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GB／T 16507.4-2022 水管锅炉 第4部分：受压元件强度计算.pdf

本章使用下列符号： 力 元件计算压力，单位为兆帕（MPa）； pa 元件工作压力，单位为兆帕（MPa）； pr 锅炉额定压力，单位为兆帕（MPa）； Ap. 设计附加压力，单位为兆帕（MPa）； Apt 工质流动阻力，单位为兆帕（MPa）； 液柱静压力，单位为兆帕（MPa）。

本章使用下列符号： p 元件计算压力，单位为兆帕（MPa）； po 元件工作压力，单位为兆帕（MPa）； pr 锅炉额定压力，单位为兆帕（MPa）； 设计附加压力，单位为兆帕（MPa）； Ap 工质流动阻力，单位为兆帕（MPa）； △ph 液柱静压力，单位为兆帕（MPa）。

7.2.1工作压力按照公式（3)计算

GB/T16507.4—2022

p。=p+△pf+△ph 7.2.2 工质流动阻力（△力：)取锅炉最大出口流量时GB/T 28930-2012 学生使用电脑卫生要求，计算元件至锅炉出口之间的压力降 7.2.3 当元件底部液柱静压值不大于3%（p十△p.十△p：)时，则液柱静压值可不考虑。 7.3元件计算压力 7.3.1元件计算压力按照公式（4）确定： pp。+△p ·· (4)

章使用下列符号： 斜向孔桥横向距离（取中径弧长），单位为毫米（mm）； 斜向孔桥纵向距离，单位为毫米（mm）； x、C,一三通结构系数； 三通主管的平均直径，单位为毫米（mm）； 圆筒体、封头的内径，单位为毫米（mm）； 三通主管外径，单位为毫米（mm）； 一开孔直径，单位为毫米（mm）； 一凹座开孔的沉孔直径，单位为毫米（mm）； 三通支管的平均直径，单位为毫米（mm）； 相邻两孔平均当量直径，单位为毫米（mm）： 孔的当量直径，单位为毫米（mm）； 第一孔的当量直径，单位为毫米（mm）； 第二孔的当量直径，单位为毫米（mm）； 焊制或锻制三通支管内径，单位为毫米（mm）； 具有凹座开孔的沉孔深度，单位为毫米（mm）； 斜向孔桥的换算系数； 一孔桥减弱系数线算图中的参数； 一6与a的比值； 锅炉额定压力，单位为兆帕（MPa）； 相邻孔节距（横向取中径弧长），单位为毫米（mm）； 相邻孔的临界节距，单位为毫米（mm）； 横截面内非径向孔的轴线与圆筒体径向（既在纵截面内，又在横截面内）的夹角，单位 度（°）； 按名义厚度确定的外径与内径的比值； 按计算厚度确定的外径与内径的比值； 圆筒体的名义厚度，单位为毫米（mm）； 接管的名义厚度，单位为毫米（mm）；

章使用下列符号： 斜向孔桥横向距离（取中径弧长），单位为毫米（mm）； 斜向孔桥纵向距离，单位为毫米（mm）； x、C一三通结构系数； 三通主管的平均直径，单位为毫米（mm）； 圆筒体、封头的内径，单位为毫米（mm）； 三通主管外径，单位为毫米（mm）； 开孔直径，单位为毫米（mm）； 凹座开孔的沉孔直径，单位为毫米（mm）； 三通支管的平均直径，单位为毫米（mm）； 相邻两孔平均当量直径，单位为毫米（mm）； 孔的当量直径，单位为毫米（mm）； 第一孔的当量直径，单位为毫米（mm）； 第二孔的当量直径，单位为毫米（mm）； 焊制或锻制三通支管内径，单位为毫米（mm）； 具有凹座开孔的沉孔深度，单位为毫米（mm）； 斜向孔桥的换算系数； 一一孔桥减弱系数线算图中的参数； 一6与α的比值； 锅炉额定压力，单位为兆帕（MPa）； 相邻孔节距（横向取中径弧长），单位为毫米（mm）； 相邻孔的临界节距，单位为毫米（mm）； 横截面内非径向孔的轴线与圆筒体径向（既在纵截面内，又在横截面内）的夹角，单位为 度（）； 按名义厚度确定的外径与内径的比值； 按计算厚度确定的外径与内径的比值； 圆筒体的名义厚度，单位为毫米（mm）； 接管的名义厚度，单位为毫米（mm）；

