【YY医药标准】 矩形压力蒸汽灭菌器主要受压(力)元件强度计算及其有关规定

1总论
中华人民共和国医药行业标准
矩形压力蒸汽灭菌器主要受压（力）元件强度计算及其有关规定
1.1主题内容与适用范围
1.1.1主题内容
YY/T0084.2—92
代替WS2/Z-25-77www.bzxz.net
本标准规定了带夹套的矩形压力蒸汽灭菌器（以下简称灭菌器）主要受压（力）元件的强度计算方法及其有关规定。对于本标准未予规定的部分则由相应标准规定。1.1.2适用范围
本标准适用于设计压力不大于0.4MPa（4.1kgf/cm），灭菌室容积不大于6m2的灭菌器。1.2引用标准
GB150钢制压力容器
GB1226一般压力表
WS2-150压力蒸汽消毒设备用疏水阀1.3定义
1.3.1压力
除注明外，压力均系表压力。
1.3.2最高工作压力
在正常操作情况下，灭菌器顶部可能出现的最高压力。1.3.3设计压力
在相应设计温度下用以确定灭菌器壳体厚度及其他受压（力）元件尺寸的压力。其值应略高于最高工作压力。
1.3.4设计温度
灭菌器在正常操作及相应设计压力下，灭菌器壳体或其他受压（力）元件可能达到的最高温度。1.3.5灭菌室容积
灭菌器用来放置需灭菌物品的空间容积。1.4厚度
1.4.1厚度附加量
厚度附加量c（mm）按式(1)确定。=+2
式中：c，一钢板的厚度负偏差，按相应的钢板标准选取.mmC2
一腐蚀裕度，mm。对于碳钢和低合金钢，取c2不小于1mm；对于不锈钢，当介质的腐蚀性极微时，取c2=0。
1.4.2最小厚度
为满足制造工艺要求以及运输和安装过程的刚度要求，灭荫器的壁厚不得小于3mm，腐蚀裕度另国家医药管理局1992-01-21批准22
1992-10-01实施
1.4.3计算厚度
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按各章公式计算所得到的厚度，不包括厚度附加量。1.4.4设计厚度
计算厚度与厚度附加量之和。
1.4.5名义厚度
将设计厚度向上完整至材料标准规格的厚度，即图样上标注的厚度。对于灭菌器的壳体，在任何情况下，其名义厚度不得小于最小厚度与腐蚀裕度之和。1.4.6有效厚度
名义厚度减去厚度附加量。
1.5许用应力
钢材的许用应力一般应按第2章选取。对已有成功使用经验的钢材的许用应力，一般系按各项强度数据分别除以表1中的安全系数，取其中的最小值。表1安全系数
碳素钢、低合金钢
奥氏体不锈钢
1.6焊缝系数
对设计温度下的抗拉强度
（)的安全系数
对带温和设计温度下的润服点
（）的安全系数
焊缝系数仅适用于本标准中各焊接元件的计算，其值应根据焊接接头的型式和无损探伤检验要求，按表2选取。
表2焊缝系数
双面焊对接焊缝
焊接中有垫板的单面焊对接焊缝焊接中无垫板的单面焊对按焊缝单面焊角焊缝和塞焊焊缝
1.7水压试验
探伤程度
局部无损探伤
局部无损探伤
局部无损探伤
不做无损探伤
焊缝系数
1.7.1灭菌器的主体应进行水压试验，水压试验应在焊缝无损探伤检验合格后进行，水压试验的项目和要求应在图样上注明。
1.7.2灭菌器水压试验时，应先对夹套进行水压试验，试验压力由式2)确定。PI =1.25(P,+K.)
