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发布时间：2023-12-10 13:22:33 来源：文档文库
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２０１Ｏ年３月 第３期（总第１３６期） 广西轻工业 ＧＵＡＮＧＸＩ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＧＨＴ ＩＮＤｕｓＴＲＹ 机械与电气 锅炉受压件上耳板的强度计算方法 曹振涛 ，吴倩 （１．ＡＬＳＴＯＭ武汉锅炉股份有限公司工程中心，湖北武汉４３０２０５；２．湖北省锅炉压力容器检验研究所，湖北武 汉４３００７７） 【摘 要】 介绍了锅炉锅炉受压件上耳板的强度计算方法，采用ＷＲＣ１０７校核集箱耳板处应力的方法。 【关键词】 －ｇ－ｔ０．￣强度计算；ｗＲｃ１０７；ｃＡＥｓＡＲ；ＩＩ软件 【中图分类号】Ｕ４４１．５ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００３—２６７３（２０１０）０３—３４—０２ １概述 随着我国国民经济的不断进步和发展，电站锅炉的容量也 不断增大，同时对锅炉的安全性能的要求也越来越高。通常我 们都只重视对锅炉受压元件的设计、制造和检验，而忽视了对 受压元件上的受力结构件的强度计算和设计工作。事实上大型 电站锅炉为防止热膨胀的影响，均采用全悬吊结构。整个锅炉 主体都通过吊杆装置系统将载荷传递到炉顶构架上，吊杆与受 压件的连接通常采用焊接耳板和Ｕ型箍吊架结构，其承载能力 内容：（１）集箱（管道）耳板的强度计算；（２）集箱（管道）耳板 的焊缝强度计算；（３）集箱（管道）耳板处的许用局部弯曲应力 的校核。 ４耳板强度计算的方法和步骤 我们以吊杆结构为例，介绍锅炉中最常用的方角环向耳板 的强度计算方法和步骤。本节所用公式符号说明：ｂ：耳板计算 宽度，ａｍ；ｒｂｃ：耳板实际宽度，ａｍ；Ｄ：ｒ集箱外径，ｍｍ；ｄｅ：耳板开 的可靠性也直接影响到锅炉的安全性。 由于焊接耳板的具有结构简单牢固、刚性好、承载大、制造 安装方便、使用时不易产生变形和扭曲等优点，同时对增加集 箱（管道）的稳定性和控制管道的振（晃）动有一定的帮助，因而 孔直径，ｍｍ；Ｆｃ：计算载荷，Ｎ；ｈｓ：耳板计算剪切高度，ｍｍ；Ｐ：集 箱计算压力，ＭＰａ；ｔｒ：集箱理论计算壁厚，ｍｍ；８：耳板厚度， ｍｍ；８ ｃ：耳板实际厚度，ｍｍ；盯ｂ：销轴支承应力，ＭＰａ；【盯】：耳 板许用应力，ＭＰａ；［盯】ｊ：集箱许用应力，ＭＰａ；［ｃｒ】ｎ１：集箱许用局 部弯曲应力，ＭＰ。 ４．１集箱耳板的强度计算 （１）集箱耳板的宽度应同时满足以下条件： １ Ｃ 焊接耳板在锅炉受压元件上得到广泛使用。 ２耳板设计的注意事项 （１）耳板设计通常用于介质温度＜４００￣Ｃ碳钢（碳钼钢）的 集箱（管道）和介质温度￣＜４８０￣Ｃ合金钢的集箱（管道）上。当介 质温度＞４８０℃时，可选用Ｕ型箍吊架或管夹结构。另外，不锈 钢管道上不宜用焊接耳板结构。 （２）由于薄壁圆筒的周向（环向）应力是轴向应力的两倍， 因而集箱（管道）Ａｚ优先采用环向耳板，以提高耳板的承载能 力。 （３）对于公称外径Ｄ≥１３３ｍｍ的集箱（管道）而言，耳板 丽 而ｂ＝０．３６Ｄｈ 耳板的实际宽度ｂｃ＝ｂ＋４，其中ｂ选取应按上述二者公式 中的较大值。 （２）集箱耳板的厚度应同时满足以下条件： 销轴对孔的支承应力： ｏｒｂ ２［盯】 的厚度不得大于受压元件的公称厚度。 计算理论剪切高度： 。 （４）当耳板用碳钢（碳钼钢）厚度８≥１２ｍｍ或合金钢厚 度８≥８ｒａｍ时，必须按相关标准采用坡口型式焊接。 （５）目前，我国在锅炉受压元件上使用的耳板材料有： Ｆｃ 可 孔中心至边缘的实际距离Ｓ＝ｈｓ＋０．５ｄｅ＋６ Ｑ２３５Ａ、２０ｇ、１６Ｍｎｇ、１５ＣｒＭｏｇ、１２ＧｒｌＭｏＶｇ、Ｆ２２、Ｆ９１等。为了 便于热处理，选取耳板材料时，要注意与集箱（管道）材料的合 （３）根据结构确定孔边缘到耳板边缘的尺寸： ｂｃ－ｄｅ￣＜８ ８ ｃ 理搭配，避免材料级别较低在热处理过程中超出材料的相变温 度ＡＣ１。在设计选材前，可咨询热处理和焊接方面的技术人员。 ｈｓ＞０．６６７（ｂｃ－ｄｅ） ０．３５ｂｃ≤ｄｅ≤０．５５ｂｃ （４）同时要满足耳板与吊攀、吊攀下缘与耳板焊缝之间的 ３耳板强度计算的范围 由于锅炉受压元件通过吊杆装置将载荷传递到炉顶构架 上，根据其结构受力关系，完整的耳板强度计算范围包括以下 装配关系尺寸。 ４．２集箱耳板的焊缝强度计算（本文从略） 根据ＪＢ／Ｔ６７３４—９３（锅炉角焊缝强度计算方法》相关规定 【作者简介】曾振涛，锅炉设计２０年，参加多次国外应力分析技术培训，目前主要从事锅炉管道应力分析工作。 ３４
求解计算。 ４．３集箱耳板处许用局部弯曲应力的校核 ③打开Ｎｏｚｚｌ 