劉復(fù)田

（上海工業(yè)鍋爐研究所 上海 200071）

我國工業(yè)鍋爐標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)：回顧、比較和展望

劉復(fù)田

（上海工業(yè)鍋爐研究所 上海 200071）

本文詳細(xì)介紹上世紀(jì)80年代開始的采用國際及先進(jìn)國家標(biāo)準(zhǔn)的工作；并將我國標(biāo)準(zhǔn)與BS 2790及歐洲EN 12953．3鍋殼鍋爐標(biāo)準(zhǔn)作對比分析；以及提出關(guān)于我國鍋爐標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的建議。

鍋殼鍋爐 國際標(biāo)準(zhǔn) 英國BS 2790 德國TRD 歐洲EN 12953．3

1 我國鍋殼鍋爐標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的四個階段

我國鍋爐工業(yè)最早出現(xiàn)于1843年五口通商后，在租界里帶來了鍋爐，為解決安裝與修理，在我國出現(xiàn)了為它們服務(wù)的修理、制造配件的工場。后發(fā)展為生產(chǎn)一些小型立式和臥式鍋爐。關(guān)于鍋爐標(biāo)準(zhǔn)的制訂則是在解放以后進(jìn)行。

我國工業(yè)鍋爐標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展，是隨著鍋爐工業(yè)發(fā)展而發(fā)展的。在解放以前，我國雖有十幾家工廠，均以修配和仿制一些小容量鍋爐為主，是作坊式生產(chǎn)。根本成不了一種工業(yè)行業(yè)，制造工藝和技術(shù)要求，都只是抄襲進(jìn)口鍋爐的藍(lán)圖上條文，所以談不上有廠標(biāo)和單個產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 第一階段

從上世紀(jì)50年代至60年代初，全盤學(xué)習(xí)蘇聯(lián)，引進(jìn)了設(shè)計、工藝、標(biāo)準(zhǔn)、管理等。當(dāng)時我國一無所有，得此技術(shù)支援，的確使鍋爐行業(yè)發(fā)展很快。然而這些都是對電站鍋爐，對工業(yè)鍋爐還是循著原來方式生產(chǎn)，只不過得到幾種水管鍋爐圖紙（k-2、k-4、ДkB等），一些鍋殼鍋爐還是舊的英國爐型。

上世紀(jì)60年代初勞動部頒布《蒸汽鍋爐安全規(guī)程》（1961年），勞動部、一機部聯(lián)合頒布《火管鍋爐受壓元件強度計算暫行規(guī)定》（1961年），一機部的（DZ）173—62《水管鍋爐受壓元件強度計算暫行規(guī)定》。這些基本上是蘇聯(lián)模式。

1.2 第二階段

上世紀(jì)60年代中期至70年末，這10年是“文革”期間，幾乎一切停頓，但由于鍋爐是受壓設(shè)備，在此期間爆炸事故頻繁，國家重視，于70年代初，組織了行業(yè)內(nèi)的一些工廠編制了鍋爐各部件的制造技術(shù)條件，于1975年公布了17項標(biāo)準(zhǔn)，作為部頒標(biāo)準(zhǔn)，其基礎(chǔ)還是以哈鍋廠一些廠標(biāo)為主（實質(zhì)上還是蘇聯(lián)的），結(jié)合國內(nèi)一些實際情況制定的。

至上世紀(jì)80年代初，國家著手制修訂新的標(biāo)準(zhǔn)。機械部于1984年頒布了JB 3622—84《鍋殼式鍋爐受壓元件強度計算》［1］，正式廢止了1961年頒布的“暫行規(guī)定”，這是包括立式、臥式各種結(jié)構(gòu)的較全面的鍋殼鍋爐標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國內(nèi)常用的爐型，參照了當(dāng)時僅能收集到的日本和英國標(biāo)準(zhǔn)，吸收了他們對一些結(jié)構(gòu)的新的計算公式和方法，特別是上世紀(jì)80年代初，剛改革開放開始進(jìn)口一些油爐，國內(nèi)工廠也準(zhǔn)備生產(chǎn)油爐，標(biāo)準(zhǔn)適時地加入了波形爐膽的計算公式。該標(biāo)準(zhǔn)的頒布執(zhí)行，大大促進(jìn)了鍋殼鍋爐技術(shù)發(fā)展，并提高了產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。

