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第4章:确定允许作用于锅炉各部件上的工作压力的规程


印度锅炉规程

第4章

第4章 确定非熔焊和无缝锻造炉筒锅炉各部件上的 允许工作压力的规程
本章目录

175.

最大压力 ..................................................................................

......... 111 壳体

176. 177. 178. 179. 180. 181. 182. 183. 184. 185. 186. 187.

壳体工作压力计算公式 .................................................................... 111 铆接接头强度的计算方法 ................................................................ 112 当节距超过最大允许值时 ................................................................ 113 对接搭板和铆钉节距低于要求 ......................................................... 113 焊缝和搭板缝的百分比 .................................................................... 113 连续卷板壳体的许用百分比 ............................................................. 113 对接搭板的厚度 ................................................................................ 113 纵向接头的最大铆钉节距 ................................................................ 114 铆钉行间距 ....................................................................................... 115 水管锅炉的环形和端部接缝 ............................................................. 116 对检修孔或其它开孔的补偿 ............................................................. 116 水管锅炉的未补偿孔 ........................................................................ 116 碟形端板

188. 189. 190. 191. 192.

无支柱或其它支撑、由一张或多张板材制成并承受内部压力的完整半 球 .................................................................................................... 119 承受内部压力的碟形封头 ................................................................ 119 承受外部压力的碟形封头 ................................................................ 120 兰开夏式和康尼许式锅炉的碟形封头 ............................................. 120 碟形壳和火室顶 ................................................................................ 120 平板

194. 195. 197. 198. 199. 200. 201.

用支柱和螺母以及大垫圈或条带或双重支撑的平板 ...................... 122 平管板 ............................................................................................... 122 立式锅炉的平顶板 ............................................................................ 124 炉筒的圆形平封头等,只在边缘处支撑 ......................................... 125 机车型锅炉的条或球增强的端板和烟箱管板 .................................. 125 板边缘 ............................................................................................... 125 平板上的检修孔和排渣孔 ................................................................ 126 支柱

202. 203.

实心螺纹支柱 ................................................................................... 126 用于连接钢接合面的支柱中的应力 ................................................. 127
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第4章

204. 205. 206. 207. 208.

支柱管 ............................................................................................... 127 受拉和受压支柱 ................................................................................ 127 机车型和立式锅炉的端板的支撑面积的测量 .................................. 127 角撑条 ............................................................................................... 128 螺栓和双头螺栓 ................................................................................ 129 管板

209. 210. 211. 212. 213. 214. 215.

管板的压缩 ....................................................................................... 130 被支撑的部分 ................................................................................... 130 最小厚度和横截面积 ........................................................................ 130 光管的承载能力 ................................................................................ 131 管板,不包括立式锅炉中构成外壳部分的端部 .............................. 131 水管锅炉的弯曲管板 ........................................................................ 132 管孔带的效率 ................................................................................... 132 承受内部压力的锅炉和过热器

216.

..............................................................................................................................138

水管锅炉的联箱和分段箱 217. .................................................................................................... 138 承受外部压力的锅炉管(烟管) 218. 219. 钢管和锻铁管 ................................................................................... 138 黄铜管和青铜管 ................................................................................ 138 炉膛 221. 222. 223. 224. 225. 226. 227. 228. 卧式锅炉的波形炉膛 ........................................................................ 139 立式锅炉的平炉膛 ............................................................................ 139 立式锅炉的半球形炉膛 .................................................................... 139 立式锅炉的波纹火室 ........................................................................ 140 立式锅炉炉膛的基础 ........................................................................ 140 机车型锅炉火室的基础 .................................................................... 140 横管 ................................................................................................... 141 立式锅炉的上升烟道 ........................................................................ 141 燃烧室和火室顶的支撑 229. 火室顶的桁架支柱 .............................................................................. 142 机车型锅炉的专利火室顶 230. 231. 232. Marshall型 .......................................................................................... 142 Garret型 ............................................................................................. 143 Fowler型 ............................................................................................ 143

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第4章

第4章 确定非熔焊和无缝锻造炉筒锅炉各部件上的 允许工作压力的规程
175. 最大压力 锅炉的最大工作压力将按照本章中的条款确定。 本章的规程中所涉及的 材料承受的蒸汽温度不超过 500℉。

壳体
176. 壳体工作压力计算公式 (a) 对于圆柱形壳体、桶形壳体、汽水汽包以及锅炉圆顶,每平方英 寸最大允许工作压力,将由下式计算得出: [注:对于水管锅炉炉筒的用于连接管子的空心部件,其工作压力 将由“管板”一节中的公式(53)计算得出。]
W .P. = (t 2 ) × S × J C×D

公式(1)

其中: W.P. = t S J = = = 工作压力,单位:磅/平方英寸; 壳板厚度,单位:1/32 英寸; 壳板的最小拉伸断裂强度,或规程第 5 条中允许使用的 强度,单位:吨/平方英寸; 壳体的纵向焊缝、壳体或撑条上的一排孔或铆钉、或壳 体上未补偿的开孔的百分比强度值中的最小值,计算方 法如下文所述; 系数,根据不同的情况取值如下: 当纵向焊缝用双对接搭板连接时,以及当小型筒体由整 块板材制造时; 当纵向焊缝用搭接连接并且为三排铆接时; 当纵向焊缝用搭接连接并且为双排铆接时; 当纵向焊缝为焊接连接并装有单搭板时; 当纵向焊缝用搭接连接并且为单层铆接时;
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C

=

C=2.75 C=2.83 C=2.9 C=3.0 C=3.3

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D (b)

=

圆柱形筒体的电镀外铁箍的内径,单位:英寸。

在任何情况下,安全系数均不小于 4。 在各种情况下的实际安全系数可由下式计算:
F = 1.4 × C × 1 t2

当接头形状最好且系数最小时,厚度为 1/4 英寸到 13/4英寸外壳板 的安全系数的变化范围为 5.13 到 3.99。 (c) 如果纵向焊缝为搭接而且无法进行仔细的外观检查并且外部燃烧 锅炉的筒体钢板直接暴露在炉膛火焰下,则锅炉筒体的系数还要 增加 10%,但是,若炉筒不靠近炉膛并且火床和汽包之间有管子 时,则对于水管锅炉的汽包,该系数不应该增加。 上述系数为标准值,并且将只适用于在整个施工期间由检查员检 验的锅炉,以及由他证明已按这些规程中说明的标准条件进行制 造的锅炉。

(d)

177. 铆接接头强度的计算方法 (a) 铆接接头的百分比强度(j)将由下列公式(i)、 (ii)及(iii)求出: (i)和(ii) 适用于任何普通类型的接头,(iii)只适用于内排铆钉数量为外排铆 钉数量的两倍的接头,由这些公式计算出的最小值作为接头相对 于连续板的百分比强度。 (i) (ii) (iii)
100( P D ) = 钢板百分比 P 100 × A × N × C × S = 铆接百分比 P ×T × S

公式(2) 公式(3)

100( P 2 D) 100 × A × C × S1 + P P ×T × S =板材和铆接组合百分比

公式(4)

