我對GB／T9222-2008理解貫

1、GB/T9222-2008水管鍋爐受壓元件強度計算標準宣貫2008-8-181、標準重要性2、標準的版本演變3、修訂過程4、修訂小組成員5、修訂原則6、標準適應范圍7、元件計算壁溫8、主要修訂內容9、計算時需特別注意的幾個問題主要內容 GB/T9222標準是我國鍋爐技術標準體系中的一個主導性標準，經國家安全技術法規(guī)蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程和熱水鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程指定作為鍋爐受壓元件強度計算標準，因此，該標準具有強制性，我國的水管鍋爐受壓元件必須滿足GB/T9222。 標準重要性本標準所代替的歷次版本發(fā)布情況為：1、DZ 173-62水管鍋爐受壓元件強度計算暫行規(guī)定；2、JB 2194-77水

2、管鍋爐受壓元件強度計算；3、GB/T 9222-1988水管鍋爐受壓元件強度計算；4、GB/T 9222-2008水管鍋爐受壓元件強度計算。 標準的版本演變1、2001年國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局下達了2001年制修訂國家標準項目計劃（三），GB/T 9222-88標準被列入該修訂計劃，項目編號為T-604D-2001-070，要求完成年限是2002年。2、2002年11月27日召開標準修訂小組成立和第一次工作會議。3、2007年1月標準送審稿通過審查會議專家代表的審查。4、2007年3月標準報批稿完成，送秘書處上報。5、2008年1月頒布，2008年7月實施。修訂過程 修訂小組組成1、上海發(fā)電

3、設備成套設計研究院 2、武漢鍋爐股份有限公司3、東方鍋爐(集團)股份有限公司4、哈爾濱鍋爐廠有限責任公司5、無錫華光鍋爐股份有限公司6、上海鍋爐廠有限公司 7、發(fā)電設備國家工程研究中心8、上海工業(yè)鍋爐研究所9、國電熱工研究院10、杭州鍋爐集團有限公司11、四川鍋爐廠12、上海四方鍋爐廠 13、濟南鍋爐集團有限公司參加本標準起草的特邀專家顧問有：李之光、劉福仁、黃乃祉、陳濟榕、肖忠華、張慶江、吳如松。 修訂原則nGB/T 9222標準是我國鍋爐標準體系中的一個重要標準，標準修訂必須反映我國在水管鍋爐受壓元件設計、制造等方面所取得的經驗和成果，修改標準使用中發(fā)現的問題，促進我國鍋爐行業(yè)的發(fā)展。n本

4、標準修訂原則為：著重解決生產實踐中反映較為集中而急需解決的，且技術上已成熟的問題。引入標準的內容，必須技術可靠并切實可行。標準修訂力求安全性、經濟性并重，使新版標準符合我國鍋爐技術發(fā)展的需要，修訂工作主要針對用戶反映比較強烈，急需修訂和增補的內容開展工作。標準適應范圍n本標準規(guī)定了水管鍋爐受壓元件的強度計算方法、結構和材料要求及材料許用應力；提供了決定元件最高允許計算壓力的驗證試驗、計算方法。n本標準適用于額定壓力不低于0.10 MPa的固定式水管蒸汽鍋爐和固定式水管熱水鍋爐的受壓元件，包括鍋筒筒體、集箱筒體、管子、鍋爐范圍內的管道、凸形封頭、平端蓋及蓋板和異形元件。n按本標準計算的鍋爐受壓元

5、件，其設計、制造、安裝、使用、修理及改造，應符合蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程、熱水鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程及有關鍋爐制造技術條件及標準。標準適應范圍1、鍋筒筒體壁厚公式適用范圍：L1.3。2、水、汽水混合物或飽和蒸汽集箱筒體壁厚公式適用范圍： L1.5；過熱蒸汽集箱筒體壁厚公式適用范圍： L2.0。3、Pe2.5MPa的不絕熱鍋筒筒體，置于煙溫900的煙道或爐膛內 ，其壁厚26mm；置于煙溫600900的煙道或爐膛內 ，其壁厚30mm。4、 Pe 2.5MPa的鍋爐，不絕熱集箱筒體的壁厚，置于煙溫900的煙道或爐膛內 ，其壁厚30mm；置于煙溫600900的煙道或爐膛內 ，其壁厚45mm。5、Pe 2

