ICS 27.060.30 CCS J 98 中华人民共和国国家标准 GB/T16507.4—2022 代替GB/T16507.4—2013 水管锅炉 第4部分：受压元件强度计算 Water-tube boilers- Part 4 :Strength calculation of pressure parts 2022-10-01实施 2022-03-09发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T16507.4—2022 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 3 术语和定义 基本要求 4 许用应力 计算壁温 7 计算压力 8 减弱系数 9 元件厚度 10 计算厚度 11 开孔补强 12 厚度附加量 22 13 最高允许压力 23 14 附加应力校核 25 15 结构限制和要求 26 附录A（规范性） 锅筒低周疲劳寿命计算 33 附录B（规范性） 确定元件最高允许工作压力的试验和有限元分析验证法 40 附录C（规范性） 设计附加压力（△p。）取值 44 附录D(资料性) 工艺附加厚度取值 45 附录E（资料性） 开孔减弱截面的抗弯截面模量（Wx）的近似算法 47 参考文献 GB/T16507.4—2022 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起章规则》的规定 起草。 本文件为GB/T16507《水管锅炉》的第4部分。GB/T16507已经发布了以下部分： 第1部分：总则； 第2部分：材料； 一第3部分：结构设计； 一第4部分：受压元件强度计算； 第5部分：制造； 一第6部分：检验、试验和验收； 一一第7部分：安全附件和仪表； 一第8部分：安装与运行。 本文件代替GB/T16507.4一2013《水管锅炉第4部分：受压元件强度计算》，与GB/T16507.4- 2013相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下： 更改了受压元件的范围，增加了启动（汽水）分离器（见第1章，2013年版的第1章）； 更改并增加了本部分用到的术语和定义（见第3章，2013年版的第3章）； 一 一更改了低周疲劳寿命计算的使用范围，允许启动（汽水）分离器参照使用（见4.2，2013年版的 4.2); 一增加了相邻温度之间的材料许用应力值用算术内插法确定和材料许用应力值应舍去小数点后 的数字的规定（见5.2.1）； 更改了确定计算压力的相关条款（见7.3，2013年版的7.3）； 增加了凸形封头开孔补强计算规定（见10.3.8、11.2、11.3.6、11.5.6、11.5.8）； 一增加了承受外压的凸形封头的计算方法（见10.3.9）； 一增加了弯管或弯头和圆弧形集箱筒体计算厚度公式的适用范围（见10.6.5）； 一增加了开孔补强接管的焊缝高度规定（见11.4.2、11.5.8）； 更改了三通的尺寸要求（L1、hmin、r）、规格范围、结构要求（见15.3.1215.3.28，2013年版的 16.3.18~16.3.37)； 删除了凸型封头人孔密封面切口部位径向最小剩余厚度的规定（见2013年版的16.3.11）； 一更改了“锅简低周疲劳寿命计算”的内容（见附录A，2013年版的附录A)； 一更改了确定元件最高允许工作压力的验证法相关内容（见附录B，2013年版的第12章）。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国锅炉压力容器标准化技术委员会（SAC/TC262）提出并归口。 本文件起草单位：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司、哈尔滨锅炉厂有限责任公司、东方 电气集团东方锅炉股份有限公司、上海锅炉厂有限公司、北京巴布科克·威尔科克斯有限公司、武汉锅 炉股份有限公司、无锡华光环保能源集团股份有限公司、杭州锅炉集团股份有限公司、哈电发电设备国 家工程研究中心有限公司、四川川锅锅炉有限责任公司、济南锅炉集团有限公司、西安热工研究院有限 公司、中国特种设备检测研究院、江联重工集团股份有限公司。 本文件主要起草人：李立人、王慧文、张宇音、辛娜娜、骆声、许国华、朱清、林贞宇、赵伟民、王红方、 张强军、马红、钱林峰、吴祥鹏、盛建国、陈玮、毛荷芳、徐勇敏。 1 GB/T16507.4—2022 本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为： 1996年首次发布为GB/T16507—1996； 一 -2013年第一次修订时，将水管锅炉和锅壳锅炉内容分开，各由8个部分组成，水管锅炉为 GB/T16507.1—2013~16507.8—2013《水管锅炉》，锅壳锅炉为GB/T16508.1—2013~ 压元件强度计算》，同时本文件部分代替GB/T9222一2008《水管锅炉受压元件强度计算》 （GB/T9222—2008的历次版本发布情况为：GB/T9222—1988）； 一本次为第二次修订。 