其中: P A N T C C = = = = = = 外侧一行铆钉的节距,以英寸为单位, 一个铆钉孔的横截面积,以平方英寸为单位, 每节距(P)的铆钉数量, 板材厚度,以英寸为单位, 1,对于搭接头中的单剪切铆钉 1.85,对于双对接搭板接头中的双剪切铆钉
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第4章
=

S1 S

为铆钉的剪切强度,对于钢取 23 吨/平方英寸,对于铁取 18 吨/平方英寸, 为壳板的最小拉伸断裂强度(单位:吨/平方英寸) ,或第 一章规程 5 中的许用强度。

=

在第一个公式(i)中,D 为外侧一排的铆钉孔直径,在第三个公式中 D 为另一排铆钉孔的直径。在最后一个公式中,A 为外侧排一个铆 钉孔的面积。 (b) 当铆钉孔的横截面积在所有排中不同时,而且当一些铆钉为双剪 切型另一些铆钉为单剪切型时,将分别计算每节距每个尺寸的铆 钉受剪面积,然后再加起来即为总的铆钉面积。

178. 当节距超过最大允许值时 如果节距超过最大允许值,则在确定板材部件的百分比时,将以许用节 距代替实际节距。对于任何一种铆接接头都不允许百分比超过 80%。 179. 对接搭板和铆钉节距低于要求 如果铆钉排间距或板材边缘与铆钉孔之间的距离或搭板厚度小于规程 第 182 和 194 条中的规定, 则须按这些规程中的方法对表示接头强度的 百分比进行修正。 180. 焊缝和搭板缝的百分比 在确定被搭板覆盖的焊缝或搭板缝的百分比强度时, 将使用规程第 177、 178 和 179 条中的公式和允许值,但对于焊接的百分比应在铆接的百分 比上增加 50%。 181. 连续卷板壳体的许用百分比 当小型壳体采用连续板卷成时,公式(1)中的 J 将取 100%。 182. 对接搭板的厚度 圆柱形壳体的纵向焊缝的搭板的最小厚度将由下列公式确定, 但所有搭 板都应有足够的厚度以允许有效防漏, 而且在任何情况下厚度都不应小 于 3/8 英寸。 进行普通铆接的单对接搭板——

1.125T = T1
单对接搭板,外侧铆钉每隔一个省略一个——

公式(5)

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1.125T =

( P D) = T1 ( P 2 D)

公式(6)

进行普通铆接的宽度相等的双对接搭板——

.625 = T1

公式(7)

宽度相等的双对接搭板,外侧铆钉每隔一个省略一个—— .625T × ( P D) = T1 ( P 2 D)

公式(8)

宽度不相等的双对接搭板,进行普通铆接,或外侧铆钉每隔一个省略一 个——

.75T = T1 (宽搭板) .625T = T1 (窄搭板)

公式(9) 公式(10)

其中T1=搭板厚度,以英寸为单位。其它符号的意义与规程第 177 条相同。 只要位置可行,将在壳体内侧使用单剪切宽对接搭板。 若对接搭板厚度小于上述值, 则须对于根据规程第 177 条确定的最小接 头百分比,按实际厚度与规定厚度之比减小。 183. 纵向接头的最大铆钉节距 锅炉外壳的纵向接合面中的最大铆钉节距将为:

C × T + 1.625 = 最大节距(单位:英寸)
其中, T=壳板厚度(单位:英寸) C=为下表中给出的系数 每节距铆钉数 1 2 3 4 5 搭接头的系数 1.31 2.62 3.47 4.14 — 单对接搭板 接合面的系数 1.53 3.06 4.05 — —

公式(11)

双对接搭板 接合面的系数 1.75 3.50 4.63 5.52 6.00

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184. 铆钉排间距 (a) 在接合面处,不论是搭接还是装有搭板,当有一排以上的铆钉并 且每排铆钉数量相等时,铆钉的排间距将不小于—— 交错铆接——

.33P + 67d = 排中心线间的距离(R)
连串铆接—— 2D=排中心线间的距离(R) (b)

公式(12)

公式(13)

在接头中,若其外侧一排的铆钉数量为内侧一排的铆钉数量的一 半,并且内侧排为连续铆接,则外侧排与下一排之间的距离将不 小于公式(12)和(13)中较大者的要求,对于具有完整数量铆 钉的排的间距将不小于 2D(R1 )。 在接头中,若其外侧一排的铆钉数量为内侧一排的铆钉数量的一 半,并且内侧排为交错铆接,则外侧排与下一排之间的距离将不 小于——

(c)

.2 P + 1.15D = 外侧排与下一排中心线间的距离(R) 公式(14)
对于具有完整数量铆钉的排的间距将不小于——

.165P + .67 D = 内侧排中心线间的距离(R1)
其中 P 为外侧排铆钉的节距,

公式(15)

D 是以英寸为单位的铆钉孔直径, 当需要确定间距的两排铆钉直径 不同时,为铆钉孔直径的平均值。 (d) 若铆钉排间距小于上述值,则由公式(2)确定的钢板百分比将修 正为—— 100[ P (2 实际距离 ) D] 规定距离 =修正后的百分比 P

公式(16)

(e)

在任何情况下,铆钉孔与板材边缘的净距离均不小于铆钉孔直径, 即,铆钉孔中心与板材边缘的距离(E)至少为 11/2直径。 假如不符合该条件,则铆钉的强度值将按照铆钉外边缘与板材边 缘的实际距离与规定距离之比减小。

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第4章

185. 水管锅炉的环形和端部接缝 环形缝包括端部与筒体的接缝,其强度按下式验证:
K × J × (t 2) ≥W.P. D×C

公式(17)

其中: 150,对于 26/30 吨拉伸板材, 157,对于 28/30 吨拉伸板材, 对于更高的应力,参见规程第 271 和 340 条, WP= 工作压力,单位:磅/平方英寸, D= 壳体直径,单位:英寸,在板的外环内测量, J= 环型接头系数,由公式 2 或 3 计算得出, C= 8.24,当接缝为搭接型式,且为三排铆接时, = 8.44,当接缝为搭接型式,且为双排铆接时, = 9.60,当接缝为搭接型式,且为单排铆接时, t= 板材厚度,单位:1/32 英寸。 K= K= 186. 对检修孔或其它开孔的补偿 补偿部分的百分比将由下列公式确定——

200(W D) × Tr =补偿部分的百分比强度 ( L + 2 D) + TS
80 × A × N =铆钉部分的百分比强度 ( L + 2 D ) × TS

公式(18) 公式(19)

其中: W 为补偿环的直径,单位为英寸,沿锅炉纵轴方向测量, L 为外壳上的开孔长度,单位为英寸,沿锅炉纵轴方向测量, D 为铆钉孔的直径,单位为英寸, Tr 为补偿环的厚度,单位为英寸, TS 为壳板厚度,单位为英寸, A 为一个铆钉孔的面积,单位为英寸, N 为纵线一侧的铆钉数量。 当铆钉受双剪切力时,允许为单排铆接部分的 1.875 倍。 除了环以外, 还应对距筒体 4 英寸之内的凸起检修孔接口的部件进行补 偿。 187. 水管锅炉的未补偿孔 任何未加强的开孔的直径均不得超过图 9B 和 9C 中标明的“d” ,最大
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第4章