6、.5MPa的鍋爐，不絕熱集箱和防焦箱筒體的壁厚，置于煙溫900的煙道或爐膛內 ，其壁厚15mm；置于煙溫600900的煙道或爐膛內 ，其壁厚20mm。元件計算壁溫n元件計算壁溫，取元件內外壁溫算術平均值中的最大值。n確定計算壁溫時，鍋爐出口過熱蒸汽溫度在允許范圍內的波動不予考慮。n若元件的計算壁溫低于250時，取250。n受壓元件的計算壁溫可按表4表6選取或按5.4.3中公式計算。主要修訂內容-標準結構n新標準嚴格按GB/T1.1，1.2要求編寫，標準格式更為規(guī)范，標準內容更為完整，標準使用更加方便。如：增加了前言、范圍、規(guī)范性引用文件、術語和定義等幾大章節(jié)。將鍋筒開孔減弱系數條款的描述方法作

7、了調整。主要修訂內容-國內材料n增加、調整部分國內鍋爐常用材料的基本許用應力。增加的國內常用鍋爐材料有：nQ235、20MnG、25MnG、15MoG、20MoG、12Cr2MoG、1Cr18Ni9、10Cr9Mo1VNb、19Mng、1Cr19Ni11Nb、22Mng、13MnNiMoNbg。n鋼板按厚度規(guī)格給出許用應力。主要修訂內容-國內材料新標準中所包含材料的標準鋼管：n GB/T 8163-1999 輸送流體用無縫鋼管n GB 3087-1999 低中壓鍋爐用無縫鋼管n GB 5310-1995 高壓鍋爐用無縫鋼管鋼板：n GB/T 3274-1988 碳素結構鋼和低合金結構鋼 熱軋厚

8、鋼板和鋼帶n GB 713-1997 鍋爐用鋼板主要修訂內容-國內材料對材料的要求1、符合GB 713-1997、GB 3087-1999、GB/T 3274-1988、GB 5310-1995、GB/T 8163-1999和鍋爐行業(yè)有關材料采購規(guī)范的規(guī)定；2、受壓元件的板材應具有良好的塑性，其伸長率應不小于18% ；3、符合蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程或熱水鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程的有關規(guī)定。對未列材料的處理1、按鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程有關規(guī)定要求進行試驗，包括材料的性能試驗、工藝試驗以及制品性能檢驗和試驗；2、提交鍋容標委進行審查，并報國家質檢總局和地方質量管理部門備案。主要修訂內容-國外材料n增加

9、部分國外鍋爐常用材料的基本許用應力。增加的國外常用鍋爐材料有：1、美國ASME的SA-106B、SA-210C、SA-209T1a、T12、T22、T91/P91、TP304H、TP347H、T23、Super304、TP310HCbN。2、德國15Mo3、WB36。3、歐洲15NiCuMoNb5-6-4。n引進材料（如ASME）按我國的規(guī)則給出許用應力。主要修訂內容-許用應力修正系數n調整個別元件的基本許用應力修正系數。 將原標準表2注2的“對于額定壓力不小于13.7MPa的鍋爐鍋筒，值取為0.90?！毙薷臑楸緲藴时?注1的“對于額定壓力不小于16.7MPa的鍋筒和封頭，值取0.95?！保@