式中：P，
一夹套设计压力，MPa；
·（2）
K。一灭荫器工作过程中，当灭菌室最小压力低丁际准大气压时，K，=0.1MPa，当灭菌室最小压力大于标准大气压时，K。=0。夹套水压试验合格后，再对灭荫空进行水压试验，试验压力为灭菌室设计压力的1.25借。在灭菌室水压试验过程中，夹您的压力要保持在其设计压力的1.25倍。1.7.3水压试验时.灭菌器受压（力）元件的平均一次应力不得超过所用材料在试验温度下届服点的90%，校核时应扣除厚度附加量。23
TYYKAoNiKAca
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1.7.4用碳素钢、16MnR钢制造的灭菌器，水压试验时.水的温度不得低于5（：用其他材料制造的灭菌器，水压试验时，水的温度要符合图样规定。1.7.5灭菌器按规定程序试压后，各部位不得有泄滑和异常变形，在试压过程中应无异常响声。1.8制造与检验
灭菌器主要受压元件的制造和检验应符合GB150的有关规定。2材料
2.1一般要求
2.1.1灭菌器主要受压元件所用的材料应符合本章有关规定，凡与受压元件焊接的其他非受压元件的材料.也必须儿有良好的可焊性。2.1.2灭菌器主要受压元件用钢材的质量及规格应符合相应的国家标准，专业标准或有关技术条件。并附有钢厂的钢材质量证明书（或其复印件）。2.1.3灭菌器主要受压元件用钢板应是由平炉，电炉或氧气转炉冶炼的镇静钢。2.1.4凡与本章所用材料化学成份相近（指含碳量和合金元素的种类及含量）.面在技术条件上（包括材料中有害及残余元素含量的限制、材料的供应状态、材料的检验项目及检验率等），具有相同或更高要求的材料允许使川，但制造厂应在使用前进行必要的机械和工艺性能试验。2.2灭菌器主要受压元件常用钢板的标准、使用状态及许用应力按表3的规定。表3灭菌器受压元件常用钢极许用应力板
$235-A
15MnVR
oCr19Ni9
00Cr19Ni11
00Cr17Ni14M02
标准代号
GB36654
GB6654
GB6654
GB4237
GB4237
GB4237
使用状态
热轧或正火
热轧或止火
热轧或正火
热乳或正火
热轧或正火
热轧或正火
固济处理
阅溶处理
溶处理
钱素钢板
抵合金钢板
商合金钢钢板
雷温机械性能
2.3灭菌器门栓及中心丝杆常用材料的标准、使用状态及许用应力按表4的规定。24
在20~150时
的许用应力。
$235-A
3灭菌器主体设计
3.1主体结构
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表4灭箱器中心丝杆、门栓常用材料诈用应力常温机做性能
标准代
Gtt 7o)
GB3073
GB1176
使用状态
在20[00℃时
的许用放方。）
带夹套的矩形灭菌器的主体（以下简称主体)主要用内壳、外壳及连接内外走的加强筋组成（参见图1)。
加强筋
加强筋
图】火尚器主体结构尔意图
主体上的加强筋应均布，凡对称排列，应保证注体受压时内外充间的距离无变化。加强筋与内壳间可采用连续或间断的焊接型式。采用间断好接型式时，加强筋两侧的焊可以在相错开.也可以不错开.但两间断焊缝之间的距离！不得大于内壳厚度的八信（参见图？）。期强前两闯间焊缝的总长不得小于加强筋长度之半。2
HYYKAONKca
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加强筋
图2加强筋与内壳连接结构示意图加强篇
如强筋与外壳间的连接，可采用塞焊或槽焊（参见图3）。外壳上的塞焊孔的直径d及槽焊孔的宽度d不能大于32mm。每个焊点的焊缝长度不得小于60mm。外壳
加强筋
图3加强筋与外壳连按结构示意图外壳
加强解
加强筋与内外壳之间连接焊缝的焊角高度不得小于内外壳的厚度，以保证焊缝在各种允许的受力情况下不被破坏。
主体四周拐角处的内半径应不小于三倍的主体厚度。根据需要，拐角处可以使用加强结构，使用加强结构后拐角内半径允许小于三倍的主体厚度，但应保证在设计压力下此处的应力不超过材料的许用应力。
生体纵焊缝应尽量布在弯曲应力最小的区域内，因此，焊缝至计算边中心的距离应按式（3）计算1=0.58/6°+2ab-2a
式中：b—计算边内侧宽度之半（见图1)，mm；相邻边内侧宽度之半（见图1)，mm：一焊缝至计边的中心距离，mm。3.2主体内壳及外壳设计厚度计算主体内尧及外壳设计厚度分别按公式(4)、（5)计算。8
·（3）
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82= t2NO
式中，、，一一主体内壳及外壳的设计厚度，mm；一主体内壳及外壳材料的许用应力，MPa-
一主体内壳及外壳的支撑节距（见图4），mm，t一般不大于200mm；-厚度附加量，见第1章，mm，
Pi、P，—灭菌室及夹套的设计压力，MPa；灭菌器工作过程中，当灭菌室最低压力小于标准大气压时，K。0.1MPa，当灭菌室最K.