不超过 203 毫米。 图 9B 和 9C 中的说明符号定义如下: K= 其中: d= D= e= f= 开孔的最大允许直径(若开孔为椭圆或圆形,将取开孔的两个轴 的平均值作为 d) ; 壳体的外径; 壳体的实际厚度; 许用应力; 当 K 的值≥1 时,未加强开孔的直径的最大值为 51 毫米(2 英寸) 。 P.D. 1.82 fe 公式(20)

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第4章

开孔的最大直径(英寸)

容器直径×厚度(英寸)

图形未按比例

容器直径×厚度(mm)

图 9B

开孔的最大直径(英寸)

容器直径×厚度(英寸)

图形未按比例

容器直径×厚度(mm)

图 9B

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最大开孔直径(mm)

最大开孔直径(mm)

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第4章

碟形端板
188. 无支柱或其它支撑、 由一张或多张板材制成并承受内部压力的完整半球 最大工作压力将由下列公式确定—
W .P. = (t 2) × S × J C×R

公式(23)

其中: W.P. t S J R C C C 为工作压力,单位:磅/平方英寸, 为端板厚度,单位:1/32 英寸, 为端板的最小拉伸断裂强度,或其它允许强度,单位:吨/平方英寸, 为构造半球的板或其连接的圆柱外壳的铆接接头的最小百分比强度, 为内曲率半径,单位:英寸, 对于单排铆接为 3.3, 对于双排铆接为 2.9, 对于三排铆接为 2.83。

189. 承受内部压力的碟形封头 (a) 对于汽包的无支柱封头或立式锅炉的顶部等,当制成半球形时, 最大工作压力将由下列公式确定—
W .P. = 15 × S × (t 1) R

公式(24)

其中: W.P. 为工作压力,单位:磅/平方英寸, t 为端板厚度,单位:1/32 英寸, R 为封头的内曲率半径,单位:英寸,它将不超过所连接外壳 的外径, S 为端板的最小拉伸断裂强度,或其它允许强度,单位:吨/平 方英寸。 (b) (c) (d) 法兰的内曲率半径将不小于端板厚度的 4 倍,并且在任何情况下 都不小于 21/2英寸。 当封头有一个(t-5)的检修孔时,在公式中应替换为(t-1)。 从外表面开始的检修孔法兰的总深度,单位:英寸,在短轴上测 量,应将至少等于: T ×W = 法兰深度,单位:英寸 其中:
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公式(25)

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第4章

T W

为板的厚度,单位:英寸, 为孔的短轴,单位:英寸。

注:当安装上升烟道时,上述规定将不排除使用符合规程第 275 条到第 278 条的规定的碟形封头。 190. 承受外部压力的碟形封头 对于无支柱碟形封头,公式(24)中的系数 15 应替换为 12,而且 R 将 为板的外曲率半径,它将不超过所连接外壳的外径。对于暴露在炉膛火 焰下的板,系数将为 10.5。 在任何情况下,
R 都不能超过 2.75。 T

191. 兰开夏式和康尼许式锅炉的碟形封头 (a) 若兰开夏式和康尼许式锅炉的碟形封头由一块板构成,而且无支 柱并承受内部压力,最大工作压力将由下列公式确定—
W .P. = (t 8) × 30 × S R

公式(26)

其中: W.P. 为工作压力,单位:磅/平方英寸, t R S (b) 为端板厚度,单位:1/32 英寸, 为封头的内曲率半径,单位:英寸,它将不超过所连接外壳 的外径的 1.5 倍, 为端板的最小拉伸断裂强度,或其它允许强度,单位:吨/平 方英寸。

法兰的内曲率半径将不小于端板厚度的 4 倍,并且在任何情况下 都不小于 31/2英寸。

192. 碟形壳和火室顶 (a) 在按照规程第 189 和 190 条确定工作压力时,将不考虑立式锅炉 中上升烟道管的影响。如果具有上升烟道的碟形端板用于更高的 压力,则当其被视为平板时,按规程第 197 条的规定将允许这一 较高压力。 碟形件的半径 R 可按下式求出— R= C2 + H 2 2H 公式(27)

(b)

C 和 H 分别为在基线或弦的一半处测量 H 时的长度和弦中间处碟
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第4章

或拱形的高度。

平板
193. 由实心螺纹支柱、边缝或法兰支撑的平板 (a) 对于由实心螺纹支柱、铆接边缝或法兰支撑的平板,最大工作压 力如下— W .P. = C (t 1) 2 A2 + B 2 公式(28)

在本公式以及后续规程关于“平板”的公式中,下列符号的意义 如下,除非另作说明— W.P. t t1 A B C 为工作压力,单位:磅/平方英寸, 为平板的厚度,单位:1/32 英寸, 为所用垫圈、条等的厚度,单位:1/32 英寸, 为支柱的水平间距,单位:英寸, 为支柱的垂直间距,单位:英寸, 是一个系数,随支柱安装方法和支撑的性质而变化。

若平板暴露在火焰的直接作用下,下述 C 值将减小 12.5%— C C C C 为 60,对于用螺纹拧入平板而端部铆接的支柱, 为 90,对于用螺纹拧入平板外部装有螺母的支柱, 为 100,对于穿过平板且内外均装有螺母的支柱, 为 110,对于铆接缝或法兰,平板上装有外壳侧板、端板、炉 膛或上升烟道。

若平板的各部分由支柱或铆接缝或法兰支撑,支撑数目不等,则 C 的值将取各支撑点的平均值。 铆接缝支撑将被认为是在通过最近一排铆钉的线上,并且法兰在 曲率的开始处。对于后一种情况,如果法兰的内曲率半径超过板 厚的 2.5 倍,将认为支撑位于距离法兰内侧 2.5 倍板厚之处。 (b) 若支撑平板各部分的支柱不规则分布,将用D2 代替A2+B2 ,D为通 过不少于 3 个支撑点可以划出的最大的圆的直径,即,通过支柱 的中心,或铆钉,或法兰的曲率开端,只要合适即可。 对于燃烧室和火室的顶和侧面,离后管板或火孔板后侧以及这些 板在其法兰的弯曲起点最近的各排支柱之间的距离将不大于支柱 的最大节距。 对于燃烧室和火室的顶和侧面,若它们通过弯曲部分与侧面相连, 如果弯曲部分的外半径小于梁之间允许距离的一半,则第一根梁
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(c)

(d)

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第4章

与侧板内表面之间的距离将不超过梁之间的允许距离。如果曲率 半径大于梁之间允许距离的一半,则从梁的中心开始测量的平坦 部分的宽度将不大于梁之间允许距离的一半。 (e) 若支柱管没有安装在管套中,例如机车型锅炉的管板,并且位于 管子所占据的空间之外的板的各部分按照规程第 212(b)款采用螺 纹支柱支撑,则距离管子最近的那排中的每一根支柱都应有足够 的强度,以便将板支撑在管孔边缘之上,位于支柱线对面的板的 那部分除外。 水管与支柱之间的板的工作压力将由公式(28)确定。A 为最近一 排支柱的水平节距, 为支柱中心线与其对面管子的接触线之间距 B 离的两倍,C 为适合支柱类型的系数。 194. 用支柱和螺母以及大垫圈或条带或双重支撑的平板 (a) 若平板由穿透它们的支柱支撑,并且内部装有螺母、外部装有垫 圈和螺母,垫圈直径至少为支柱的 3.5 倍,其厚度至少为平板厚度 的三分之二但不超过平板厚度,那么最大工作压力将为
W .P. = 100 2 [(t 1) 2 + .15t1 ] 2 A +B
2

