第7章(完) 鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算

1、7-1 鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算參數(shù)的確定鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算參數(shù)的確定7-2 承受內(nèi)壓力的圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算承受內(nèi)壓力的圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算7-3 承受內(nèi)壓力的封頭強(qiáng)度計(jì)算承受內(nèi)壓力的封頭強(qiáng)度計(jì)算7-4 孔的加強(qiáng)計(jì)算孔的加強(qiáng)計(jì)算2022-4-19第第7 7章章 鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容第第7章章 鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算w概述強(qiáng)度的定義：在規(guī)定的壽命內(nèi)，在正常的運(yùn)行條件下，受壓元件不失效的能力鍋爐的工作條件：高溫、高壓、腐蝕、磨損承受的載荷：介質(zhì)壓力、附加荷載、溫度應(yīng)力、工藝應(yīng)力鍋爐受壓元件可能的失效形式：w 低周（塑性）疲勞破壞：機(jī)械應(yīng)

2、力和熱應(yīng)力焊縫，水垢w 高周（彈性）疲勞破壞：交變熱應(yīng)力汽水分界面w 塑性破壞：超壓w 蠕變破壞：高溫條件下，變形隨時(shí)間不斷增加的現(xiàn)象w 苛性脆化：晶間腐蝕、腐蝕沿著金屬晶粒的邊界進(jìn)行 w 結(jié)構(gòu)失穩(wěn)：w 應(yīng)力松弛：法蘭連接、脹接，隨時(shí)間應(yīng)力減少的現(xiàn)象w 腐蝕破壞第第7章章 鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算鍋爐強(qiáng)度計(jì)算的目的：安全性和經(jīng)濟(jì)性的最優(yōu)化問題標(biāo)準(zhǔn)：w 水管鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算（GB9222）w鍋殼鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算（GB/T16508）確保鍋爐安全可靠運(yùn)行的措施w根據(jù)國家或有關(guān)法規(guī)，對現(xiàn)有鍋爐進(jìn)行受壓元件的檢測及強(qiáng)度校核計(jì)算；w根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果及經(jīng)濟(jì)性，合理的選用材質(zhì)計(jì)合理的

3、壁厚；w根據(jù)以上條件確定鍋爐安全可靠運(yùn)行的工作條件w基本概念7.1.1許用應(yīng)力與安全系數(shù)w 要求：屈服極限（強(qiáng)度極限）、蠕變極限（持久極限）w 蠕變：高溫恒壓、塑變w 持久強(qiáng)度：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)（10105h）不發(fā)生蠕變破裂的最大應(yīng)力w 我國強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算溫度時(shí)的屈服極限s常溫（20）的抗拉強(qiáng)度b計(jì)算溫度時(shí)的持久強(qiáng)度w 安全系數(shù)：材料本身的強(qiáng)度特性與實(shí)際元件真實(shí)的強(qiáng)度特性間的差異（裕度），n ns=1.5、 n ns=2.7、 n nD=1.5w 基本許用應(yīng)力：w 許用應(yīng)力tD sbDsbDmintttjnnn、 j ；慮條考元件型式和工作件后的修正2022-4-197-1 鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算參數(shù)

4、的確定鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算參數(shù)的確定7.1.2計(jì)算壁溫w 確定 依據(jù)，取最高溫處內(nèi)外壁平均溫度w tbi 2507.1.3計(jì)算壓力：表壓MPa j0.021.27MPa or0.041.273.82MPagaaeaeegezszP PPPPPP PPPPP ；（）（）2022-4-197-1 鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算參數(shù)的確定鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算參數(shù)的確定7-2 承受內(nèi)壓力的圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算承受內(nèi)壓力的圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算w強(qiáng)度計(jì)算公式受力分析：1、2 、3第三強(qiáng)度理論：對于像低碳鋼這一類的塑性材料對于像低碳鋼這一類的塑性材料,在單向拉伸試驗(yàn)在單向拉伸試驗(yàn)時(shí)材料就是沿斜截面發(fā)生滑移而出現(xiàn)明顯的

5、屈服現(xiàn)象的。這時(shí)試件時(shí)材料就是沿斜截面發(fā)生滑移而出現(xiàn)明顯的屈服現(xiàn)象的。這時(shí)試件在橫截面上的正應(yīng)力就是材料的屈服極限，而在試件斜截面上的最在橫截面上的正應(yīng)力就是材料的屈服極限，而在試件斜截面上的最大剪應(yīng)力大剪應(yīng)力(即即45斜截面上的剪應(yīng)力斜截面上的剪應(yīng)力)等于橫截面上正應(yīng)力的一半等于橫截面上正應(yīng)力的一半 m ax;27-2 承受內(nèi)壓力的圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算承受內(nèi)壓力的圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算第三強(qiáng)度理論：材料發(fā)生塑性流動或剪斷破壞時(shí)，是由于載荷在任意一點(diǎn)(最危險(xiǎn)點(diǎn))的最大剪切應(yīng)力 達(dá)到單向拉伸時(shí)材料的最大剪應(yīng)力極限值。許用剪應(yīng)力 與單向拉伸的許用拉應(yīng)力 關(guān)系為：強(qiáng)度條件為：受壓元件的應(yīng)力分析未減弱圓