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be 三通支管的有效厚度，单位为毫米（mm）； 8 焊制和锻制三通主管的有效厚度，单位为毫米（mm）； [] 计算壁温下的许用应力，单位为兆帕（MPa）； [o], 一 计算壁温下的接管许用应力，单位为兆帕（MPa）； 孔桥减弱系数； Ph 凸形封头顶部中心开孔结构减弱系数； 焊制和锻制三通、等径叉形管的结构减弱系数； 9 焊接接头减弱系数

8.2.1圆筒体、圆弧形集箱或弯管（弯头）中弧，取纵向焊接接头减弱系数（9）、孔桥减弱系数（9）中的 最小值。 8.2.2焊制和锻制三通，取结构减弱系数（t）、孔桥减弱系数（）中的最小值。 8.2.3凸形封头，取凸形封头顶部中心开孔结构减弱系数（h）、焊接接头减弱系数（w）中的最小值。 8.2.4等径叉形管，取结构减弱系数（9t）。 8.2.5孔桥与焊缝重叠或凸形封头顶部中心孔的中心至焊缝边缘距离不大于（0.5d十12）mm，减弱系 数应取孔桥减弱系数（）或凸形封头顶部中心开孔结构减弱系数（h）与焊接接头减弱系数（9w）的 乘积。

8.3焊接接头减弱系数

8.3.1焊接接头质量应符合GB/T16507.5的有关规定。 8.3.2焊接接头减弱系数（）应根据对接接头形式及无损检测比例.按表5选取

8.3.1焊接接头质量应符合GB/T16507.5的有关规定。

表5焊接接头减弱系数

3.3当材料的许用应力由持久强度确定时，焊接接头减弱系数（?w）取值应不大于0.80

3.4.1圆简体上相邻孔的节距（纵向、横向或斜向）小于孔桥相邻孔的临界节距，且相邻孔的直径均不 大于未补强孔最大充许直径，按照本条款计算孔桥减弱系数（）。圆弧形集箱和三通的孔桥减弱系数（）， 按照圆简体的孔桥减弱系数计算方法来处理 3.4.2孔桥相邻孔的临界节距按照公式（5）计算

.=d,+2/D.+0)0

4.3相邻孔的孔桥减弱系数（）按表6计算。计算的孔桥减弱系数大于1时，取9=1。

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8.4.4相邻孔平均当量孔径(d。）按照公式(6)计算

8.4.5当量孔径（d。）按表7计算。

当量孔径（d。）按表7计

8.4.6斜向孔桥减弱系数也可直接由图1查取，图中虚线为各条曲线极小值的连线

8.4.7开孔直径的确定：

图1斜向孔桥减弱系数线算图

a）椭圆孔取其在孔桥两孔中心连线上的尺寸； b）双面角焊（适用P，不大于2.5MPa锅炉，且不受热）或插入式整体焊接管取其接管内径， 8.4.8双面角焊（适用于P，不大于2.5MPa锅炉，且不受热）或插人式整体焊接管（或孔圈）的许用应 力（b）小于圆筒体的许用应力（L)时，减弱系数计算中的d应取接管（或孔圈）内径与2L1 []/[])之和。 8.4.9单独孔桥可利用有效补强范围内接管厚度裕量按照第11章进行补强，提高孔桥减弱系数

8.5凸形封头顶部中心开孔结构减弱系数

封头顶部中心开孔为椭圆时，d取椭圆长轴。

8.5.2封头顶部中心开孔为椭圆时，d取

口锻制正交三通的结构减

通结构减弱系数（)按照公式（8）、公式（9)计算

8.6.2无缝钢管焊制三通的结构减弱系数（.）按表8确定。

8.6.2无缝钢管焊制三通的结构减弱系数（c.）按表8确定

1.20[1+CxV1+C,/(2C,)] Cx=D,d. d? 8D.0.

