第7章(完)锅炉受压元件强度计算课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,7-1,锅炉受压元件强度计算参数的确定,7-2,承受内压力的圆筒形元件的强度计算,7-3,承受内压力的封头强度计算,7-4,孔的加强计算,2024/8/29,第,7,章 锅炉受压元件强度计算,本章主要内容,7-1 锅炉受压元件强度计算参数的确定2023/9/4第7,1,第7章 锅炉受压元件强度计算,概述,强度的定义：,在规定的寿命内，在正常的运行条件下，受压元件不失效的能力,锅炉的工作条件：,高温、高压、腐蚀、磨损,承受的载荷：,介质压力、附加荷载、温度应力、工艺应力,锅炉受压元件可能的失效形式：,低周（塑性）疲劳破坏：机械应力和热应力,焊缝，水垢,高周（弹性）疲劳破坏：交变热应力,汽水分界面,塑性破坏：超压,蠕变破坏：高温条件下，变形随时间不断增加的现象,苛性脆化：,晶间腐蚀、腐蚀沿着金属晶粒的边界进行,结构失稳：,应力松弛：法兰连接、胀接，随时间应力减少的现象,腐蚀破坏,第7章 锅炉受压元件强度计算概述,2,第7章 锅炉受压元件强度计算,锅炉强度计算的目的：安全性和经济性的,最优化问题,标准：,水管锅炉受压元件强度计算（GB9222）,锅壳锅炉受压元件强度计算（GB/T16508,）,确保锅炉安全可靠运行的措施,根据国家或有关法规，对现有锅炉进行受压元件的检测及强度校核计算；,根据强度计算结果及经济性，合理的选用材质计合理的壁厚；,根据以上条件确定锅炉安全可靠运行的工作条件,第7章 锅炉受压元件强度计算锅炉强度计算的目的：安全性和经济,3,基本概念,7.1.1许用应力与安全系数,要求：屈服极限（强度极限）、蠕变极限（持久极限）,蠕变：高温恒压、塑变,持久强度：在规定时间内（,10,5,h）不发生蠕变破裂的最大应力,我国强度指标,计算温度时的屈服极限,s,常温（20,）的抗拉强度,b,计算温度时的持久强度,安全系数：材料本身的强度特性与实际元件真实的强度特性间的差异（裕度），,n,s,=1.5、,n,s,=2.7、,n,D,=1.5,基本许用应力：,许用应力,2024/8/29,7-1,锅炉受压元件强度计算参数的确定,基本概念2023/9/47-1 锅炉受压元件强度计算参数的,4,7.1.2计算壁温,确定 依据，取最高温处内外壁平均温度,t,bi,250,7.1.3计算压力：表压MPa,2024/8/29,7-1,锅炉受压元件强度计算参数的确定,7.1.2计算壁温2023/9/47-1 锅炉受压元件强度,5,7-2 承受内压力的圆筒形元件的强度计算,强度计算公式,受力分析,：,1,、,2,、,3,第三强度理论：,对于像低碳钢这一类的塑性材料,在单向拉伸试验,时材料就是沿斜截面发生滑移而出现明显的屈服现象的。这时试件,在横截面上的正应力就是材料的屈服极限，而在试件斜截面上的最,大剪应力(即45斜截面上的剪应力)等于横截面上正应力的一半,7-2 承受内压力的圆筒形元件的强度计算强度计算公式,6,7-2 承受内压力的圆筒形元件的强度计算,第三强度理论,：,材料发生塑性流动或剪断破坏时，是由于载荷在任意一点(最危险点)的最大剪切应力 达到单向拉伸时材料的最大剪应力极限值。,许用剪应力 与单向拉伸的许用拉应力 关系为：,强度条件为：,受压元件的应力分析,未减弱圆筒形元件强度计算公式：,7-2 承受内压力的圆筒形元件的强度计算第三强度理论：材料,7,应力分析,切向应力,；,MPa,轴向应力,；,MPa,径向应力,内壁：,外壁,：,分析,， 均为拉应力， 为压应力,，且, 为沿壁厚的变量，且在内壁上的绝对值最大， 为常量。,应力分析,8,第7章(完)锅炉受压元件强度计算课件,9,第7章(完)锅炉受压元件强度计算课件,10,第7章(完)锅炉受压元件强度计算课件,11,第7章(完)锅炉受压元件强度计算课件,12,取用壁厚,应用条件,被减弱的圆筒形元件的强度计算,孔桥减弱,无减弱判定,横向 、纵向 、斜向,焊缝减弱,取值,强度计算公式,锅筒,管子和集箱,取用壁厚,2024/8/29,7-2,承受内压力的圆筒形元件的强度计算,取用壁厚2023/9/47-2 承受内压力的圆筒形元件的强,13,7-2 承受内压力的圆筒形元件的强度计算,减弱系数：在无减弱情况下将许用应力打个折扣,焊缝减弱,：,对焊接工艺的不信任程度，与焊接方法、工艺、坡口形式、残余应力有关,孔桥减弱：,无减弱判定,横向 、纵向 、斜向,取值,附加壁厚：C=C,1,+C,2,腐蚀减薄C,1,=0.5mm,C,2=,负偏差+工艺减薄量,壁厚限制S,6mm；,胀接,12mm,7-2 承受内压力的圆筒形元件的强度计算减弱系数：在无减弱,14,附加壁厚C=C,1,+C,2,腐蚀减薄C,1,=0.5mm,C,2,负偏差+工艺减薄量,对于锅筒：壁厚限制S,6mm；,胀接,12mm,2024/8/29,7-2,承受内压力的圆筒形元件的强度计算,附加壁厚C=C1+C22023/9/47-2 承受内压力的,15,7-3 承受内压力的封头强度计算,凸形封头,计算公式,开孔要求,7-3 承受内压力的封头强度计算凸形封头,16,圆形平端盖,2024/8/29,7-3,承受内压力的封头强度计算,圆形平端盖2023/9/47-3 承受内压力的封头强度计算,17,7-4孔的加强,单孔加强,未加强孔的最大开孔直径,3,单孔的加强,等截面积加强原则,F,1,起加强作用的焊缝面积mm,2,F,2,起加强作用的管接头多余面积mm,2,F,3,起加强作用的垫板面积mm,2,F,4,起加强作用的筒体多余面积mm,2,加强所需面积的2/3布置在离孔边1/4孔径的范围内,7-4孔的加强单孔加强,18,孔桥的加强,管接头加强允许的最小孔桥减弱系数,最大允许当量直径,加强原则,7-4,孔的加强,孔桥的加强7-4 孔的加强,19,第7章(完)锅炉受压元件强度计算课件,20,第7章(完)锅炉受压元件强度计算课件,21,壁厚增大,安全系数提高,介,质,压,力,引,起,的,应,力,下,降,疲,劳,寿,命,增,长,高,温,蠕,变,寿,命,增,长,均,匀,磨,损,寿,命,增,长,磨,损,寿,命,延,长,温,度,应,力,增,加,热,疲,劳,寿,命,缩,短,受,压,元,件,构,架,钢,耗,增,加,工,艺,加,大,有利因素,不利因素,一般情况下安全性上升，有时会下降,壁厚增大 安全系数提高介疲高均磨温受工有利因素不利因素一般,22,