公式(29)

(b)

若垫圈直径至少为支柱节距的三分之二,并且其厚度至少为平板 厚度的三分之二但不超过平板厚度,并且以有效的方式铆接在平 板上,那么最大工作压力将为——
W .P. = 100 2 [(t 1) 2 + .35t1 ] 2 A +B
2

公式(30)

(c)

若平板采用条带增强,条带宽度至少为支柱节距的三分之二,厚 度至少为平板厚度的三分之二但不超过平板厚度,并且以有效的 方式铆接在平板上,那么最大工作压力将为——
W .P. = 100 2 [(t 1) 2 + .55t1 ] 2 A +B
2

公式(31)

(d)

若平板装有双重板,并且其厚度至少为平板厚度的三分之二但不 超过平板厚度,并且以有效的方式铆接在平板上,那么最大工作 压力将为——
W .P. = 100 2 [(t 1) 2 + .85t1 ] 2 A +B
2

公式(32)

195. 平管板 (a) 若管板各部分位于管套中,并且需要支撑管,而且管板的最小厚
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第4章

度和横截面积不小于规程第 211 条之规定, 那么最大工作压力将为 —— W .P. = 其中: P= C= C= (b) (c) 支撑平板各部分的支柱管的平均节距(四边形四个边之和除 以四) , 70,对于拧紧并插入平板而且不安装螺母的支柱管,以及按 照规程 147(b)通过焊接连接的支柱管, 85,对于拧紧并插入平板并且安装螺母的支柱管。 C (t 1) 2 P2 公式(33)

在燃烧室或火室端的支柱管将不安装螺母。 若平板暴露在火焰的直接影响下,系数 C 将减小 12.5%,若位于 管子之间的管板的厚度或横截面积小于规程 211 之规定, 那么系数 将与不足部分成比例减小。 对于管套之间以及两排侧管与外壳之间的管板的水空间,最大工 作压力将为——
W .P. = 100 2 [(t 1) 2 + .55t1 ] 2 A +B
2

(d)

公式(34)

其中: A= 沿宽水空间测量的支柱管水平中心节距,单位:英寸, B= C= C= C= t= t1= (e) 从中心到中心测量的周围各行中的支柱管的垂直节距,单位: 英寸, 60,对于拧紧并插入管板而且不安装螺母的支柱管,以及按 照规程第 147(b)款通过焊接连接的支柱管, 80,对于拧紧并插入管板并且安装螺母的支柱管, 70,对于拧紧并插入管板并且每隔一个支柱管安装一个螺母 的支柱管, 平板的厚度,单位:1/32 英寸, 所用垫圈、条带或双层的厚度,单位:1/32 英寸。

若平板暴露在火焰的直接影响下,系数 C 将减小 12.5%。

196. 用角撑条支撑的板
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第4章

(a)

对于兰开夏式、康尼许式、立式和机车型锅炉的端板,以及其它 用不规则节距角撑条支撑的平板,最大工作压力将为—— W .P. = C 其中: D= 通过不少于 3 个支撑点可以划出的最大的圆的直径,即,通 过铆钉的中心线或法兰的曲率开端,只要合适即可;单位为 英寸, C= C= 100,对于未暴露在火焰下的板, 88,对于暴露在火焰下的板。 (t 1) 2 D2 公式(35)

(b)

若这种板用在圆 D 内牢固地铆接在平板上的适当的 T 形件或角棒 增强,则相关系数将增加百分之三十。这种增强棒的放置方式应 使其能将载荷以直接的方式传递给角撑条或壳板。 对于兰开夏式锅炉中带有检修孔的端板部分,最大工作压力将为
W .P. = C [(t 1) 2 + (t 2 1) 2 ] 2 D

(c)

公式(36)

其中: D 为包围检修孔并通过连接外壳的端板上的铆钉中心或法兰的 弯曲起点可以划出的最大的圆的直径,此圆只通过所提到的 五个支撑点中的三个,其余两个将被包围在圆内。 为平板厚度,单位为 1/32 英寸, 为平环接口件的基座的厚度,单位为 1/32 英寸, 为 90,若检修孔接口件为低碳钢或铸钢,并具有一个拧入式 法兰,从端板内开始测量,其深度不小于端板厚度的 4 倍, 其厚度不小于端板的厚度, 为 70,如果只安装了一个扁钢补偿环, 将被认为是按照规程第 193 条划出的圆所通过的各支撑点的 平均值,并且没有接口件或平环,而且端板检修孔上法兰的 深度符合规程第 201 条之规定。

t t C

C C

197. 立式锅炉的平顶板 (a) 对于立式锅炉的平顶板,不论其是否具有螺栓支柱,都将使用公 式(35)确定其工作压力,当板未暴露在火焰下时取 C=80,当板 暴露在火焰下时取 70。在此情况下,D 为通过铆钉或螺栓支柱的
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第4章

中心或法兰弯曲的起点所能划出的最大的圆的直径。若螺栓支柱 上装有牢固铆接在平板上的与平板厚度相同的垫圈,则此圆通过 垫圈铆钉的中心,若垫圈未铆接或未装垫圈则通过支柱的中心。 (b) (c) 若顶板为法兰式的, 则法兰处的内曲率半径将不小于端板厚度的 4 倍,但在任何情况下都不能小于 21/2″。 平顶板的厚度在任何情况下都不能小于其所连接的圆柱部分的厚 度。

198. 炉筒的圆形平封头等,只在边缘处支撑 (a) 对于这些封头,若板未暴露在火焰下,公式(35)中的 C 将取 140, 若暴露在火焰下,则取 122.5。在这种情况下,圆 D 将通过固定封 头的铆钉或螺栓的中心,并且不小于端板厚度的 4 倍,而且不能 小于曲率。 若为法兰式,则法兰处的内曲率半径将不小于端板厚度的 4 倍, 但在任何情况下都不能小于 21/2″。

(b)

199. 机车型锅炉的条或球增强的端板和烟箱管板 这些板不采用支柱支撑, 而是在蒸汽空间中用固定在板上的坚固的 T 型 件或角棒增强,并且其伸出支撑的距离在公式(37)所允许的边缘范围 内,或者这些板用深球成型,并且伸出支撑的距离正好在所允许的边缘 范围内。 对于未暴露和暴露在火焰下的板,C 的值分别取 80 和 70。这些加强筋 的边缘或节距将从铆钉的中心线或球的弯曲的起点开始测量, 只要距球 中心线不超过 2 英寸。 对于加强筋或球之上的平板,C 的取值将是各支撑点的平均值。 200. 板边缘 由于平板所连接的外壳侧面、炉膛、上升烟道、火孔和基础环,使得支 柱无法支撑的平板宽度将不超过以下公式计算出的值: 以英寸为单位的边缘宽度= 其中: t= W.P.= C= C= 厚度,单位:1/32 英寸, 工作压力,单位:磅/平方英寸, 3.47,对于暴露在火焰下的板, 3.70,对于未暴露在火焰下的板。
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C (t 1) (W .P.)

