火 力 发 电 厂
汽水管道应力计算技术规定
SDGJ6—90
主编部门：能源部华东电力设计院 批准部门：能源部电力规划设管理局 施行日期：1991年3月1日
能源部电力规划设计管理局
关于颁发SDGJ6—90《火力发电厂汽水管道
应力计算技术规定》的通知 (90)电规技字第44号
为适应电力建设发展的需要，我局委托华东电力设计院对原SDGJ6—78《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》进行了修订。经组织审查，现批准颁发SDGJ6—90《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》为行业标准，自1991年3月1日起执行，原颁发的SDGJ6—78《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》同时停止执行。 各单位在执行过程中如发现不妥或需要补充之处，请随时函告我局及负责日常管理工作的华东电力设计院。
1990年5月5日
使用符号的单位和意义 符 号 σσ20b 单 位 MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa ℃ ℃ mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm 意 义 钢材在20℃时的抗拉强度最小值 钢材在设计温度下的屈服极限最小值 钢材在设计温度下残余变形为0.2%时的屈服极限最小值 钢材在设计温度下的105h持久强度平均值 钢材在设计温度下的许用应力 内压折算应力 设计压力 设计温度或工作温度 计算安装温度 管子外径 管子内径 三通支管的连接管子外径 三通支管的连接管子内径 直管最小壁厚 直管计算壁厚 直管公称壁厚 主管公称壁厚 支管公称壁厚 支管当量壁厚 管子实测最小壁厚 σts ts(0.2%) σtD t［σ］ σeq p t tamb Do Di do dI Sm Sc Sn Snh Snb Sb3 S r rmh r′mb rp α η Y C A R h k i f N γ σE σL MA MB MC ΔX、ΔY、ΔZ ΔX20、ΔY20、ΔZ20 ΔXB、ΔYB、ΔZB ΔXA、ΔYA、ΔZA ΔXtAB、ΔYtAB、ΔZtAB ΔXcsAB、ΔYcsAB、ΔZcsAB XB、YB、ZB XA、YA、ZA αt E20 Et RE R201 R20 Rt mm mm mm mm mm — — mm — mm — — — — — — MPa MPa N2mm N2mm N2mm mm mm mm mm mm mm mm mm 10-6/℃ kN/mm2 kN/mm2 N(或N2mm) N(或N2mm) N(或N2mm) N(或N2mm) 管子平均半径或弯管平均半径 主管平均半径 支管平均半径 接管座加强段的外半径 考虑腐蚀、磨损和机械强度的附加厚度 许用应力的修正系数 温度对计算管子壁厚公式的修正系数 直管壁厚负偏差值 直管壁厚负偏差系数 弯管弯曲半径 尺寸系数 柔性系数 应力增强系数 应力范围的减小系数 交变次数 冷紧比 热胀应力范围 管道在工作状态下，由持续荷载，即内压、自重和其他持的轴向应力之和 由于自重和其他持续外载作用在管子横截面上的合成力矩 由于安全阀或释放阀的反座推力、管道内流量和压力的瞬震等产生的偶然荷载作用在管子横截面上的合成力矩 计算管系(或分支)沿坐标轴X、Y、Z的线位移全补偿值 计算管系(或分支)沿坐标轴X、Y、Z的线位移冷补偿值 按全补偿值及20℃的弹性模量，计算热胀引起的合成力矩 计算管系(或分支)的末端B沿坐标轴X、Y、Z的附加线位 计算管系(或分支)AB沿坐标轴X、Y、Z的热伸长值 计算管系(或分支)AB沿坐标轴X、Y、Z的冷紧值 计算管系(或分支)的末端B的坐标值 计算管系(或分支)的始端A的坐标值 钢材在工作温度下的线膨胀系数 钢材在20℃时的弹性模量 钢材在设计温度下的弹性模量 计算管系(或分支)的始端A沿坐标轴X、Y、Z的附加线位 计算端点对管道的热胀作用力(或力矩)，按全补偿值和钢材的弹性模量计算 管道运行初期在冷状态下对设备(或端点)的推 力(或力矩) 管道应变自均衡后，在冷状态下对设备(或端点)的推力(或 管道运行初期在工作状态下对设备(或端点)的推力(或力矩 第一章 总 则
