 的 ２３分 布 在 孔 边 １ ／ ／ ４ 孔 径 的 范 围 内成 立 ， 说 明 此种 情 况下 不 需 就
中 ｌ．－ 条 给 出 ， 孔 补 强 应 满 足 条 件 ： １ ４ ４ 开
Ａｌ Ａ２ Ａ ＋ ４≥Ａ， 补 强 所 需面 积 的 ２３ ＋ ＋ ３Ａ 且 ／
强度 计 算 中 ， 在 这样 一 种情 况 ，ｄＤｎ ０８ 存 ／ ＜ ．， Ａ： ４ 纵截面 内起补强作 用的锅筒 筒体 系 数 ｋＳ０４ ， 孔直 径 ｄ大 于 ２ ０ ．０ 开 ０ ｍｍ， 即在 或集箱筒体的面积，ｍＴ ： ｌ ｌ ｋＳ０ ０的情 况 下 ， 孔 大 于 ２０ ． ４ 开 ０ ｍｍ， 是 但 ６： 。 强度 未减 弱的锅筒筒体或集箱 简 没有 达 到 按 三通 计 算 的条 件 ， 样 的 开孔 是 这 体 的理 论计算 厚度 ： 甭应该进行补 强计算 ？强度计算 人员在实
际计 算 中存 在分 歧 ， 因此 有 必 要 做进 一 步探
讨 ， 文就 针对 这 一 问题进 行 推 导论证 。 本 推 导 的依据 ：
ＧＢＴ９ ２ ．０ ８ 《 管 锅 炉 受 压 元 件 ／ ２２２ ０ 水 强度 计算 》
推 导 的前提 ：
余 热 锅 炉 ２ Ｉ ． ０ ３ Ｉ
的补 强 结构 予 以补 强 。 当系 数 ｋ≤０４ ． ０时 ， 不 必 进 行 补 强 。 Ｇ ／ ２ ２的 图 １ 图 ｌ 在 ＢＴ９ ２ ８及 ９ 中给 出的最 大 的允 许 开孔 直 径 为 ２ ０ ０ ｍｍ， 在
Ａ， 纵 截 面 内起 补 强 作 用 的 管接 头 面 ’ ：
积 ，ｍｉ２ ｌ； ｌ
余 热 锅 炉
２ １－ ０ ３ ｌ
Ｇ ／ ２ ２ ２ ０ 水管锅炉受压元件 Ｂ Ｔ ９ ２ － ０ ８《 强度计算 》中的补 强计算探讨
杭州锅炉集团股份有限８中系数 ｋ的取值 与补 强计 算的推导 ， 出 ／ ２２０ ２ 指
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为 简 化 运 算 ， 定 计 算 前 提 ： 孔 ，（ 设 单 １ ／ Ｄｎ ０８ 系数 ， ＜ ．， 开孔 直 径 ｄ大 于 ２ ０ ０ｍｍ。
推 导 的 思 路 ：根 据 Ｇ ／ ２ ２２ ０ Ｂ Ｔ ９ ２ ．０ ８
应分布在孔边 １ ／ 径 的 范 围 内。 果 锅 筒 ４孔 如 或 集箱 筒体 能够 自身补 强 ， 只需 要证 明 Ａ４ 即
补强， 反之 则需 要进 行 补强 计算 。
表 １孔 的补 强面积 范围及 计算
型 式 补 ｌ ２ ３
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Ａ． 纵 截面 内起 补 强作 用 的焊 缝 面积 ， ：
ｎ， １ ： ． ２ ｌ ｎ．
或 集箱 简体 的系数 ｋ ０４ ＞． ０时 ， 果锅 筒 或集 如 箱简 体上 的 开孔直 径 超 过按 １．．所 确定 的 ２３ １ 未补 强 孔 的最 大 允许 直 径 ， 采用 １＿规 定 应 １ ３
Ａ ： 湎 内起辛 作用的垫板面积， 纵褐 虽 ｍｍ： ；
ｂ： 锅筒简体或集箱简体 的有效补强宽
度 ，ｍｍ ： ６ 锅筒简体 集箱简体的有效厚度， ： ｍｍ： ６ 补强 管接 头 的有效 厚度 ，ｍｌ ｎ： 【 １ ｏ】：管接 头 的许 用 应 力 ，ＭＰ ａ； 【 ： 筒筒 体 、 ０］ 锅 集箱 筒 体 的许用 应力 ，
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一 （