10、是根據長期積累的設計、制造和運行經驗，針對鍋筒筒體和封頭的許用應力取值作的修改。這樣修改后，對于額定壓力不小于16.7MPa的鍋筒，許用應力取值提高了5.5%；而對于額定壓力不小于16.7MPa的封頭，許用應力取值降低了5.0%。主要修訂內容-鍋筒、集箱一、元件厚度組成： 為明確各個厚度的確切含義，避免以往設計、制造、檢驗和監(jiān)造人員對厚度含義的不同理解而出現的概念混淆，本標準對厚度重新作了統(tǒng)一定義：1、理論計算厚度：理論計算公式確定的受壓元件需要厚度。2、成品最小需要厚度：理論計算厚度與腐蝕附加厚度之和。3、設計計算厚度：成品最小需要厚度加上厚度負偏差和工藝厚度減薄值后的厚度。4、取用厚度：簡

11、稱“厚度”，系設計計算厚度向上圓整至某一材料標準規(guī)格后選用的厚度，即圖樣標注厚度。5、有效厚度：取用厚度減去腐蝕附加厚度、工藝厚度減薄值和厚度負偏差三者之和的厚度。主要修訂內容-鍋筒、集箱1. 筒體理論計算厚度 2. 成品最小需要厚度3. 設計計算厚度4. 取用厚度ppD2minnL1LminCCLss 計算公式： 主要修訂內容-鍋筒、集箱n此次修訂增加了成品最小需要厚度這一術語概念，與88版標準相比較，這是一個非常清晰準確的概念，對于工程設計和產品制造監(jiān)檢驗收有特別指導作用，n從工程設計角度講，該厚度是滿足受壓元件強度安全要求的最低指標，只要產品實測壁厚不小于該數值，該產品就是安全合格的。

12、n從產品制造角度講不論采用何種工藝方法，最終必須保證完工后的產品不小于壁厚安全線；n從產品監(jiān)檢驗收講，成品最小需要厚度的概念明確了產品判斷合格依據。在以往的第三方監(jiān)檢過程中，監(jiān)檢人員經常為完工產品的壁厚實測值小于強度計算書中的最小需要壁厚而對產品判廢，這雖然是因非強度安全專業(yè)人員的局限所致，也反映了88版標準定義不清晰而導致的不必要的誤會和糾紛。 主要修訂內容-鍋筒、集箱二、擴大了鍋筒計算公式的適用范圍：n88版鍋筒筒體壁厚計算公式適用于L1.2，隨著鍋爐參數的高等級發(fā)展，出現了一些鍋爐鍋筒的l值不滿足要求的現狀。如某300MW鍋爐采用SA-299材料制造的鍋筒，工作壓力19.65Mpa，內徑

13、Dn=1743，用GB/T9222-88計算，S=210， L =1.24，超出了公式適用范圍。為了適應國內一大批生產亞臨界等級鍋爐和發(fā)展超臨界鍋爐的需要，在確保強度安全的前提下，經過可行性分析證明，將鍋筒筒體壁厚計算公式的適用范圍由L 1.2改為L 1.3。 主要修訂內容-鍋筒、集箱三、設計附加壓力n修改鍋爐出口設計附加壓力的取值方法。n新版標準將鍋爐額定壓力分級，直接引用1996版蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程中有關安全閥額定壓力的規(guī)定值，設計附加壓力的具體計算方法為：主要修訂內容-鍋筒、集箱四、附加厚度的分類與取法（6.5條）n本次修訂對鍋筒、集箱、管子、封頭等受壓元件的將附加厚度細分為： 腐

14、蝕附加厚度C1， 工藝減薄附加厚度C2， 鋼板負偏差附加厚度C3；n原標準將工藝減薄鋼板負偏差兩個附加厚度合在一起用C2表示，附加厚度類別不清晰，也不方便敘說使用。特別是對彎制管件的厚度計算。主要修訂內容-鍋筒、集箱四、附加厚度的分類與取法（6.5條）n鍋筒的工藝減薄取值C2由制造廠實際情況確定，主要是各制造廠工藝方法和水平不同，有些制造廠通過一些工藝措施，如冷卷、涂防氧化涂料等，能保證卷制鍋筒壁厚的減薄量很??；對于一些小的鍋筒，如工廠沒有采取特別的保護方法，可以按標準推薦的數據（新老標準數據沒有變化），僅僅是將原來的產品壓力分類直接用壓力數值來表示。主要修訂內容-鍋筒、集箱五、修改對Pe2.