6、筒形元件強(qiáng)度計(jì)算公式： 13maxwwlwl22;22nPDPDSorSPP max 2max應(yīng)力分析切向應(yīng)力切向應(yīng)力 ； MPa軸向應(yīng)力 ； MPa徑向應(yīng)力 內(nèi)壁： 外壁：分析 ， 均為拉應(yīng)力，均為拉應(yīng)力， 為壓應(yīng)力為壓應(yīng)力 ，且，且 , 為沿壁厚的變量，且在內(nèi)壁上的絕對值最大，為沿壁厚的變量，且在內(nèi)壁上的絕對值最大， 為常為常量。量。lPDlSn12SPDn21224nnDPSDSPDn42Pmax30min322min3max33P123212321123w 取用壁厚w 應(yīng)用條件被減弱的圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算w 孔橋減弱無減弱判定橫向 、縱向 、斜向w 焊縫減弱w 取值w 強(qiáng)度計(jì)算公式鍋筒

7、管子和集箱取用壁厚 wminwl2;2ywySPDSSSCC PPDS;1.21.52.0wnDD、02 ()pjntdDS Sdhminmin,2 ,dh minminmin22nLwLLPDSPPDSPSSSC2022-4-197-2 承受內(nèi)壓力的圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算承受內(nèi)壓力的圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算7-2 承受內(nèi)壓力的圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算承受內(nèi)壓力的圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算w減弱系數(shù)：在無減弱情況下將許用應(yīng)力打個(gè)折扣焊縫減弱 ：對焊接工藝的不信任程度，與焊接方法、工藝、坡口形式、殘余應(yīng)力有關(guān)孔橋減弱：w無減弱判定w橫向 、縱向 、斜向取值w附加壁厚：C=C1+C2腐蝕減薄C1=0.5mmC2=

8、負(fù)偏差+工藝減薄量壁厚限制S6mm；脹接12mm02()pjntdDS Sdhminmin,2,dhw附加壁厚C=C1+C2腐蝕減薄C1=0.5mmC2負(fù)偏差+工藝減薄量對于鍋筒：壁厚限制S6mm；脹接12mm2022-4-197-2 承受內(nèi)壓力的圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算承受內(nèi)壓力的圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算7-3 承受內(nèi)壓力的封頭強(qiáng)度計(jì)算承受內(nèi)壓力的封頭強(qiáng)度計(jì)算凸形封頭w 計(jì)算公式w 開孔要求2m in1221262nLnnLP DYSPDYhSSSCCCC論頭數(shù)理壁 厚 ：封系：取 用 壁 厚 ：附 加 壁 厚 ：圓形平端蓋min1min21LnLnPSKDSSSPKD論計(jì)計(jì)壓理算壁厚：取用壁厚：最

9、高算力：2022-4-197-3 承受內(nèi)壓力的封頭強(qiáng)度計(jì)算承受內(nèi)壓力的封頭強(qiáng)度計(jì)算7-4孔的加強(qiáng)孔的加強(qiáng)w單孔加強(qiáng)w未加強(qiáng)孔的最大開孔直徑w 3 w單孔的加強(qiáng)等截面積加強(qiáng)原則F1 起加強(qiáng)作用的焊縫面積mm2F2 起加強(qiáng)作用的管接頭多余面積mm2F3 起加強(qiáng)作用的墊板面積mm2F4 起加強(qiáng)作用的筒體多余面積mm2加強(qiáng)所需面積的2/3布置在離孔邊1/4孔徑的范圍內(nèi) sss8.1310.42nnyyPDdDSP S ；強(qiáng)加1234FFFFFw孔橋的加強(qiáng)管接頭加強(qiáng)允許的最小孔橋減弱系數(shù)最大允許當(dāng)量直徑加強(qiáng)原則 43w1121ddddtdtdtK縱橋橫橋橋向 孔：向 孔：斜 向 孔： 120ydFFFdSS7-4 孔的加強(qiáng)孔的加強(qiáng) 壁厚增大壁厚增大 安全系數(shù)提高安全系數(shù)提高介介質(zhì)質(zhì)壓壓力力引引起起的的應(yīng)應(yīng)力力下下降降疲疲勞勞壽壽命命增增長長高