注 ：对于第３ 种结构型式 ，开孔直径ｄ 与管接头 内径ｄ 不 同时，ｄ 用ｄ 替 ｎ ｎ 代
１锅筒 的计算 １１ ． 简体 与 管接 头 的材料 一样
如 果 简 体 与 管 接 头 的 材 料 一 样 ， 么 那
虱 甲 ：由十 是 早 扎 ， 以 （ 所 ６一ｄ ） 此 ， ＝ｄ 式
在 强度 计 算 中 当 ｋ≤ ０４ ， 开 孔 大于 ２０ ． 但 ０ ０ｍｍ 时 ， 断 是 否应 该 补 强 。 判
关键 词
强度计 算 ｋ 补强
Ｍ Ｐａ４
本 文所采 用 的符 号 的含 义和单 位 如下 ： ｋ：系数 ；
Ｐ：计算 压 力 ，ＭＰ ａ；
ｄ：锅 筒 筒体 ， 集箱 简 体上孔 的直径 ， 插 入式 整 体焊 接 管接 头 、 入 式 双 面 角焊 管 接 插 头 （ 孔 圈 ）的 内径 ， 圆孔 在 筒 体纵 截 面 或 椭
上 的尺 寸 ，ｒｌ ： ｎＴ ｌ
Ｄ 集 箱简 体 的外 径 ，ｍｍ。 ： 前 言
ＧＢ Ｔ ９ ２ ．０ ８《 管 锅 炉 受 压 元 件 ／ ２ ２２ ０ 水 强 度计算 》 中 １ ． ２节 中指 出 ：当锅 筒 筒体 １． ４
（： １ 焊接 管接 头 ， ｎ 管予 的内径 ，ｍｍ ； Ｄ ： 锅筒筒 体 ， 集箱 筒体 的 内径 ，ｍｍ ： Ａ： 纵截 面上 补 强需 要 的面积 ，ｍｍ ；
（ 为 三（ １ 一 ） ）
以下证 明式 （ ）成 立 ： ３
由于 尼 ＝ ｐ Ｄ 而 ｏ
．
式（ ２ ）
ＧＢＴ９ ２ ／ ２２中 表 １ 出 的 各 种 补 强 结 构 类 ９给 型 的 补 强计 算 公式亦 一 样 。
即 ： Ａ＝
由（ 得 即 （ 式 ） ： 鲁 式） ２ 可 ３
Ａ 及 补 强 所 需 面 积 的 ２３分 布 在 孔 边 １ ／ ／ ４ 孔 径 的 范 围 内成 立 ， 说 明 此种 情 况下 不 需 就
中 ｌ．－ 条 给 出 ， 孔 补 强 应 满 足 条 件 ： １ ４ ４ 开
Ａｌ Ａ２ Ａ ＋ ４≥Ａ， 补 强 所 需面 积 的 ２３ ＋ ＋ ３Ａ 且 ／
强度 计 算 中 ， 在 这样 一 种情 况 ，ｄＤｎ ０８ 存 ／ ＜ ．， Ａ： ４ 纵截面 内起补强作 用的锅筒 筒体 系 数 ｋＳ０４ ， 孔直 径 ｄ大 于 ２ ０ ．０ 开 ０ ｍｍ， 即在 或集箱筒体的面积，ｍＴ ： ｌ ｌ ｋＳ０ ０的情 况 下 ， 孔 大 于 ２０ ． ４ 开 ０ ｍｍ， 是 但 ６： 。 强度 未减 弱的锅筒筒体或集箱 简 没有 达 到 按 三通 计 算 的条 件 ， 样 的 开孔 是 这 体 的理 论计算 厚度 ： 甭应该进行补 强计算 ？强度计算 人员在实
际计 算 中存 在分 歧 ， 因此 有 必 要 做进 一 步探
讨 ， 文就 针对 这 一 问题进 行 推 导论证 。 本 推 导 的依据 ：
ＧＢＴ９ ２ ．０ ８ 《 管 锅 炉 受 压 元 件 ／ ２２２ ０ 水 强度 计算 》
推 导 的前提 ：
余 热 锅 炉 ２ Ｉ ． ０ ３ Ｉ
的补 强 结构 予 以补 强 。 当系 数 ｋ≤０４ ． ０时 ， 不 必 进 行 补 强 。 Ｇ ／ ２ ２的 图 １ 图 ｌ 在 ＢＴ９ ２ ８及 ９ 中给 出的最 大 的允 许 开孔 直 径 为 ２ ０ ０ ｍｍ， 在
Ａ， 纵 截 面 内起 补 强 作 用 的 管接 头 面 ’ ：
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