1.3 第三階段

上世紀(jì)80年代至90年代，是國家改革開放，大量國外資料、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)設(shè)備的被引進(jìn)。并提出采用國際及國外標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐采標(biāo)的對象怎樣選，對工業(yè)鍋爐特別是鍋殼鍋爐又該怎樣。此時各國標(biāo)準(zhǔn)也容易收集到，如英、德、日3國關(guān)于鍋殼鍋爐標(biāo)準(zhǔn)較全面。行業(yè)深感1984版標(biāo)準(zhǔn)已不敷使用，遂組織各方面教授、專家于1992年開始修訂新鍋殼鍋爐標(biāo)準(zhǔn)。

在修訂過程中遵循采標(biāo)的要求，深入理解國外標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性，又結(jié)合國內(nèi)經(jīng)驗，修訂3622-84，改為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16508—1996《鍋殼鍋爐受壓元件強度計算》［2］。該標(biāo)準(zhǔn)的主要特點是在吸收國外最新技術(shù)時（主要是BS 2790—92《焊接結(jié)構(gòu)鍋殼鍋爐設(shè)計和制造規(guī)范》），也把我國10年來自己創(chuàng)造并經(jīng)過長期運行考驗的安全結(jié)構(gòu)列入，如拱型管板、螺紋煙管等項，還把當(dāng)時已逐漸出現(xiàn)的鑄鐵鍋爐也作為附錄列于后。該標(biāo)準(zhǔn)已很接近當(dāng)時國際先進(jìn)水平。標(biāo)準(zhǔn)頒布后深受工廠歡迎，經(jīng)過17年的使用，對推動工業(yè)鍋爐技術(shù)發(fā)展做出了有益貢獻(xiàn)。

1.4 第四階段

隨著國際技術(shù)交流的頻繁和國內(nèi)科研發(fā)展及生產(chǎn)實踐的需要，標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)及時修改。在修改中吸收了歐洲EN 12953“鍋殼鍋爐”標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)內(nèi)容，于2013年頒布GB/T 16508．1~16508．8—2013《鍋殼鍋爐》［3］。在GB/T 16508．3中主要改進(jìn)的內(nèi)容：依據(jù)理論分析，有限元計算方法，應(yīng)力測定結(jié)果，放寬了一些不合理過嚴(yán)內(nèi)容，如明顯減少了下腳圈，平端蓋厚度；放寬了凸形封頭人孔尺寸的限制及筒殼上大孔與孔排的加強計算規(guī)定；參照國外標(biāo)準(zhǔn)減少了煙管厚度等。

2 英國鍋殼鍋爐標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)及歐洲標(biāo)準(zhǔn)的淵源

2.1 BS 2790與ISO 5730《焊接結(jié)構(gòu)固定式鍋殼鍋爐》間的關(guān)系

在1968年ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）頒布的ISO/ R831《固定式鍋爐建造規(guī)范》是第一份關(guān)于鍋爐的國際標(biāo)準(zhǔn)，作為國際貿(mào)易時須遵循的規(guī)定，但其又非正式文本，僅為推薦書（recommendation），且內(nèi)容不多，于鍋殼鍋爐則更少，不敷使用。至1997年廢止了，看來是過于簡單，技術(shù)要求低，很多國家標(biāo)準(zhǔn)都高于它。

1973年，由ISO/TC11/WG10組織編寫鍋殼鍋爐標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)時WG的負(fù)責(zé)人是英國人?？怂?，成員中歐洲人較多。1981年完成ISO/DP5730（建議草案），直至1992年12月才完成。頒布了ISO 5730《焊接結(jié)構(gòu)固定式鍋殼鍋爐》［4］，是當(dāng)時集各先進(jìn)國家之大成，具有國際先進(jìn)水平的標(biāo)準(zhǔn)。其實就其內(nèi)容與英國標(biāo)準(zhǔn)BS 2790進(jìn)行對比的話，可用?？怂拐f的一句話來概括，ISO 5730只是將BS 2790的某些曲線向兩端延伸了一些，以及某些公式的系數(shù)作了些修改而已。這就是說ISO 5730是以BS 2790為基礎(chǔ)，加進(jìn)了德、法和其它歐洲國家的意見，其中也采納了我國代表團的意見，就是焊后熱處理厚度由≥20mm改為≥30mm。

2.2 BS 2790與EN 12953《鍋殼鍋爐》間的關(guān)系

從上世紀(jì)末受歐洲委員會和歐洲自由貿(mào)易協(xié)會的委托由CEN/TC269“鍋殼和水管鍋爐”技術(shù)委員會負(fù)責(zé)編制“鍋殼鍋爐”標(biāo)準(zhǔn)。其秘書長由德國DIN擔(dān)任，經(jīng)幾年的編制，最后于2002年5月正式頒布。并明確規(guī)定“CEN成員應(yīng)履行CEN/CENELEC內(nèi)部條例，該條例規(guī)定了將歐洲標(biāo)準(zhǔn)作為唯一的國家標(biāo)準(zhǔn)的條件。”［5］

