【石油天然气行业标准(SY)】 火筒式加热炉受压元件强度计算方法

中华人民共和国石油天然气行业标准SY 526191
火筒式加热炉受压元件
强度计算方法
1991-07:19发布
中华人民共和国能源部
1991-12-01 实施
半题内穿与适用范围
用标准
材料和许用应力
设计压力和设订温度
壳体强度诈算
盘管强度让算
8火筒计算
9亮体开孔补强计算
10壳体应力校核及鞍座设计
附录A计第例题 (参考件)
SY 526191
（4）
（4）
中华人民共和国石油天然气行业标准火筒式加热炉受压元件强度计算方法1主题内容与适用范围
本标准规定了火简式加热炉受压元件的强度计算方法。SY 526191
本标准适用于按SY5263《火筒式加热炉设计技术规定》设计，并按SY5262《火简式加热炉技术条件》制造，检验和验收的火筒式加热炉。2
引用标准
GB 150
GB 713
GB3274
GB 6654
GB 6479
GB 8163
GB 9948
钢制压力容器
锅炉用碳素钢和低合金钢钢板
碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带压力容器用碳素钢和低合金厚钢板，化肥设备用高压无缝钢管
输送流体用无缝钢管
石汕裂化用无缝钢管
ZB E97 003.
石袖工业用加热炉型式与基本参数SY 5263
SY 5262
火筒式加热设计技术规定
火筒式加热炉技术条件
3材科和许用应力
3.1制造火简式加热炉受压元件所采用的材料应符合SY5263中有关条文的要求3.2在不间设计温斐下钢板的许用应力值按表1选取；钢管许用应力值按表2选取。使用以上各表时，中间温度下的许用应力值可用内插法求得。3.3对于已有成功使用经验低上述表内末列出的钢板和钢管的许用应力值，按下式计算并取H中较小值：
中华人民共和国能源部1991-07-19批准MPa
1991-12-01实施
Q235-A
GB 32744.5~ 16
GB 6654
GB 713
:GB 6654
GB 713
I5MnVR|GB 6654
GB9948
GB6479
GB 8163
GB9948
GB6475
GB 6479
GB 6479
6 ~ 16
[7~ 25
17~ 25
4设计压力和设计温度wwW.bzxz.Net
SY 5261-91
表1钢板许用应力值
常温疆度指标
钢管许用应力值
带温强度指标
在列湿度（）下的许月力望
在下列温度（C）
下的诈用成力
火简式加热炉壳体及盘管的设计压力按SY5263叶有关条文确定。4,1
4.2火筒式问接加热炉受压元件设计温度按表3确定。 2.
受元件名称
烟管、管板
非直接受火元件
注：为中间传热介质饱和温度
SY 5261- -91
表3受压元件设计温度
设计温度，
1=1a + 90
=1。 50
≥250
H≥250
4.3火筒式直接加热炉直接受火元件设计温度应根据传热计算确定，当低下250℃时，收250℃。体设计温度取被加热介质最高工作溢度。５厚度
5.1计笋厚度。系指按计算公式算得到的厚度5.2设让厚度S.系指计算原度与厚度附加量C之和，厚度附加量C按下式计算。C=C +C2
5.2.1钢板厚度负偏差C，按表4选取；钢管厚度负偏拳C,按表5计算（其值为钢管壁厚与负偏差百分数的乘积）。
钢板厚度负偏差C
钢板停度
负偏差C
碳索钢，低合金钢
表5钢管度负偏差百分数
厚，mm
26～30
负偏差白分数
5.2.2腐蚀裕量Cz根据介质的腐蚀性质和设备使用寿命确定，--般应不小F1mm。5.3名义厚度2是将设计厚度向上圆整至有关标准规格的厚度，一般简称厚度、即图样工标注的厚度。
5.4有效厚度系指名义厚度减去厚度附加量的值。5.5尧体的最小有效厚度amn应为0.m6mm。
且不小于3mm，壳体的最小名义厚度应不小mm.
5.6火筒式加热炉制造单应根据制造工艺条件，并考虑材料实际厚度自行确定加工裕量，以确保火简式加热炉各受压元件的实际厚度不小十该儿件名义厚度减去厚度负偏差。3
6壳体强度计算
6.1符号说朗：
D—简体或封头内直径，mm;
设计内压力：MPa;
5-简体或封头计算厚度，mm;
中焊缝系数;
SY 526191
设计温度下材料许用应力值，Mpa。6.2焊缝系数中按GB150中1.8条的规定确定。6.3
简体计算厚度按下式计算：
2[g]Φ-p
6.4标准椭圆形射头计算厚度按下式计算pD.