15、5Mpa、不絕熱鍋筒集箱筒體（在煙溫超過900的煙道或爐膛內）最大允許壁厚的限制(表9、表12)。n將不絕熱筒殼最大允許壁厚由原來的20mm提高到26mm。n將在煙溫大于900的煙道或爐膛內不絕熱集箱最大允許壁厚由原來的10mm提高到15mm.主要修訂內容-鍋筒、集箱六、修改部分高壓鍋筒筒體圓度的控制值(表10)。n本標準首先將原標準表9中的高壓、中低壓鍋爐直接用鍋爐額定壓力來區(qū)分：3.8 MPa 的為高壓鍋爐，3.8 MPa 的為中低壓鍋爐。對3.8 MPa 的高壓鍋爐，鍋筒筒體厚度的提高，增加了筒節(jié)卷制加工的難度，筒節(jié)的圓度要保證0.7%有一些難度。根據應力分類的設計原則，為確保鍋筒筒體的

16、強度，除要保證筒體的薄膜應力不大于材料的許用應力外，還要控制筒體內壁由于圓度引起的彎曲應力加上內壓應力的當量應力值不超過1.5。由于筒體存在一定的圓度時，在內壓力作用下產生的應力不僅與圓度有關，也與值相關。因此，經計算分析，對3.8 MPa 的高壓鍋爐，鍋筒筒體同一斷面最大內徑與最小內徑之差值的控制值，由原標準的“不限”條件改為按值分級，有條件地放寬：規(guī)定當1.10時，此差值控制在0.007；1.10時，此差值控制在0.010。主要修訂內容-鍋筒、集箱七、修改鍋筒筒體上開脹接管、集中下降管和其它焊接管管孔位置的規(guī)定（第6.10.2、6.10.3條）。n88版標準按87版鍋規(guī)規(guī)定“在焊縫上不應有

17、脹接管孔”，96鍋規(guī)對脹接管孔開孔位置限制有所放松，“脹接管孔不得開在鍋筒筒體的縱向焊縫上，同時應避免開在環(huán)向焊縫上”，因此新版標準規(guī)定了脹接管孔無法避免開在環(huán)向焊縫上時的減弱系數處理方法：“焊縫減弱系數與孔橋減弱系數的乘積。”n同樣，按96鍋規(guī)規(guī)定，集中下降管不得開在焊縫上，其他焊接管孔如不能避免需開在焊縫上時，減弱系數取焊縫減弱系數與孔橋減弱系數的乘積。主要修訂內容-鍋筒、集箱八、修改額定壓力大于2.5MPa的鍋筒筒體管接頭最小取用壁厚計算公式，取消對額定壓力小于2.5MPa的鍋筒筒體管接頭的最小取用壁厚限制（第6.10.4條）。n對管接頭最小壁厚的限制是為了提高管接頭根部的抗彎曲能力，避

18、免鍋爐元件運輸中接管因碰撞而斷裂或運行中熱膨脹帶來的接管根部彎曲應力增大造成裂紋，管接頭（連接受熱面管子的除外）的最小壁厚在任何情況下不得小于0.04dW+2.5mm，該規(guī)定是根據ISOR831標準引入88版的。由于ISOR831已經廢止，實際應用中Pe2.5MPa的鍋爐管接頭彎曲應力很小，本次修訂僅對Pe2.5MPa的鍋爐鍋筒管接頭厚度加以限制，“對于額定蒸汽壓力大于2.5MPa的鍋爐不應小于0.015dw+3.2mm”，該公式取自EN12952。經計算比較，按新公式計算，當dw28mm時壁厚增加小于88版標準公式計算值。主要修訂內容-鍋筒、集箱九、修改圓弧形集箱的斷面最大允許圓度劃分方法及