公式(37)

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第4章

若板为法兰式,边缘将从弯曲起点开始测量,或从距离靠近拐角内半径 的法兰侧面 2.5 倍板厚处的一条线开始测量,取两者的最小值。在其它 情况下, 边缘将从距所连接的平板的缝最近的那行铆钉的中心处开始测 量。 双层板将覆盖支柱之间和伸出支柱之外的支撑面积, 以便使固定双层板 和端板的铆钉的中心将至少为从最外侧支柱到最近支撑点的距离的一 半。 若平端板与外壳用法兰相连,那么法兰的内半径将不小于板厚的 1.75 倍,最小值为 11/2英寸。 201. 平板上的检修孔和排渣孔 若平板在检修孔或排渣孔处用法兰加强, 以使其工作压力能与无穿孔的 板相同,则从外表面测量的法兰深度将至少等于——

(T × W ) =法兰深度,单位:英寸
其中, T= 板的厚度,单位:英寸, W= 孔的短轴,单位:英寸。

公式(38)

支柱
202. 实心螺纹支柱 对于燃烧室和火室的螺纹支柱以及纵向和横向支柱, 支柱的最大工作压 力将由下面两个公式中较合适的公式计算——
C 1.28 W .P. = D A N
W .P. = C × D1 A
2

2

公式(39)

公式(40)

其中: W.P.= D= D1= N= A= C= 工作压力,单位:磅/平方英寸, 螺纹以上的支柱直径,单位:英寸, 支柱体最小部分的直径,单位:英寸, 支柱的每英寸螺距数, 一个支柱的支撑面积,单位:平方英寸[关于机车型锅炉火室管 板中靠近管子的支柱的支撑面积,见规程第 193(e)款, 7100,对于钢制或特殊锻铁制燃烧室和火室的螺纹支柱,
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第4章

C= C=

8640,对于装有螺母的纵向或横向钢制支柱, 4700,对于火室的铜制螺纹支柱。

若支柱具有增大的端部,并且支柱体直径比螺纹底小,则工作压力将由 第二个公式计算。 203. 用于连接钢接合面的支柱中的应力 (a) 当计算支柱的工作压力时,将使用支柱、铆钉、钩环或销子的强 度最低的截面。对于受拉位置,将允许有效截面的应力为 9000 磅 /平方英寸,对于受剪切位置,将允许有效截面的应力为 8000 磅/ 平方英寸。 将允许双剪切力作用下的材料截面为单截面的 1.875 倍。

(b)

204. 支柱管 对于支柱管,不论为锻铁或钢、无缝或电阻焊或搭焊,最大工作压力将 由以下公式计算 W .P. = 其中: D= D1= N= A 螺纹以上的管直径,单位:英寸, 螺纹以下的管内径,单位:英寸, 支柱的每英寸螺距数。 为由一个支柱管所支撑的面积,单位:英寸 2 ,从支柱管的中心到 中心测量。当面积包含管或管的部件时,其累加面积,在受拉时 用最小外径计算,在受压时用其最小内径计算,将从总面积中扣 除,并把剩余部分作为A代入公式中。
2 5900 1.28 2 D1 D A N

公式(41)

205. 受拉和受压支柱 (a) (b) 受拉和受压时允许的应力相同。受压的不易弯曲的短支柱的强度 将用支柱螺纹底或支柱体的有效面积计算,取较小者。 以上未提供的支柱或支柱零件的许用应力将与相似条件下近似类 型的支柱或支柱零件相同。

206. 机车型和立式锅炉的端板的支撑面积的测量 当支柱支撑的面积为半圆形时, 例如机车型锅炉的端板和烟箱管板的上 部,或立式锅炉顶板上的环形,公式 39 和 40 中的支柱支撑面积 A,对 第一种情况将是包含外套或桶壁、螺纹支柱、火门环或管支柱边缘在内 的板的面积,对于第二种情况是上升烟道和外壳之间的环的面积。当必
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第4章

须使用螺栓支柱时,支柱须正确分布;将在公式中使用累加支柱截面积 计算工作压力。 207. 角撑条 角撑条的最大工作压力将由以下公式计算——
W .P. = 900 × C A

公式(42)

系数 C,为代表下述最小值的数—— (1) N1 × A1 (2) N 2 × A2 × 1.875 (3) N 3 × A3 × 1.875 (4) N 4 × A4 (5) (G N 2 D2 ) × (t 2) × 0.037 (6) (G1 D3 ) × (t 2) × 0.037 N1,N2,N3,N4,D1,D2,D3 和A1,A2,A3,A4 分别为每个角撑条连接处的铆钉的 数量、直径和横截面积,只有支撑面的铆钉才被认为是有效的,接头的 顺序为(1)角钢到端板, (2)端板角钢到撑条, (3)外壳角钢到撑条, (4)角钢到外壳。 G G1 t A (a) 为角撑板的深度,单位为英寸,从连接它的铆钉线测量到端板角 钢。 为角撑板的深度,单位为英寸,测量时垂直于板的斜边,通过连 接角撑板与外壳角钢的接头处离端板最近的铆钉。 为角撑板的厚度,单位为 1/32 英寸 为由通过接头中离端板最近的铆钉的撑板边支撑的平板的厚度, 单位为平方英寸,如下—— 平板规程中允许的外壳和炉膛的边缘将被标记在端板上, 同时还要 标记撑条间测量出的中心线的长度, 以及每对撑条线间的在垂直于 较大者的方向从较小者的中点测量出的距离。如果L和L1分别为两 个相临撑条线的长度,如果两者之间的距离为W,则撑条线与外壳 和炉子边缘线所包含的面积可在支柱间分配如下:

W (3L + L1 ) =分配给 L 线支撑的面积,单位:平方英寸 8 公式(43)
W (3L1 + L) =分配给L1线支撑的面积,单位:平方英寸 8
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第4章

公式(44) (b) (c) 除非为三角形,否则,每个撑条线另一侧的部分面积可用类似方法 求出,将其值与已求出的值相加构成总面积。 对于两边的三角形部分的面积, 将取撑条线的长度与它和边缘曲线 交点间的垂直距离的乘积的一半。

208. 螺栓和双头螺栓 (a) 连接锅炉各部分,如外壳、端板、管板、炉膛、上升烟道、外部 安装的检修孔盖、配件等的螺栓和双头螺栓,可用钢或优质锻铁 制造。 螺栓和双头螺栓的最大工作压力将由下述公式计算——
N ×C W .P. = A 1.28 D n
2

(b)

公式(45)