2[α] -0.5p
盘管强度计算
符号说明：
一度附加基：mm,
直管或弯头内直径，mm；
一直管或弯头外宜径，mm；
-江管丙亢径，mm
-汇管外直径，mm;
弯头应力增值系数；
一平盖结构特性系数：
-设计内压力，MPa;
弯头中心线曲率半径，nm;
一直管，弯头或汇管算厚度，mm;古管、弯头或汇管有效厚度，mm；Sn
一平盖计算厚度，mm;
一汇管孔间距.imm；
一汇管孔排减弱系数；
【α】—设计溉度下材料许用应力值、MPa7.2直管计算厚度按下式计算
2[a]'+p
7.3弯头计算
7.3.1驾头应力增值系数按下式计算：4R-D
弯头计厚度按下式计算
2la」+p
7.4汇管计算
SY $261-91
7.4.1：江管孔桥（见图1）减弱系数按下式计算：S-(D,-2C,)
般为2R
图1汇管的孔
7.5平盖计算
7.5.1乎盖的结构特性系数K见表6。7.5.2平盖的让算厚度按下式计算：=
8　火筒计算
8.1符号说明：
A一—一系数（见图3);
一加强圈横截面积，mm；
一系数（见图3），MPa:
-厚度附加量，mm；
SY 526f 91
半羊特性拓救人
平直火管、烟管外古径戒波形火笋波峰外南径、I11I1:律板假想圆亢径，mm;
H——加强圈高度：mm;
加强圈横截面惯性知，mm：
一加强圈所需的忧性知、nm：
L----火简计算长度，mm;
设计外压力，MPa；
-最高许用外压力，MPa:
管板管孔最小冲心距，mm
-波形火管或标准概圆形头i算度、mmd一一火管、烟管有效淳疫，mm;5
加强圈有效厚度，mm;
一管板计节厚度，mm
-设计度下材料许用应力慎，MPa，系数K
且不小于0.2
用于pss2.aMFa
和D400mm
的汇管和平盖
8,2火简计算长度的确定：
SY 5261-91
a。无加强圈的平直火简让算长度L见图2（a)、(b)、（e)；，带加强圈的平真火筒计算长度L相邻两加强圈的中心，或加强谢心至火简与壳体封头连接处的问距，并最数值较大者，见图2（d)；由直火管和形火管纽成的火管，其平直火管的让算长度L取实际平卢火管长度的2倍C
若460mmD.970mm，L6D，时，则取L=6.(
图2火管、烟管计筑长度
8.3平点火管、烟管的计算
8.3,1当2,≤152mm时按下武算
SY 526191
8.3.2当 152mm4.5D.时，分别按下列备式计a.0.023D,时
b, ≥0.023D,时:
689008
8.3.3当460mm之D,970mm，且 L≤6D,时，分别按下列各式计第a. L1208 时:
(p) -0,355(008 1.03L)
b、 L>1208时:
8.3.4当 460mm6D,时，分别按下列各式i计t算a．<120%时：
(p -0035(300. -6.18D.)
b. L>1200 时:
8.4加强圈的平火管、烟管计算
8.4.1加强圜结构应满足以下要求：a.8mmh<22mm，且8≤1.255g；
SY 526191
c.间距宜不大十60g.或910mm，取两者数值较小者。8.4.2带加强阅的直火管、烟管通过图3进行证算，步骤下：a.先假设火管或烟管厚度和计算长度L：b.计算L/ D,和 D,/o
在图3纵坐标上读1.／D。点，沿此点水平行移与D/线相交（中间值用内插法），出此交C
点垂直移动与温度线相交，冉由此交点水平右移读山B俏：d由下式计算最高许用外压力：
，将【上进行比较。如果【】小于就选用较人的或较小的或两者的某些纠合直至【】人于”为止，
8.4.3加强圈的计算：
假设加强圈的厚度，和高度：
b.计算加强圈横截面积A,和惯性矩I：按下式计算将值：
d，在图3纵坐标上读山B点：水平左移与温度线相交，循该点垂有向下移读出A值，e.根据下式计算所需惯性短：
D'L(S +A / L)A
f。如果大丁{，则另定·个有较大惯性矩构件的截面，并另确定」与的值，直至小十「为止。
8.5被形火管的计算厚度按下式计算：pd
8.6由平占火管和波形火管组成的火简分别按8.3条和8.5条有关公式进行计算，在计算时，计算长度L应按8.2条C款确定。
8.7火簡封头准采用标准椭圆形封头时的计算厚度按下式计算：nn
SY 5261
8.8平点火管、烟管上有锥形段时，锥形段仍按件计算、其外径取大头外占径8.9焊接弯头的厚度取与之相连的平古火管的厚度8.10火的名义序您应人」6mm。
k至 150
上至260℃
上笔370
上至425℃
上至475℃！
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图3确定带加强圈的火简厚度线饰图2
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