小压力大于标准大气压时，K。=0；结构特征系数，查表5。
表5结构特征系数K
结构型式
使用范围限制
(1)P≤1MPa
(2)8<12mm
（3）角焊缝的焊角高度
必须大于内、外壳的厚度
3.3加强筋与内外壳连接焊缝强度校核加强筋与内外壳的连接焊缝应均匀布置，单个连接焊缝的强度应满足公式（6）、（7)的婴求。(P,+K)F≤Ta),
一加强筋与内壳及外壳单个连接焊缝的长度，mm，式中：1-
加强筋与内壳及外壳单个连接焊缝所支承的面积（见图4），mm\；FiF,
一内壳及外壳的有效厚度，mm；0.0
一焊缝系数，见表2。
TiiKANiKAca
·（6)
.（7)
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图！节及支承写视示意图
3.4主体受内退时的应力计单校核主体厚除成满是凭压力要求外，还成间时满是相成的内压要求。，主作中的应力接（8)计算计算所得结果必须满是：二以）。p
武中：g-
主体中的应力.MPa：
一主作长边内创长度之平，mm：P—火商空设计K力MPa
1一一两相邻加强筋中心线间的距离，（见图1)mm；8
Ⅱ一一在主作的长过与上体轴线相垂直的方向上出内壳、外壳及加强筋三者组成的组合染（梁宽度为上的抗弯模量。让算时内壳和外壳的有效序度部近似的取两者中的较小值且不计加强筋的刚度。mm；
[】—一许川应方.取内完及外壳材料诈用应力的较小值，MPa：更短缝系数，持体纵焊缝的位留衍合3.1要求时，取中=1。4矩形后封头计算
灭菌器用短形后均头有带平折边的凸形封头和带加强筋的平封头等多种型式，其中带平折逆的凸形封头的结构和计就按本节要求进行·其他型式封头的设计可按相应标准进行。4.1带平折边的凸形封头的结构及受力状态带平折边的品形头由折边利凸形两部分组成（见图5）。工作时封头的凹面受压。28
YYT0084.292
后封头
图5短形后头与主你焊接结构示点图S.>28.
形部分的长轴及短轴分别与短形其头的长造及知边对应，折违部分的外例和内等分劳与主的外壳和内亮焊接在起
后封头与主作的连接焊缝应采用全焊透结构（见图5）。封头从折过到内形部分的过漫制款害径不理小于三倍的封头厚度
短形封头的厚度取折过部分及凸形部分厚度计势结果的较大值·且封头厚度，股不宜小于主体内亮及外壳的厚度。
4.2凸形部分的设计厚度按式（9）计3
武中：）一一凸形部分的设注厚度mm：SPR
R一形部分在长轴方向上的率半径.mm；P--灭菌密设计压力.MPa
活封头材料的许用应力.MPa：
原度附加款.mm
4.3折迎部分的设计度按式10计筑2K.P
一折部分的设计厚度.mm：
折部分的宽度（见图5），nnl：火设让用力MPa：
K，--结构系款.取K，一0.33
2—妆系款.7-3.1-2.1
一用尼头尚长m：
一焊缝系数.见长？
5矩形门板计算
实菌器用加形门在多种结构阅式·其中单层带平折逆的四形门使的让务按车节要求进行，其他到HiKAoNIKAca
式门板的设计，可按相应标准进行。YY/T 0084.2--92
门板的设计，不仅要满足强度要求，而且还应满足刚度要求。5.1带平折边的凸形门板的结构及受力状态带平折边的凸形门板的结构和要求与后封头相同，工作时凸面受压。矩形门板的厚度取折边部分及凸形部分厚度计算结果的较大值。5.2凸形部分的设计厚度按式(11)计算。,=1.39K.PR+c
式中：，-凸形部分的设计厚度，mm；K，
-刚度系数，根据实际情况取K，=1.5～2.5；灭菌室设计压力，MPa
凸形部分在长轴方向上的曲率半径，mm；门板材料的许用应力，MPa。
5.3折边部分的设计厚度按式（12)计算。8=K82
一折边部分的设计厚度，mm；
仅按强度计算的折边部分的设计厚度（见4.3条）。6门拴计算
6.1.手动辐射摇臂门的结构
（11）
（12）
灭菌器普遍使用辐射摇臂门，这种门主要由门栓、门板、密封圈、中心丝杆及移动螺母等部件组成。门检成辐射状，相对于门板中心对称均布于整个门板上。门栓的细端与移动螺母联系。粗端与主体上的门栓撑孔配合（参见图6）。
门检架
门轮孔
主体外尧
密封图
图6辐射摇臂门结构示意图
6.2门栓断面尺寸计算
当门栓断面为圆形时，直径d（mm）按式（13）计算；d
当门栓断面为矩形时，高h（mm）按式（14）计算。6K.Qm
移动螺母
（13）
.（14）