其中: D N n C C C C C 为螺栓和双头螺栓螺纹以上的直径,单位:英寸, 为固定零件的螺栓和双头螺栓的数量, 为每英寸螺距数, 为 4700,对于钢制螺栓和双头螺栓,最小极限拉伸应力为 28 吨/平方英寸,螺纹以上的直径不小于 3/4 英寸, 为 5100,对于钢制螺栓和双头螺栓,最小极限拉伸应力为 30 吨/平方英寸,螺纹以上的直径不小于 3/4 英寸, 为 5600,对于钢制螺栓和双头螺栓,最小极限拉伸应力为 35 吨/平方英寸,螺纹以上的直径不小于 3/4 英寸, 为 5600,对于钢制螺栓和双头螺栓,最小极限拉伸应力为 28 吨/平方英寸,螺纹以上的直径不小于 3/4 英寸不大于 7/8 英寸, 为 7000,对于钢制螺栓和双头螺栓,最小极限拉伸应力为 28 吨/平方英寸,螺纹以上的直径不大于 7/8 英寸,

若材料为铁,将把由上述公式计算出的工作压力减小 15%。 A 为螺栓或双头螺栓支撑表面的面积,单位为平方英寸。对于接头 法兰,将认为此面积延伸到螺栓节距线与固定零件的法兰的内边 缘之间的一半。

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第4章

管板
209. 管板的压缩 (a) 当火室或燃烧室的管板承受由于作用在顶板上的压力产生的压缩 时,最大工作压力将为——
W .P. = C × ( P D )t L× P

公式(46)

其中: t P D L 为管板的厚度,单位:1/32 英寸, 为管的节距,单位:英寸,当管为链式节距时水平测量,当 管子为弯曲节距时对角测量,而且对角节距小于水平节距, 为光管的内径,单位:英寸, 为火室或燃烧室的内部长度,单位:英寸,在管板和火孔板 或后板之间的顶部测量,或在两个相对的炉膛公用燃烧室的 双端式锅炉的管板之间测量, 对于钢,取 875;对于铜,取 437.5, 假定上述公式不适用于桁架未安放在管板上的火室,或顶板 直接用外壳支撑,或桁架由外壳支撑等情况。

C

(b)

当桁架安放在侧板上,或顶板的构造使得载荷由侧板和端板两者 负担时,在任何情况下板上的压应力都不能超过如下值,对于钢 为 14000 磅/平方英寸,对于铜为 7000 磅/平方英寸。

210. 被支撑的部分 (a) 管板和要求使用支柱管之处的管套内的节距支柱,以及要求使用 边缘支柱管支撑管套附近或之间空白区域的支柱的刚度,将用规 程第 195 条中的平板规则确定。 管套内的管板, 不论是否安装支柱管,将遵守规程第 211 条中关于 管子之间的厚度和横截面积的要求。

(b)

211. 最小厚度和横截面积 为了获得光管板牢固的连接,管孔之间板的厚度和横截面积将不小于: 钢管板 .125D+.2= .17+.025= 铜管板
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最小厚度,单位:英寸 最小横截面积,单位:平方英寸

公式(47) 公式(48)

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第4章

.2d+.4= 最小厚度,单位:英寸 .527D-.263= 最小横截面积,单位:平方英寸 D 为与管板连接处的管子直径,单位:英寸。

公式(49) 公式(50)

若管板的厚度和横截面积小于最小值,则公式(51)中的系数将根据差 额按比例减小。 212. 光管的承载能力 (a) 如果管板未用管套进行特殊支撑,根据管子的承载能力,工作压 力将不超过按下述公式计算出的值:
W .P. = C×D A

公式(51)

其中: D= 与管板连接处的管子直径,单位:英寸,

A= 每根管子支撑的管板面积,单位:平方英寸,一般可认为是 管子的水平和垂直节距之积减去管子自身的面积, C= C= (b) 470 管子伸入钢或铁管板的平行孔中, 530 管子伸入钢或铁管板的锥孔中,对于铜管板或铜或黄铜 管,系数将减小 20%。

在机车型锅炉的无支柱管板中,以及不要求支柱管的其它管板中, 将认为光管所提供的支撑不超过包围管子外边缘的线之外。平板 中超出此线以外的部分,将位于板的凸缘上或单独进行支撑。当 满足上述条件时,不需要考虑管套中管板的刚度。

一般情况下,本条款的要求仅适用于,包含一排以上管子的平坦连续管 板中伸出的烟管和水管 (参见规程第 152 条中关于水管锅炉中管子连接 的部分) 。 213. 管板,不包括立式锅炉中构成外壳部分的端部 (a) 当立式锅炉具有管套或水平管套,使得作用在锅炉端部的垂直负 载引起管板受到直接拉伸作用,或者当它们起穿过外壳的水平联 接作用时,管板的厚度和管子的间距应能使承载金属的截面足以 将应力保持在钢板的许用应力范围内。 外侧垂直的一排管子中,每隔一根管将为支柱管。支柱管之间的 管板将符合对管板的规定,另外,考虑到作为部分壳体,最大工 作压力为:

(b)

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第4章

W .P. =

17.24(t 2) × ( P D ) × S R× P

公式(52)

其中: t P D S R 为管板的厚度,单位:1/32 英寸, 为管子的垂直节距,单位:英寸, 为管孔的直径,单位:英寸, 为管板的最小拉伸断裂强度,或其它许用强度,单位:吨/平 方英寸, 为从外壳轴线到外侧一排管孔中心的径向距离,单位:英寸。

214. 水管锅炉的弯曲管板 对于构成圆柱炉筒一部分的管板,最大工作压力将为——
W .P. = 33.3(t 4) × E × S D

公式(53)

其中: t= E= S= D= 管板的厚度,单位:1/32 英寸, 纵向接头或管孔间的管孔带的效率,取两者中的较小者, 管板的最小拉伸应力,或其它许用值,单位:吨每平方英寸, 炉筒的内径,单位:英寸。

215. 管孔带的效率 当外壳或炉筒上钻有平行于外壳或炉筒轴线的一排管孔时, 管孔之间的 管孔带的效率确定如下: (a) 当每一排管孔的节距都相等时(如图 10 所示) ,公式为—— pd =管孔带的效率 p 其中: p= d= 管孔的节距,单位:英寸, 管孔的直径,单位:英寸。 公式(54)

管孔的节距将在卷轧前的平板上测量,或在卷轧后的中位线上测 量。 例——如图 10 所示,炉筒上管孔的节距=51/4英寸,管直径=31/4″, 管孔直径=3-9/32″。 p d 5.25 3.281 = = 0.375 ,管孔带效率 p 5.25
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第4章

纵向线

图 10:各排孔节距均相等的管间隔示例 (b) 当任一排管孔的节距都不相等时(如图 11 和 12 所示) ,公式为 p nd =管孔带的效率 p 其中: p= n= d= 管孔带的单位长度,英寸, 长度 p 上的管孔数量, 管孔的直径,英寸。 公式(55)

例 — 间隔如图 11 所示,管孔直径=3-9/32”。 p nd 12 2 × 3.281 = = 0.453 ,管孔带效率 p 12

纵向线

图 11:每排孔节距均不相等的管间隔示例 例 — 间隔如图 12 所示,管孔直径=3-9/32”。 p nd 29.25 5 × 3.281 = = 0.439 ,管孔带效率 p 29.25

纵向线

图 12:第二和第三排中孔节距变化的管间隔示例 (c) 承受纵向应力的管孔之间的管孔带的强度,将至少是承受周向应 力的管孔之间的管孔带强度的一半。
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第4章