19、圓度值(1988版3.9.1表13；本版7.10.1表13)。n圓弧形集箱的斷面圓度主要與彎管彎曲半徑有關，其它影響因素有彎管工藝方法、彎管尺寸特性（/d）及彎管材質，且行業(yè)有關制造標準中，斷面最大允許圓度也是按R/DWW來劃分的。故本標準將原標準以工作壓力來劃分圓弧形集箱的斷面最大允許圓度改為以R/DWW來劃分。n原標準對圓弧形集箱斷面最大允許圓度的限制值的規(guī)定比較嚴，根據對部分制造廠現有狀況的調查及參考行業(yè)有關制造標準，本標準規(guī)定：在2.54.0范圍內，斷面最大允許圓度規(guī)定為10%；當4.0時，該值為5%。主要修訂內容-管子和鍋爐范圍內管道n修改彎管理論計算厚度公式（直管與彎管分開計算）。

20、n新版標準給出了彎管外側理論厚度計算公式，將彎管外側最小壁厚從取用厚度中區(qū)分出來，為質量檢驗提供方便。n為保證彎管內弧強度新版標準仍然沿用88版增加彎管工藝附加壁厚方法。主要修訂內容-凸形封頭n修改了封頭理論計算厚度和校驗時最高允許計算壓力的計算公式使用條件：封頭理論計算厚度與內徑之比由 0.1改為0.15（第9.2.3條）。n修改了工藝減薄附加厚度值（表16）。n修改了封頭取用厚度的限制值（第9.2.9條） 。n增加了封頭上開孔應滿足的條件（第9. 3條）。主要修訂內容-平端蓋及蓋板n增加了平端蓋型式(表17序號5)，序號6端蓋型式的適用范圍加大。n蓋板設計厚度增加了結構特性系數K（第10.

21、3.1條, 88版直接取為0.55），根據蓋板形式分別取0.50、0.55、0.45（第10.3.4條）。主要修訂內容-孔的補強主要修正內容:n關于未減弱集箱筒體的內徑Dn和補強管接頭內徑dn定義的修正。 原版標準中，補強計算的鍋筒筒體、集箱筒體、補強管接頭內徑Dn均以名義內徑表示。 集箱筒體Dn=Dw-2 補強管接頭 dn=dw-21 新版修改為 集箱筒體Dn=Dw-2y 補強管接頭 dn=dw-21y 新版標準用有效壁厚代替上式中的名義壁厚，剔除了壁厚附加量的影響，更趨安全。主要修訂內容-孔的補強n增加了孔的補強結構型式（圖20 a），并規(guī)定只適用于額定壓力不大于2.5MPa的鍋爐，同時a

22、)的結構型式適用于不受熱鍋筒筒體。另外11.4條 孔的補強計算還規(guī)定a)型結構的補強計算方法視同d)型整體焊接結構處理。n原因：考慮小鍋爐的需要。主要修訂內容-孔的補強n對未減弱筒體的理論計算厚度和補強管接頭的理論計算厚度的修改 88版中 S0=PDn/2-P; S01=Pdn/21-P 08版 對于鍋筒筒體：0=PDn/2-P 對于集箱筒體：0=P(Dw-2y)/2-P 對于管接頭： 10=P(dw-21y)/21-P 主要修訂內容-孔的補強n完善了單孔補強孔橋的補強方法。 11.5.1條孔橋相鄰兩孔中一個孔的直徑大于未補強孔的最大允許直徑，應在滿足11.5.2條中的a、b要求下，按11.4

23、條補強，當兩孔節(jié)距S小于兩孔直徑之和時，11.4.3條中的有效寬度b=2(s-d1), d1為兩孔中的小孔直徑。補強后，該孔在該孔橋中按無孔處理。 根據11.5.1, 相應的 表19 A4計算中的dn修改為 b-dn，b為有效補強寬度。主要修訂內容-孔的補強n增加了相鄰管接頭結構、尺寸不同的孔橋補強應符合的條件（第11.5.4條）。 A1+A2+A1+A2”(A+A)/S。-2dd)Sy n原因：原版標準中只給出相鄰管接頭結構、尺寸相同的孔橋的補強條件，而筒體上相鄰管孔孔徑大小、管接頭結構不同是普遍存在的，所以本標準明確了相鄰管接頭結構、孔徑不同的孔橋補強面積計算方式。主要修訂內容-異形元件增