第1.0.1条 管道应力计算的任务是：验算管道在内压、自重和其他外载作用下所产生的
一次应力和在热胀、冷缩及位移受约束时所产生的二次应力，以判明所计算的管道是否安全、经济、合理以及管道对设备的推力和力矩是否在设备所能安全承受的范围内。 第1.0.2条 本规定适用于以低碳钢、低合金钢和高铬钢为管材的火力发电厂汽水管道的强度计算。
第1.0.3条 管道的热胀应力按冷热态的应力范围验算。管道对设备的推力和力矩按在冷状态下和在工作状态下可能出现的最大值分别进行验算。
第1.0.4条 恰当的冷紧可以减少管道运行初期的热态应力和管道对端点的热态推力，并可减少管系的局部过应变。冷紧与验算的应力范围无关。
第1.0.5条 进行管系的挠性分析时，可假定整个管系为弹性体。 第1.0.6条 使用本规定进行计算的管道，其设计还应遵守《火力发电厂汽水管道设计技术规定》。管道零件和部件的结构、尺寸、加工等，应符合《汽水管道零件及部件典型设计》的要求。
第二章 钢材的许用应力
第2.0.1条 钢材的许用应力，应根据钢材的有关强度特性取下列三项中的最小值：
?20b/3，?ts/1.5或?ts(0.2%)/1.5，?tD／1.5
其中 ?20b——钢材在20℃时的抗拉强度最小值(MPa)；
?ts——钢材在设计温度下的屈服极限最小值(MPa)；
?ts(0.2%)——钢材在设计温度下残余变形为0.2%时的屈服极限最小值(MP a)； ?tD——钢材在设计温度下的105h持久强度平均值(MPa)。 常用钢材的许用应力数据列于附录一。 对于未列入附录一的钢材，如符合有关技术条件可作为汽水管道的管材时，它的许用应力仍按本条规定计算。
第三章 管道的设计参数
第3.0.1条 管道的设计压力应按下列规定取用：
一、主蒸汽管道的设计压力，取用锅炉过热器出口的额定工作压力。 当锅炉和汽轮机允许超压5%(简称5%OP)运行时，应加上5%的超压值。 二、再热蒸汽管道的设计压力，取用汽轮机最大计算出力工况(调节汽门全开，简称VWO或VWO+5%OP)下热平衡中高压缸排汽压力的1.15倍。对于再热器出口联箱到汽轮机的部分，可减至再热器出口安全阀动作的最低整定压力。
三、汽轮机非调整抽汽管道的设计压力，取用汽轮机最大计算出力工况(VWO或VWO+5%OP)下热平衡中该抽汽压力的1.1倍。
四、汽轮机调整抽汽管道、背压式汽轮机排汽管道和减压装置后蒸汽管道的设计压力，分别取其最高工作压力。 五、与直流锅炉启动分离器连接的汽水管道的设计压力，取用各种运行工况中可能出现的最高工作压力。
六、主给水管道设计压力的取用分两种情况： 1.对于设有不可调速电动给水泵的管道
从前置泵至主给水泵和从主给水泵出口至锅炉省煤器进口的管道，其设计压力取用泵的特性曲线最高点对应的压力与进水侧压力之和。 2.对于设有可调速给水泵的管道
(1)从给水泵出口至泵出口关闭阀的管道设计压力，取用泵在额定转速下特性曲线最高点对应的压力与进水侧压力之和；
(2)从泵出口关闭阀至锅炉省煤器进口的管道设计压力，取用泵在额定转速及设计流量下泵出口压力的1.1倍与进水侧压力之和。
第3.0.2条 管道的设计温度应按下列规定取用：
一、主蒸汽、高温再热蒸汽管道的设计温度，应分别取用锅炉额定蒸发量时过热器、再热器出口的额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差值。温度偏差值可取用5℃。 二、低温再热蒸汽管道的设计温度，可取用汽轮机最大计算出力工况(VWO或VWO+5%OP)下热平衡中高压缸的排汽参数，等熵求取管道在设计压力下的相应温度。如制造厂有特殊要求时，该设计温度应取用可能出现的最高工作温度。