(d)

(i)

当由重力引起的弯曲应力可以忽略不计时,并且管孔沿与纵 轴成对角线布置,则相应管孔带的效率(z)在图 14 中给出, 2a d d 比值 b/a 在横坐标上,比值 或 用作参数。 2a a 其中: a 和 b 的测量方式如图 13A 和 13B 所示。 d=管孔的直径。 注: 1. 2. 尺寸将在卷轧前的平板上测量,或在卷轧后的中位线上 测量。 图 14 中给出的数据基于下列公式:
Z= 2 A + B + ( A B ) 2 + 4C 2

其中:
cos 2 α + 1 d cos α 2 a 1 d cos α 2 B = 1 sin α + 1 2 a sin α cos α C= d cos α 1 a 1 cos α = b2 1+ 2 a 1 sin α = a2 1+ 2 b A=

(

)

(α=圆柱中心线与对角孔中心线间的夹角) (ii) 段落(i)中同样的规则,也适用于如图 13C 中所示的钻孔位置 为规则锯齿交错型的情况。 (iii) 对于管孔间距规则交错的情况(见图 13A) ,所有管孔带的效 率z,不论管孔带是纵向的、环向的还是对角的,由图 15 给

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印度锅炉规程

第4章

出,比值PC/PL在横坐标上,比值 其中: d=管孔的直径,单位:英寸, PC=2b=环向孔排间距的 2 倍, PL=2a=轴向孔排间距的 2 倍,

PL d d 或 用作参数。 PL a

注:尺寸Pc 将在卷轧前的平板上测量,或在卷轧后的中位线 上测量。 15 上的数据是基于与图 13A所示情况相同的公式。 图 (e) 若沿炉筒纵向隔开的孔不在一条直线上,在应用以上规则时可对 每个间隔使用等效的纵向间距。 每个间距的等效节距计算方法为,将实际纵向节距乘以从图 14 中 获得的等效效率。
中心线 中心线

图 13A:规则交错的孔

图 13B:对角线上的孔的间距

中心线

图 13C:规则锯齿型式的孔

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印度锅炉规程

第4章

公式

图表 d=0.70
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中心线

效率
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图 14:沿对角线的管孔带的效率

印度锅炉规程

第4章

效率

图 15:孔之间的管孔带的效率

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印度锅炉规程

第4章

承受内部压力的锅炉和过热器
216. 管的最大工作压力将由公式 87 确定(参见规程 338) 。 管的最小厚度将符合规程 338(b)中给出的表。

水管锅炉的联箱和分段箱
217. 参见公式(88) ,规程(340) 。

承受外部压力的锅炉管(烟管)
218. 钢管和锻铁管 (a) 管的最大工作压力为:
W .P. = 100(t 6) D

公式(56)

其中: t=管的厚度,单位:1/100 英寸, D=管的外径,单位:英寸。 (b) 所有管子的厚度都将不小于 12S.W.G.(.104″)。

219. 黄铜管和青铜管 机车型锅炉的锥度黄铜管和青铜管的厚度, 若管的外径在 1-1/2 到 1-7/8 英寸范围内,在烟箱端将不小于 12S.W.G.(.104″),在另一端将不小于 10S.W.G.(.104″);若管的外径在 2 到 2-3/8 英寸范围内,在烟箱端将不 小于 11S.W.G.(.104″),在另一端将不小于 19S.W.G.(.104″)。

炉膛
220. 卧式锅炉的平炉膛 对于平炉膛、 由亚当逊环或其它接头或具有足够强度的增强器增强的炉 膛,以及火室的半圆柱顶和侧面牢固支撑的燃烧室的底部,工作压力将 不超过下列两个公式计算结果的较小者:

W .P. = W .P. =

C (t 1) 2 × D ( L + 24) C1 × [10(t 1) L] D
138

公式(57)

公式(58)
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印度锅炉规程

第4章

其中: D= t= L= C= C= C= 炉膛燃烧室顶或底的外径,单位:英寸, 炉膛板的厚度,单位:1/32 英寸, 炉膛或其它零件的长度,在两个实体支撑点之间测量,即,端缝 铆钉行的中心或法兰弯曲的起点,取较合适的一个, 1450,对于钢炉纵缝是焊接缝时;为 1300,对于铆接连接, 725,当圆形铜火室或炉膛的纵向焊缝装有双盖板时;为 650,当 它们是搭接连接时, 50,当钢炉纵向焊缝是焊接时;为 45,当它们是铆接时,

C1= 25,当圆形铜火室或炉膛的纵向焊缝装有双盖板时;为 22.5,当 它们是搭接连接时。 221. 卧式锅炉的波形炉膛 允许作用在波形炉膛上的最大工作压力将由下述公式确定:
W .P. = C (t 1) D

公式(59)

其中: D= t= C= 在波形底部靠水一侧测量出的最小外径,单位:英寸, 炉膛板的厚度,单位:1/32 英寸,在波形或燃烧室底部测量, 480,对于 Fox 式、Morrison 式、Deighton 式、Purve 式或其它类 似炉膛;510,对于 leeds 锻造球型悬挂式炉膛。

222. 立式锅炉的平炉膛 将使用与卧式锅炉的平炉膛相同的计算公式,但如果炉膛为锥形,那么 计算时所用直径为它与法兰或环等实心支撑接触之处的顶部与底部的 平均值。 用于计算的长度将为, 从连接炉膛顶部与基体的铆钉排的中心, 到炉膛底部实心支撑的距离,或到连接炉膛与外壳的螺纹支柱排的距 离,只要当支柱在端部铆接时,炉膛处的支柱节距不超过炉膛板厚度的 14 倍,当支柱用螺母安装时,不超过 16 倍。这种螺纹支柱的螺纹以上 部分的直径将不少于炉膛板厚度的 2 倍, 并且在任何情况下直径都不小 于 3/4 英寸[见规程第 135(d)款]。 223. 立式锅炉的半球形炉膛 当炉膛为半球形并且在凸起的一侧承受压力, 而且没有支柱或其它支撑 时,最大工作压力将为:
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印度锅炉规程

第4章

W .P. =

275(t 1) R

公式(60)

其中: t R 为顶板的厚度,单位:1/32 英寸, 为炉膛的外曲率半径,单位:英寸。

224. 立式锅炉的波纹火室 对于“Sentinel”标准发动机货车锅炉的半螺旋波纹火室,工作压力将 由下述公式确定:
W .P. = C (t 1) D

公式(61)

其中: t= D= C= 火室板的厚度,单位:1/32 英寸, 火室平均外径,在每一端的法兰弯曲起点处的平坦部分测量。 390

225. 立式锅炉炉膛的基础 若立式锅炉的圆形炉膛或火室不采用上升烟道管、 烟管或螺栓支柱与壳 顶相连,并且垂直火室的全部载荷均由火室与外壳相连处的底部承担, 则如果火室折曲以符合外壳或装有弯曲环, 那么部件的工作压力将不超 过下述公式的计算结果: W .P. = 其中: t= D= 折曲的火室板或弯曲环的厚度,单位:1/32 英寸, 锅炉外壳的内径,单位:英寸, 140(t 1) 2 D( D D1 ) 公式(62)