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表8焊制三通结构减弱系数

8.7等径叉形管结构减弱系数

等径叉形管的结构减弱系数（.）按表9确定

表9等径叉形管结构减弱系数

本章使用下列符号： C 厚度附加量，单位为毫米（mm）； C1 腐蚀裕量，单位为毫米（mm）； 名义厚度，单位为毫米（mm）； ode 设计厚度，单位为毫米（mm）； o 有效厚度，单位为毫米（mm）； min 最小需要厚度，单位为毫米（mm）； d 计算厚度，单位为毫米（mm）。

最小需要厚度按照公式（10）计算

厚度按照公式（11)计算

厚度应符合公式（12)的

效厚度按照公式（13）计

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本章使用下列符号： D。 盖板的计算直径（椭圆时取短轴），单位为毫米（mm）； D 圆简体、封头或三通主管内径，单位为毫米（mm）； D。 圆筒体、弯管、弯头、圆弧形集箱筒体、封头、三通主管或等径叉形管外径，单位为毫米（mm）： 开孔直径，单位为毫米（mm）； d; 接管或三通支管内径，单位为毫米（mm）； d。 接管或三通支管外径，单位为毫米（mm）； [d] max 热挤压三通满足过渡区强度要求的支管最大允许内径，单位为毫米（mm）； h; 封头内高度，单位为毫米（mm）； hmin 三通支管最小高度，单位为毫米（mm）； K。 盖板结构特性系数； K 平端盖结构特性系数； K 弯管、弯头或圆弧形集箱筒体内弧形状系数； K。 弯管、弯头或圆弧形集箱筒体外弧形状系数； K 凸形封头结构形状系数； L1 三通主管最小半长，单位为毫米（mm）； 平端盖直段部分的长度，单位为毫米（mm）； 力 计算压力，单位为兆帕（MPa）； 力 锅炉额定压力，单位为兆帕（MPa）； R 弯管、弯头或圆弧形集箱筒体中心线的曲率半径，或热挤压三通外壁肩部过渡半径，单 位为毫米（mm）； R 不等厚圆筒体薄壁处内半径，单位为毫米（mm）； R? 不等厚圆筒体厚壁处内半径，单位为毫米（mm）； 平端盖或三通的过渡圆弧半径，单位为毫米（mm）； Y. 盖板形状系数；

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? 等径义形管主管与接管中心轴线的夹角，单位为度（）； 3 按计算厚度确定的外径与内径的比值； 圆筒体、焊制和锻制三通主管或凸形封头的名义厚度，单位为毫米（mm）； 三通支管名义厚度，单位为毫米（mm）； 热旋压管制缩口封头圆筒部分有效厚度，单位为毫米（mm）； 计算厚度，单位为毫米（mm）； 6。 强度未减弱的热旋压管制缩口封头圆简部分计算厚度，单位为毫米（mm）： 平端盖或盖板的名义厚度，单位为毫米（mm）； 2 平端盖环形凹槽处的最小厚度，单位为毫米（mm）： ： 盖板螺栓连接部位或密封面处环状部位厚度，单位为毫米（mm）； [] 计算壁温下的许用应力，单位为兆帕（MPa）； Pmin 最小减弱系数； 焊制和锻制三通、等径叉形管的结构减弱系数； 焊接接头减弱系数

圆简体的计算厚度按照公式（14)或公式（15）计算

10.2.2承受外压的管子按照GB/T150.3进行校核，但材料许用应力等按照本文件执行；当D。不大于 200mm时，计算厚度（.）可取1.45倍的公式（14)或公式（15）的计算值。 10.2.3中径相等的不等厚度锅筒筒体，薄壁与厚壁部分的强度分别按本条款计算，薄壁D：取2倍的 R，厚壁D；取2倍的R。 10.2.4圆简体厚度计算公式应在表10的β.范围内使用