GB/T16507.4—2022 引言 GB/T16507《水管锅炉》是全国锅炉压力容器标准化技术委员会（以下简称“委员会”）负责制修订 和归口的锅炉通用建造标准之一。其制定遵循了国家颁布的锅炉安全法规所规定的安全基本要求，设 计准则、材料要求、制造检验技术要求、验收标准和安装要求均符合TSG11《锅炉安全技术规程》的相应 规定。GB/T16507为协调标准，满足TSG11《锅炉安全技术规程》的基本要求，同时也符合TSG91 《锅炉节能环保技术规程》的要求。GB/T16507旨在规范锅炉的设计、制造、检验、验收和安装，由8个 部分构成。 第1部分：总则。目的在于确定水管锅炉范围界定、锅炉参数、建造规范以及节能和环保等建 造水管锅炉的通用技术要求。 一第2部分：材料。目的在于确定水管锅炉受压元件和非受压元件、受力构件、锅炉钢结构和焊 接材料等的选材和用材要求。 一第3部分：结构设计。目的在于确定水管锅炉结构设计的基本要求、焊接连接要求、开孔和各 元（部）件的具体设计要求 一第4部分：受压元件强度计算。目的在于确定水管锅炉受压元件的计算壁温、计算压力、许用 应力取值及强度设计计算方法。 第5部分：制造。目的在于确定水管锅炉在制造过程中的标记、冷热加工成形、胀接、焊接和热 处理要求。 一第6部分：检验、试验和验收。目的在于确定水管锅炉受压元件和与其直接连接的承受载荷的 非受压元件的检验、试验和验收要求。 一第7部分：安全附件和仪表。目的在于确定水管锅炉安全附件和仪表的设置和选用要求 一第8部分：安装与运行。目的在于确定水管锅炉本体和锅炉范围内管道的安装、调试、质量验 收以及运行要求。 在满足TSG11《锅炉安全技术规程》所规定的基本安全要求的前提下，不禁止GB/T16507中没有特别 提及的技术内容。 GB/T16507不限制实际工程设计和建造中采用能够满足安全要求的先进技术方法。 对于未经委员会书面授权或认可的其他机构对标准的宣贯或解释所产生的理解歧义和由此产生的 任何后果，本委员会将不承担任何责任 II GB/T16507.4—2022 水管锅炉 第4部分：受压元件强度计算 1范围 本文件规定了水管锅炉受压元件强度计算的基本要求，许用应力、计算壁温、计算压力、减弱系数 元件厚度、计算厚度、开孔补强、厚度附加量、最高充许压力的设计计算方法，附加应力校核以及结构限 制和要求，并规定了确定元件最高允许工作压力的试验和有限元分析验证方法 本文件适用于GB/T16507.1界定的受压元件，包括锅筒筒体、启动（汽水）分离器筒体、集箱筒体、 管子、管道、弯管、弯头、圆弧形集箱筒体、凸形封头、平端盖及盖板和三通等元件。 2规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 本文件。 GB/T150.3 压力容器第3部分：设计 GB/T16507.1 水管锅炉 第1部分：总则 GB/T16507.2 水管锅炉 第2部分：材料 GB/T16507.3 水管锅炉 第3部分：结构设计 GB/T16507.5 水管锅炉 第5部分：制造 GB/T16507.6 水管锅炉 第6部分：检验、试验和验收 GB/T16507.7 水管锅炉 第7部分：安全附件和仪表 GB/T16507.8 水管锅炉 第8部分：安装与运行 DL/T695 电站钢制对焊管件 DL/T 5366 发电厂汽水管道应力计算技术规程 3 术语和定义 GB/T16507.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 腐蚀裕量 量corrosion allowance thickness SAG 设计使用期内，元件考虑腐蚀减薄需要的附加厚度 3.2 计算厚度 Erequired thickness 理论计算公式确定的受压元件厚度 注：必要时，计算厚度还计入其他载荷所需厚度。 3.3 设计厚度 designthickness 计算厚度与厚度附加量之和。 1 GB/T16507.4—2022 3.4 名义厚度 nominalthickness 设计厚度向上圆整至钢材标准规格的厚度。 注：即图样标注厚度 3.5 有效厚度effectivethickness 名义厚度减去腐蚀裕量、钢材厚度下偏差和工艺附加厚度后的厚度 3.6 厚度下偏差 lowertoleranceofthickness 材料标准规定的厚度允许下偏差负值的绝对值。 注：无负值取0。 3.7 工艺附加厚度 processadditionalthickness 元件在冲压、卷制或弯制过程中制造工艺所允许的材料厚度最大减薄值。 3.8 最小需要厚度 minimumrequiredthickness 元件承载计算压力、计算温度等载荷，并考虑