24、加熱擠壓三通計算方法 n引進型機組大量使用了新型熱擠壓三通，以引進技術設計的熱擠壓三通厚度簿、經濟性最好。熱擠壓三通制造方法是采用直徑補償方法，將大口徑無縫鋼管加熱，經十套左右的模具擠壓而成。這種熱擠壓三通成型好，流動阻力小，正越來越廣泛地應用于電站鍋爐管道中，且大有取代其他三通之勢。n美國ASME B31.1動力管道有整體補強的擠壓翻邊出口接頭的強度計算方法，該方法為等面積補強法。成型要求比引進技術低，但比引進技術保守。n新版標準熱擠壓三通計算方法基本是應用整套引進技術，只是計算公式為保持與標準形式一致，作了偏于保守的簡化。對于DW660 mm的熱擠壓三通，計算公式比引進公式計算的厚度增加0

25、11%；對于DW 660 mm的熱擠壓三通，比引進公式計算的厚度增加012%。主要修訂內容-有限元應力分析n明確將有限元應力分析作為計算確定元件最高允許計算壓力的方法n隨著電子計算機技術的普及和提高，使用有限元計算分析程序對復雜結構的應力進行分析和計算變得越來越方便，也越來越經濟。因此，本標準增加了應力分析計算確定元件最高允許計算壓力的方法，并規(guī)定：使用有限元應力計算分析程序的設計單位應對分析設計的條件的準確性和完整性予以確認，對設計文件的條件的準確性和完整性負責。計算時需特別注意的幾個問題一、許用應力和計算壁溫 n許用應力計算公式： 。 標準中表1、表2和表B.1列入的材料的基本許用應力 按

26、表取值。標準5.3.5條規(guī)定：基本許用應力表中相鄰計算壁溫數值之間的 用算術內插法確定，但需舍棄小數點后的數字。因此，根據表中數據，可以用算術內插法確定計算壁溫在20和250之J JJ計算時需特別注意的幾個問題 間的任意計算壁溫下的基本許用應力。但是，這在實際的計算中是不會用到的。因為，標準5.4.1條規(guī)定：若受壓元件的計算壁溫低于250時，取250。這就是說，不管是固定式水管蒸汽鍋爐或是固定式水管熱水鍋爐的受壓元件計算壁溫都不能低于250。 計算時需特別注意的幾個問題二、計算壓力和工作壓力 n通常計算壓力公式： 工作壓力，MPa； 設計附加壓力，MPa。 但是，對于再熱蒸汽集箱筒體、管子、端

27、蓋、封頭、三通等，計算壓力公式： agpppgpapg15. 1pp 計算時需特別注意的幾個問題 鍋爐在額定壓力時再熱蒸汽集箱、管子、端蓋、封頭或三通中介質的工作壓力。n另外，圖紙中的設計壓力，就是指計算壓力。n除特別注明外，標準中的壓力均指表壓。而在使用水蒸汽表查溫度時用的壓力是指絕對壓力。gp計算時需特別注意的幾個問題三、計算公式的適用范圍n筒體、管子或管道厚度的計算公式是在薄壁圓筒的假設基礎上推導出來的，實質上是控制了圓筒形元件厚度上的平均應力的大小，從元件的安全角度來講，圓筒形元件內壁是不允許出現大面積屈服的，因此，必須對圓筒形元件的L值作出限制。在設計計算和校核計算時，我們要時刻注意這一點。 計算時需特別注意的幾個問題不同元件 的限制L 鍋筒筒體 集箱 筒體 對于水、汽水混合物或飽和蒸汽集箱筒體 對于過熱蒸