表10圆简体厚度计算公式适用的β，范围

0.3.1典型的椭球和球形封头结构见图2

10.3.2椭球和球形封头的计算厚度按照公式（16)计算

其中K，按照公式（17)计算

10.3.3椭球和球形封头的计算厚度公式的适用范围

图2典型的椭球和球形封头结构示意图

≤0.15 ≤0.6 'D:

10.3.4凸形封头顶部中心开孔为椭圆时，d取椭圆长轴。 10.3.5热旋压管制缩口封头顶端工艺开孔d不小于80mm时，计算厚度按照公式（16)计算 10.3.6热旋压管制缩口封头的。/。小于0.5，且P，不大于2.5MPa时，计算厚度公式适用范围中的 d/D；用d/D。控制，并应符合公式（18)的规定：

10.3.7凸形封头直段的计算厚度按照公式(19)计算：

0.3.8顶部中心开孔的凸形封头： 足结构要求时，可按照第11章开孔补强方法进行补强。 10.3.9承受外压的凸形封头按照GB/T150.3进行校核，但材料许用应力等应按照本文件执行；或取 1.67倍的计算压力（力），用公式（16）确定计算厚度（8.）

10.4.1平端盖的计算厚度按照公式（20)计算

4.2平端盖直段的计算厚度按照公式（21)计算：

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表11平端盖的结构特性系数

10.5.1盖板计算厚度按照公式（22)计算：

10.5.2盖板形状系数（Y.）按照表12选取

盖板形状系数（Y.）按照表12选取

+.+.+++..++.+.++++.( 22

b/a 1.00 0.75 Y 1.00 1.15 注：b/a为孔的长短轴比，相邻b/a之间Y。值用算术内插法确定，小数点后第三位四舍五人。

构特性系数（K。）和计算直径（D)按照表13规定

表13盖板结构特性系数和计算直径

10.5.4盖板的连接处厚度（3）应符合公式（23）的规定。 0. ≥ 0.85.

10.5.4盖板的连接处厚度（3）应符合公式（23）的规定。 0.0.80

10.5.4盖板的连接处厚度（3）应符合公式（23）的规定。 0.0.80

10.6弯管或弯头和内、外弧无开孔的圆弧形集箱

10.6.1弯管或弯头和圆弧形集箱筒简体外弧的计算厚度按照公式（24)计算：

其中K按照公式（25)计算

或弯头和圆弧形集箱筒体内弧的计算厚度按照公

其中K：按照公式（27)计算：

0.6.3弯管或弯头直段和中弧的计算厚度按照公式（28)计算：

弯管或弯头直段和中弧的计算厚度按照公式（2

10.6.4圆弧形集箱筒体中弧的计算厚度按照公式（29)计算

10.6.4圆弧形集箱筒体中弧的计算厚度按照公式（29)计算

弧形集箱筒体中弧的计算厚度按照公式（29)计算

.....................23

pD。 4R +D. K.=1 4R +2D.

PD. 20min[o]+ p

0.6.5弯管或弯头和圆弧形集箱筒体计算厚度公式的适应范围，按照表10的集箱和管道部分，其中 t计算公式中。，取中弧的计算厚度 0.6.6外径（D。）不大于100mm的弯管或弯头，可不校核内弧计算厚度

旱制、锻制三通和等径叉开

制、锻制三通和等径叉形管的结构示意图见图3

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10.7.2焊制、锻制三通主管和等径叉形管的计算厚度按照公式（30)计算：