三、汽轮机非调整抽汽管道的设计温度，可取用汽轮机最大计算出力工况(VWO或VWO+5%OP)下热平衡中该抽汽参数，等熵求取管道在设计压力下的相应温度。
四、汽轮机调整抽汽管道、背压式汽轮机排汽管道和减温装置后蒸汽管道的设计温度，分别取其最高工作温度。 五、与直流炉启动分离器连接的汽水管道的设计温度，取用各种运行工况中可能出现的最高工作温度。
六、加热器后主给水管道的设计温度，取用被加热水的最高工作温度。
第四章 承受内压的管子壁厚计算
第4.0.1条 直管最小壁厚Sm应按下列规定计算： 一、按直管外径确定时：
二、按直管内径确定时：
(4.0.1-1)
以上两式中 p——设计压力(MPa)； Do——管子外径(mm)； Di——管子内径(mm)；
——钢材在设计温度下的许用应力(MPa)；
(4.0.1-2)
Y——温度对计算管子壁厚公式的修正系数，对于碳钢、低合金钢和高铬钢，480℃及以下时Y=0.4，510℃时Y=0.5，538℃及以上时Y=0.7，中间温度的Y值，可按内插法计算；
α——考虑腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度(mm)；
η——许用应力的修正系数，无缝钢管的η=1.0，纵缝焊接钢管按有关制造技术条件检验合格者，其η值按表4.0.1取用，螺旋焊缝钢管按SY5036—83标准生产制作和无损检验合格者，η=0.9
表 4.0.1 纵缝焊接钢管许用应力修正系数表 焊接方法 手工电焊 或 气 焊 熔剂下的 自 动 焊 焊 缝 形 式 双面焊接有坡口对接焊缝，100%无损探伤 有氩弧焊打底的单面焊接有坡口对接焊缝 亚氩弧焊打底的单面焊接无坡口对接焊缝 双面焊接对接焊缝，100%无损探伤 单面焊接有坡口对接焊 缝单面焊接无坡口对接焊缝 η 1.00 0.90 0.75 1.00 0.85 0.80 第4.0.2条 直管计算壁厚Sc应按下列方法确定：
(4.0.2-1)
C——直管壁厚负偏差值(mm)。
一、对于热轧生产的无缝钢管，壁厚负偏差值可按下式确定：
(4.0.2-2)
A——直管壁厚负偏差系数，根据管子产品技术条件中规定的壁厚允许负偏差(%)按
表4.0.2取用。 二、对于按内径确定壁厚及采用热挤压生产的无缝钢管，壁厚负偏差值应根据管子产品技术条件中的规定选用。
三、对于焊接钢管，采用钢板厚度的负偏差值，但C值不得小于0.5mm。
表 4.0.2 直管壁厚负偏差系数表 直管壁厚允许负偏差(%) A -5 0.053 -8 0.087 -9 0.099 -10 0.111 -11 0.124 -12.5 0.143 -15 0.176 第4.0.3条 直管公称壁厚Sn，对于按外径确定壁厚的钢管，根据直管计算壁厚Sc，按管子产品规格选用；对于按内径确定壁厚的无缝钢管，根据直管计算壁厚Sc和制造厂产品技术条件中的有关规定选用。在任何情况下，Sn均应等于或大于Sc。 第4.0.4条 弯管的壁厚应按下列方法确定：
一、用作弯管的直管，其最小壁厚根据弯曲半径而定，按表4.0.4取用。
表 4.0.4
弯曲半径 ≥6倍管子外径 5倍管子外径 4倍管子外径 3倍管子外径 弯管前所采用直管的最小壁厚 1.06Sm 1.08Sm 1.14Sm 1.25Sm 二、弯管后任何一点的实测最小壁厚不得小于直管最小壁厚Sm。
第五章 补偿值的计算
第5.0.1条 管道一般以设备连接点或固定点分为若干管段，设备连接点或固定点之间互相连接的各管段，构成一个独立的计算管系，统一进行挠性分析和计算。 第5.0.2条 在进行作用力和力矩计算时，应采用右旋直角坐标系作为基本坐标系。基本坐标的原点可以任意选择，一般Z轴为向上的垂直轴，X轴为沿主厂房纵向的水平轴，Y轴为沿主厂房横向的水平轴。
第5.0.3条 当端点无附加角位移时，计算管系(或分支)的线位移全补偿值可按下列公式计算：
(5.0.3-1)
其中