武中K.-
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门检实际受力系数，与门检的淄整情况等有关。述议K，一1.2～2：一一第：根门栓的弯曲力臂（从门检架门检粗端受力点之间的垂直距离）.mm：当各门检的力静不同时取各门整力障的较大值一门检数：
b，一门栓断珀宽度，mm
【——门价材料的许用应力.MPa；Q.一门板实现贫封所需的压紧力.N。Q,=P(F+Bm)
P，一菌室设计让压力MPa
F门承受展汽压力作用的面积，mm1一密均图长度.nn
一密时均的有效压力宽度.mm：
一密时图系数，在表6。
表6密封图系数m
密封医系数
预胶：
低于能氏更75
高于肖氏硬度73
橡胶O型环：
低于肖氏硬度75
肖长醒度75~85
7门拴撑孔计算
门栓撑孔前创承力宽度B（mm）（见图）按式（1）计算目
图？门择孔示意图
—门栓实际受力系数，与门栓的调整错况等有关，建议K1.2～2：式中K，
门板实现密封所需的压紧力，N（见6.2条）；一门栓数；
一门栓择孔处的有效厚度，应不小于灭菌器的外壳的有效厚度.mm：8中心丝杆计算
中心丝杆横断面的承力面积按式（16)计算。TTKAONrKAca
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式中：一中心丝杆横断面的乐力面积.mm：【一中心丝杆材料的诈用成力.MPa：Q一一中心丝杆承受的轴向作用力.N。QKQ
Q，-一门板实现密时所品服紧力.N（见6.2条）：月—-门栓数：
第，根门择从门抢架门栓粗端受力点间的更距离（见图6）mm：1一一第根门抢从门伦架门检细端受力点问的需直距离（见图6）mm。9灭菌器的安全附件及有关规定
9.1安全阀
9.1.1灭菌器必须装置安全阅。仅夹贷与蒸汽源联接的灭菌器可以只在夹套上装留安全阀：夹套和灭简室都直接与蒸汽源联接的灭商器·灭菌空和套分别装置安全阀；带有蒸汽发牛生器的火南器，当蒸汽发生器的最高工作乐力与火用器最高工作压力不间时·还应作费汽发生器上装置安全阀。9.1.2安全阀的设计、制造应符合相应的国家标准和行业你准，使用单位应选用有制造诈可证的厂家的产品。
9.1.3安全阅按规定调整盾.必须期铅封。使用过程中应加强维扩与定期检验，保证安全阅灵敏可靠，9.1.4灭菌器与安全阅之间的连接管和管件的通孔战而积不得小于安全阅的进而积。9.1.5安全阀应铅直安装在火菌器的气相部位上.门动汽时应确保工作人员的安全。9.2减压阀
当火菌器的最高工作压力低于燕汽源的压力时·在火菌器的进汽管道上应装置减压阅。9.3联锁机构
灭菌器的门应有联锁机构或有“汽未放尽，切勿开门“等标志。联锁机构应保证当灭间空的压力大」27kPa（0.28kgf/cm*)时.门不会被打开，及门栓未关至预定部位前，蒸汽不能进入灭尚室。9.4力表
9.4.1火菌器的灭菌空和火您应分别装资压力表，正力应安装在便于现紧儿能准确指示灭菌室和火专实际压力的部位。
9.4.2原力表的精度应不低-12.5级。其技术要求应符合GB1226的规。9.4.3压力表的量程应为火用器敢高工作压力的1.5至3借，最好取2借，表就真不得小手100mm
9.4.4压力表的设验和维护应符合国家计量部门的有关规定。压力表安装前应进行校验·在刻度盐上应划出指示最高工作压力的红线，注明下次校验月期。正力表校验后应加铅封。9.5温度表（仪）
9.5.1灭菌器的灭荫室必须装置温度表（仪）。温度装（仪）的感温元件应安装在灭菌密温度最低的部位。
9.5.2温度表（仪）的精度不得低于1.5级。9.6蓝水阀
火首露应装置蔬水阅，疏水阁的技术要求应符合WS2一150的规定。9.7保温层
灭菌器应有保温层，保温层应选用不吸湿的材料。32
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9.8灭菌器的材料、设计、制造、安装、使用、管理等方面的其他要求，还应避守国家有关压力容器方面的法规、规程和国家医药管理局颁发的有关标准规定。附加说明：
本标准由广东医疗器械检测中心归口。本标准由山东新华医疗器械厂负责起草。本标准主要起草人李玉录、孙瑞荣范兴祖、逢东起。HYiKAoNYKAca
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