ASME规范强度计算对比分析(3)

算校核强度。ASME《规范》与我国GB9222－88的许用应力计算方法不同，详见ASME附件A－125。按ASME《规范》设计锅炉并使用中国材料20G、15CrMo、12Cr1MoV、12Cr2MoWTiB时，使用原一机部提供给ABB－CE的许用应力。

2.6 承受内压的圆筒形元件 2.6.1 计算公式的比较

（1）ASME《规范》与GB9222－88受内压的圆筒形受压件计算公式之理论依据不同，ASME《规范》为最大拉应力强度理论（第一强度理论），GB9222－88为最大剪应力强度理论（第三强度理论），所以公式不完全一样。管道、汽包和集箱计算公式的分母中比GB9222－88多2?。最小需要壁厚t与Smin两者不一样，Smin已考虑各种壁厚附加值，包括壁厚负偏差。实际上Smin是最小需要平均壁厚，而t尚未考虑壁厚负偏差。西方国家锅炉图样中的管子壁厚习惯上表示最小壁厚。如按商业习惯以公称壁厚订货时，则应计算壁厚的负偏差。按SA-450《碳钢、铁素体合金钢和奥氏体合金钢管子通用要求》，对外径≥2in.（50.8mm）、壁厚≥0.22 in.（5.6mm）的无缝管子，壁厚负偏差为10%，按SA-530《专门用途碳钢和合金钢公称管通用要求》，管道壁厚负偏差为

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12.5 %。

（2）PG27.2.1 外径≯5in.管子（tube）的计算公式中的最高允许工作压力（计算压力或设计压力）P按PG-27.4注10，无需计入PG-22中所规定的静压头载荷。

（3）ASME规范的焊缝减弱系数对焊接方法与焊缝型式不作限制，而GB9222-88表6焊缝减弱系数的焊缝型式却有8种之多。

（4）E＝1.00，对无缝或焊接圆筒，或=PG-52或PG-53的孔桥减弱系数，对开孔间的孔桥。

（5）ABB－CE公司将公式中P定义为设计压力。

（6）PG-27.2.1公式中“0.005D”项为ASME按经验决定的附加壁厚，按PG-27.2.1公式计算管子壁厚时，除该项外，不另加附加壁厚（包括弯管减薄附加值），这点与GB9222不同。ABB－CE公司使用这个公式时，弯管质量制定了外径6in.（152.4mm）以下管子（tube）的弯管偏差标准（标准号：11.3.2No.40-71-3），对外径3.5in.（88.9mm）以下的管子弯头椭圆度要求≯10%，否则要解剖弯头，其壁厚减薄不应大于10%。

（7）按PG27.2.2公式计算管道、锅筒和集箱壁厚时要考虑附加壁厚C，它主要考虑管端螺纹加工与胀管等，不考虑弯管减薄，且附加值相对较小（详见PG-27.4注3）。GB9222的壁厚附加值C所考虑的内容不完全相同，且其数值相对较大。

东方锅炉曾对22种不同管径、不同弯曲半径与不同材料的管子进行弯管试验。从测试数据看，20种弯头质量符合ABB-CE标准。为了留有裕量，建议按PG27.2.1公式计算得到的水冷壁管和省煤器管壁厚增加0.5mm裕量。

2.6.2 设计壁温

ASME《规范》与GB9222－88中的计算壁温均为内外壁温的算术平均值，而按中国方法或ABB-CE方法计算得到的壁温是管壁中点的温度，一般比管壁平均壁温略高。如碳钢水冷壁管约高5℉（2.8℃），合金钢水冷壁管还要高（见ABB-CE性能设计标准No.74-016-A-3）按ASME《规范》设计锅炉时，

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推荐计算壁温参照ABB-CE《设计壁温》计算，见表2。表2中规定为设计压力下介质的饱和温度，与GB9222-88第1.1条规定的计算压力的介质饱和温度意义相同。

2.6.3 厚度大于0.5倍元件内半径的情况

ASME《规范》与GB9222-88不同，后者对外径与内径之比?L的限制相对较松，但超过规定后未提供计算公式，而前者提供了。要对圆筒形受压元件的外径与内径之比进行核算。

表2 设计壁温 受压元件名称 过热器与再热器 受热面管 集箱与连接管 设计壁温 用ABB-CE程序电算（我厂编号JJ2301，参考SZ01-91壁温设计导则，而壁再管、顶棚管、包墙管与夹持定位管按ABB-CE有关标准手算） 减温器前设计壁温＝蒸汽最高温度＋（减温器允许裕量或20℉，取两者中大者）。如按全切高加时的蒸汽温度，则不加减温器允许裕量或20℉。 减温器后设计壁温＝蒸汽最高温度＋20℉ 出口集箱设计壁温＝蒸汽最高温度＋30℉ 出口导管设计壁温＝蒸汽最高温度＋10℉ 省煤器 蛇形管或烟道内集箱设计壁温＝设计压力下的饱和温度＋50℉（但≮700℉），如（含饱和蒸汽集箱与包烟温＜饱和温度＋50℉时，采用烟温或700℉两者中大者。 墙集箱） 设计壁温＝设计压力下的饱和温度，（但≮650℉）。 烟道外集箱（含饱和蒸汽集箱与包墙集箱） 水循环系统 水冷壁管 按ABB-CE炉膛水冷壁管壁温计算方法（“WATER METAL 汽包、集箱、下降TEMPERATURE CALCULATIONS-FURNACE TUBES”）。管与汽水连接管 设计壁温＝设计压力下的饱和温度。 2.7 凸形封头 PG-29.1。GB9222-88无相应条款。ASME规范的规定较为合理。建议GB9222增加该条款。

PG-29.2。GB9222-88无相应条款。ASME规范的规定较为合理。建议GB9222相应增加该条款。

PG-29.3。ASME《规范》指的距离是弧长，而GB9222-88指的是投影距离。

PG-29.4。ASME规范的规定较为合理。建议GB9222增加该方面的条款。 PG-29.5。GB9222-88中无相应条款。建议GB9222增加类似条款。 PG-29.6。ASME《规范》对球形封头壁厚与筒体壁厚的关系不作限制，

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