綜觀該標(biāo)準(zhǔn)全文，很明顯地看出，在其前言及目錄內(nèi)容，基本上與德國TRD《蒸汽鍋爐技術(shù)規(guī)程》所列目錄接近。而在EN 12953—3（第三部份受壓元件設(shè)計和計算）這一章的內(nèi)容其基本框架與BS 2790很接近，當(dāng)然很多方面又有TRD的內(nèi)容，因而可以說EN 12953是英、德兩國鍋殼鍋爐標(biāo)準(zhǔn)的混合體，而且都比兩者有所提高。這就是BS與ISO及EN關(guān)于鍋殼鍋爐標(biāo)準(zhǔn)之間的相互關(guān)系，說明了鍋殼鍋爐在英國出現(xiàn)最早，幾百年的發(fā)展，在理論、技術(shù)各方面均較成熟，標(biāo)準(zhǔn)也較先進(jìn)，故受到歐洲和國際的認(rèn)可，所以關(guān)于鍋殼鍋爐的標(biāo)準(zhǔn)，總的是以BS為基本框架。

3 我國工業(yè)鍋爐采用國際標(biāo)準(zhǔn)的情況

上世紀(jì)80年代，國家提出采用國際及國外標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)時的提法是采標(biāo)是最廉價的引進(jìn)?！皹?biāo)準(zhǔn)化工作是牽一發(fā)而動全身的工作，是牛鼻子，一定要抓住，而采用國際標(biāo)準(zhǔn)則是牛鼻子的牛鼻子。”［6］

當(dāng)時提出采標(biāo)的三種模式。

第一種是等同采用。就是將國外標(biāo)準(zhǔn)譯成中文，僅作編輯性修改，內(nèi)容及條文不作任何修改，就作為我國標(biāo)準(zhǔn)編號執(zhí)行。如GB/T 19000質(zhì)量管理體系與ISO 9000的內(nèi)容與條文編排都一樣，此即為等同采用。

第二種是等效采用。是將國外標(biāo)準(zhǔn)與我國標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，找出差距，經(jīng)分析后，根據(jù)國內(nèi)實際情況，對差距不大的則完全采用。對一些差距較大的，又分成二種，一種是經(jīng)過努力，能達(dá)到的就盡量采用。還有一種當(dāng)下一時達(dá)不到的就先放一放，而使主要的方面能達(dá)到類似效果的，即為等效采用。

第三種是選擇采用。經(jīng)對比后認(rèn)為差距很大，難以等效采用，就擇其主要條款，對產(chǎn)品質(zhì)量影響較大，需要盡快趕上去的，就先采用，列入我國標(biāo)準(zhǔn)，大力推廣實施的，謂之選擇采用。

對采標(biāo)的幾種做法，各行業(yè)根據(jù)自己的情況：技術(shù)水平、設(shè)備條件、工藝條件、管理水平來決定自己的做法。

我國工業(yè)鍋爐行業(yè)是一個工廠眾多（80年代初C級以上廠有201家，E級廠有355家），但又是個落后的行業(yè)，技術(shù)力量分散、設(shè)備陳舊、工藝落后，處于半手工半機械的生產(chǎn)方式和管理模式?；谶@種情況，我國制定的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)也必然是較落后的。

因此在剛開始采標(biāo)時，我國與國際和國外標(biāo)準(zhǔn)差距很大，行業(yè)決定先采用當(dāng)時通用的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/R831《固定式鍋爐建造規(guī)范》[7]，采用模式則是選擇采用，對其中有關(guān)工業(yè)鍋爐（包括鍋殼鍋爐）規(guī)定的設(shè)計、工藝、檢測等方面的內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真分析，最后選擇其中五條。例如：管子應(yīng)先水壓試驗；射線探傷采用象質(zhì)計；鋼板打鋼印等規(guī)定。對促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和管理提高作用較明顯的制訂進(jìn)了《工業(yè)鍋爐產(chǎn)品質(zhì)量分等規(guī)定》的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以作為機械部對工廠產(chǎn)品質(zhì)量評比的五條合格標(biāo)準(zhǔn)。