焊制和锻制三通支管的计算厚度按照公式（31)计

图3焊制、锻制三通和等径叉形管结构示意图

pD. 20.[o]±p

pd. 20.[0]+p

.4焊制和锻制三通，在允许区域另有孔桥时，公式（30）、公式（31）中的9t应由9mi替代。 7.5焊制和锻制三通的计算厚度公式适用范围：

10.8.1热挤压三通主管圆筒体的计算厚度按照公式（32)计算：

压三通支管圆简体的计算厚度按照公式（33)计

10.8.3热挤压三通过渡区计算厚度及支管最大允许内径（[d]imx）按照表14计算

d/D,≥0.8;d.≤813

D.≤108mm;1.05≤B.≤2.00

pD. 一 20mm[ol+p

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热挤压三通过渡区计算厚度及支管最大允许内径

本章使用下列符号适用于： A。 纵截面内需要的补强面积，单位为平方毫米（mm"）： A1 纵截面内起补强作用的焊缝面积，单位为平方毫米（mm²）； A 纵截面内起补强作用的接管面积，单位为平方毫米（mm²）； A： 纵截面内起补强作用的垫板面积，单位为平方毫米（mm²）； A 纵截面内（除接管外）起补强作用的圆简体或凸形封头的面积，单位为平方毫米（mm） 圆筒体或凸形封头上开孔有效补强宽度，单位为毫米（mm）； D 圆筒体或凸形封头内径，单位为毫米（mm）； D。 圆筒体或凸形封头外径，单位为毫米（mm）； 开孔直径或插人式整体焊接接管内径，单位为毫米（mm）； dm 孔桥相邻孔当量直径，单位为毫米（mm）； 接管内径，单位为毫米（mm）； d。 接管外径，单位为毫米（mm）； ［ 未补强孔的最大允许直径，单位为毫米（mm）； 【] 孔桥补强计算时的最大允许当量直径，单位为毫米（mm）；

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焊缝高度，单位为毫米（mm）； 接管补强有效高度，单位为毫米（mm）； h 补强接管伸出圆筒体或凸形封头内壁的尺寸，单位为毫米（mm）； K 斜向孔桥的换算系数； K. 凸形封头结构形状系数： 圆筒体或凸形封头开孔结构特性系数； 力 计算压力，单位为兆帕（MPa）； 力 锅炉额定压力，单位为兆帕（MPa）； 相邻孔节距（横向取中径弧长），单位为毫米（mm）； (O 圆筒体或凸形封头名义厚度，单位为毫米（mm）； 8 接管名义厚度，单位为毫米（mm）； he 接管有效厚度，单位为毫米（mm）； bo 接管计算厚度，单位为毫米（mm）： 8 圆筒体或凸形封头有效厚度，单位为毫米（mm）； 8. 补强垫板厚度，单位为毫米（mm）： 8。 强度未减弱圆筒体或凸形封头的计算厚度，单位为毫米（mm）； [] 计算壁温下的许用应力，单位为兆帕（MPa）； []. 计算壁温下的接管许用应力，单位为兆帕（MPa）； []2 计算壁温下的垫板许用应力，单位为兆帕（MPa）； Pmin 最小减弱系数： Par 未经补强的孔桥减弱系数； PW 焊接接头减弱系数； [p] 允许最小减弱系数； ZAD 孔桥截面内需要的补强总面积，单位为平方毫米（mm²）； ZA1 孔桥截面内起补强作用的总焊缝面积，单位为平方毫米（mm"）； ZA 孔桥截面内起补强作用的总接管面积，单位为平方毫米（mm）

1.2.2按本章条计算应满足： 圆筒体开孔尺寸：d/D：小于0.8且d小于600mm； 凸形封头顶部中心开孔尺寸：d/D：小于0.6且d小于600mm； 椭圆孔的长短轴比不大于2； d）开孔补强有效范围内应保证圆筒体或凸形封头的焊接接头减弱系数为1。 1.2.3凸形封头顶部中心开孔满足补强条件，则公式（16）和公式（57）中的mim用P代替。 1.2.4圆简体上相两孔间距不小于d十0.5d。十e的单独孔桥WS/T 475-2015 放射性皮肤疾病护理规范，按照单孔对其中任一孔进行补强 满足补强条件后，该孔按无孔处理。 1.2.5本章条不适用于相邻两孔间距小于dm十0.5d。十e，且两孔直径（d)均大于［d］的孔桥补强。 1.2.6圆筒体上非连续排列，且两孔直径（d)均不大于[d］的单独孔桥，按照11.6进行补强， 1.2.7当量孔径大于［d的单孔，开孔结构特性系数（k）大于0.40，应按单孔进行补强；开孔结构特性 系数（k）不大于0.40，可免于补强计算