D1= 折曲部分之上弯曲起点处的折曲火室的外径,或火室与弯曲环连 接处的火室外径。 226. 机车型锅炉火室的基础 若机车型锅炉的顶部不直接支撑在外套顶或外套所带的桁架上, 或不用 符合规程 229(c)的吊索与外套相连,并且垂直火室的全部载荷均由火室 与外套相连处的底部承担,则如果炉板折曲以符合外套或装有弯曲环, 那么部件的工作压力将不超过下述公式的计算结果:

140

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印度锅炉规程

第4章

W .P. = 其中: t= L=

70(t 1) 2 × ( L + W ) L × W (W W1 )

公式(63)

折曲火室侧板或火孔板的厚度(取较小者) ,或弯曲环的厚度,单 位:1/32 英寸, 火室外套的长度,在前端板的有水的一侧和基础接缝处的鞍板间 测量,单位:英寸,

W= 火室外套的宽度,在前端板的有水的一侧和基础接缝处的鞍板间 测量,单位:英寸, W1= 火室的宽度,在折曲部分之上弯曲起点处的火室侧板的有水一侧 或其与弯曲环连接处测量,单位:英寸。 如果只有火室顶的相当窄的一条直接支撑在外套顶上, 支撑面积将从以 公式分母中的L×W表示的面积中减去,因此将在公式(63)中使用(L ×W-A)(W-W1)确定零件的工作压力, “A”为由外套顶支撑的顶板的面 积,单位为平方英寸。 227. 横管 管的工作压力将由下式确定:
W .P. = 200(t 7) D

公式(64)

其中: W.P.= t= D= 工作压力,单位:磅/平方英寸, 最小厚度,单位:1/32 英寸, 横管的内径,单位:英寸。

228. 立式锅炉的上升烟道 立式锅炉的上升烟道的工作压力,将由公式 57 和 58 确定,但只允许计 算出的最小压力的一半作用在上升烟道管上。

燃烧室和火室顶的支撑
229. 火室顶的桁架支柱 (a) 对于支撑矩形火室顶板的桁架,桁架的端部用立柱或侧板支撑, 其比例将由下式计算:

141

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第4章

W .P. = 其中: W.P.= S= T= D= L= Y= C= (b)

CSTD 2 L2Y

公式(65)

工作压力,单位:磅/平方英寸, 材料的最小拉伸应力,单位:吨/平方英寸, 支柱的总厚度,单位:1/32 英寸, 桁架支柱的深度,单位:英寸, 桁架支柱的长度,单位:英寸,按照支撑的方法,在管板 内侧和火孔板之间测量,或在管板内侧之间测量, 桁架支柱的节距,单位:英寸, 22,对于钢板或锻钢;对于铸钢为 19。

如果桁架采用另外一种支撑方式,而不是由火室或燃烧室的末端 或侧板支撑,那么确定工作压力的计算将按支撑的实际情况进行。 若由桁架壳支撑的火室或燃烧室顶板的条带长度达到了最近支柱 的距离的极限,将认为此长度等于桁架所带螺栓的数量与螺栓节 距之积。对于钢材,允许作用在桁架截面上的最大标称应力为 14000 磅/平方英寸。

(c)

吊索、铰链销子,铆钉以及连接外壳的悬吊桁架,将足以承担全 部载荷,否则将由桁架承担,每个桁架必须同样地悬吊或支撑, 对于允许作用在截面上的应力,见规程第 203 条。 若桁架仅用铆接在外套顶上的角钢支撑其末端,当桁架横跨角钢 面的全部宽度时,长度 L 将被看作是角钢面中心间的距离。当这 个距离不超过公式中的 L 时,压力将按一般方式确定。支撑角钢 和铆钉的截面将足够大,以承受打算作用在截面上的应力,参见 规程 203。

(d)

机车型锅炉的专利火室顶
230. Marshall 型 对于马歇尔森公司(Marshall Sons and Company)的专利机车型钢制锅炉 火室无支撑顶, 其波纹的中心线与端部铆接缝的中心线的相交点到侧板 的距离不超过炉顶与侧板形成的圆角的内曲率半径的一半, 为了保证燃 烧室的压缩对角波纹的厚度和高度能令人满意, 其工作压力不应超过下 述两公式计算结果中的较小者: W .P. = 25000(t 1) × H 2 W × L × (W 2 + L2 ) 公式(66)

142

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第4章

W .P. = 其中: t H W L

55(t 1) 2 × [W + (W 2 × L2 ) ] 2 W 2 × L2

公式(67)

为顶板的厚度,单位:1/32 英寸, 为波纹的高度,从其最高部分垂直于板的一侧测量,单位:英寸, 为侧板上部的平面之间的顶板宽度减去顶板与侧板圆角的内曲率 半径,单位:英寸,即,W+半径=火室上部的内宽度, 为铆钉中心线之间的顶板长度,单位:英寸。

231. Garret 型 对于里查德格莱特森(Richard Garret and Son)机车型钢制锅炉火室波 纹无支撑顶,其波纹的侧面为正圆的一部分,并且中间波纹的半径不大 于外波纹半径的 1/4,而且波纹纵向拱起,其工作压力将不超过下述两 公式计算结果中的较小者:

W .P. = W .P. =
其中: t= L= R= C= C1=

C (t 1) 2 × R ( L + 24) C1 × [10(t 1) L ] R

公式(68)

公式(69)

波纹板的厚度,单位:1/32 英寸, 为铆钉中心线之间的顶板长度,单位:英寸, 侧波纹长度中间处的外半径,单位:英寸, 363,若顶板和侧板为同一零件;若它们是铆接连接,则为 325, 12.5,若顶板和侧板为同一零件;若它们是铆接连接,则为 11.25。

232. Fowler 型 (a) 对于约翰福勒公司(利兹) (John Fowler and Company)的机车型 钢制锅炉火室波纹顶,其炉顶为横向弯曲的,其波纹形式为福克 斯波纹炉膛型,其顶板如果与火室侧板不是一体的,就是与侧板 或管板法兰或火孔板牢固铆接在一起的,并且每一边波纹起始处 的下面都有一排尺寸和间距合适的螺纹支柱将顶板与外套连接在 一起,当符合上述条件时,其工作压力将不超过下述两公式计算 结果中的较小者:
W .P. = C (t 3) R

公式(70)

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第4章

W .P. =
其中:

C1 (t1 1) W

公式(71)

为波纹形成之前的顶板厚度,单位:1/32 英寸, 为连接顶板的火室侧板厚度,单位:1/32 英寸, 波纹中间部分的横向弯曲或拱形的半径,从波纹底部的有水 一侧测量,单位:英寸, W= 火室的宽度,单位:英寸,从侧板有水一侧的连接顶板的接 缝处测量, C= 240 C1= 875 t t1 R= (b) (c) (d) 波纹在一侧从上到下测量,其深度不小于精加工板厚度的 3 倍, 其间距不小于精加工板厚度的 12 倍。 波纹与平板结合处的圆角半径将不小于精加工板厚度的 4 倍。 铆接缝中心线与波纹弯曲起点之间的顶板端部平坦部分的长度, 将不超过规程第 200 条中允许的平板法兰。

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