到上世紀(jì)90年代初，經(jīng)過近10年的采標(biāo)宣貫活動，并對近200家工廠產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢查，提出工廠產(chǎn)品質(zhì)量和質(zhì)量管理上的整改建議，經(jīng)過各廠領(lǐng)導(dǎo)和全體職工的努力，收效確實很大，提高較快。加之，在這段時期內(nèi)，進(jìn)口大量鍋殼鍋爐，隨之也引進(jìn)了技術(shù)、工藝、設(shè)備。這時對國外一些標(biāo)準(zhǔn)已較了解和熟悉了。故在1992年修訂JB 3622—84標(biāo)準(zhǔn)時，已有了一定的生產(chǎn)實踐，科學(xué)實驗的經(jīng)驗。所以在采標(biāo)時已有能力對國外幾個較先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析比較。

當(dāng)時對美國ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范中第一分冊《動力鍋爐》［8］，英國BS 2790—1992《焊接結(jié)構(gòu)鍋殼鍋爐設(shè)計和制造規(guī)范》［9］，德國TRD《蒸汽鍋爐技術(shù)規(guī)程》［10］—1986，日本JIS B 8201—1977《陸用鋼制鍋爐構(gòu)造》［11］，進(jìn)行了認(rèn)真學(xué)習(xí)和分析，經(jīng)研究認(rèn)為：

ASME的動力鍋爐分冊，其內(nèi)容主要是適用于大型水管鍋爐——動力鍋爐，火管鍋爐僅是其中的一個章節(jié)，內(nèi)容很少，不敷使用。

JIS B 8201是參照ASME的模式，德國TRD雖有很多鍋殼鍋爐的內(nèi)容，但其與水管鍋爐是并在一起的，公式和符號表示方式，與我國標(biāo)準(zhǔn)很大不同，我們都不太熟悉，但其內(nèi)容與英國BS 2790較接近。而BS 2790則完全是鍋殼鍋爐的內(nèi)容，比較全面、豐富、具體。另外BS 1113是完全是水管鍋爐內(nèi)容，這與我國標(biāo)準(zhǔn)體系一樣。所以在修訂時，主要采用BS 2790的相應(yīng)要求，但還是等效采用，并結(jié)合我國幾十年的經(jīng)驗，完成的GB/T 16508—96確實很接近先進(jìn)國家的標(biāo)準(zhǔn)。

4 GB 16508與國外標(biāo)準(zhǔn)對比分析

我國GB 16508—2013《鍋殼鍋爐》第3部分與BS 2790、EN 12953．3—2009的對比分析因內(nèi)容極多，無法全面顧及，僅選幾條重要條文對比。

4.1 最大允許壓力、計算壓力

BS 2790：設(shè)計壓力P就是所給定的受壓部件計算公式中的壓力。在需要時，當(dāng)確定設(shè)計壓力時應(yīng)考慮水柱靜壓頭，對于熱水鍋爐，應(yīng)考慮瞬時裕量。當(dāng)靜壓頭不超過鍋爐工作壓力的10%時，就不必考慮靜壓頭。設(shè)計壓力不得低于任何安全閥啟跳時的最高壓力。

EN 12953.3：最大允許壓力是鍋爐設(shè)計的最大壓力，并且應(yīng)在鍋殼鍋爐的最高點測得。計算壓力應(yīng)不小于最大允許壓力與靜壓頭的總和，若后者小于最大允許壓力的3%，則可忽略靜壓頭的影響。安全閥設(shè)定壓力不應(yīng)超過最大允許壓力。

GB 16508：以工作壓力為基準(zhǔn)，考慮安全閥整定壓力和水柱靜壓頭的附加壓力，確定受壓元件的計算壓力。

這樣GB 16508的計算壓力與BS 2790一樣，但高于EN 12953.3。而EN 12953.3是由歐洲委員會于2002年5月正式頒布，明確規(guī)定了將此歐洲標(biāo)準(zhǔn)作為唯一的成員國的國家標(biāo)準(zhǔn)。是集BS、TRD及歐洲其它國家標(biāo)準(zhǔn)為一體的標(biāo)準(zhǔn)，是比較先進(jìn)的，所以應(yīng)采用EN 12953．3的規(guī)定為好。

4.2 計算溫度

BS 2790：用于計算設(shè)計應(yīng)力的設(shè)計溫度t應(yīng)是所考慮部件處理與預(yù)計運行條件相符合壓力下的金屬平均溫度，此溫度不小于250℃。

對于與火焰直接接觸的鍋爐管板，當(dāng)實際入口煙溫大于800℃時，其設(shè)計溫度可按附錄C及下列公式給出的t0值來確定：t0=52.4(H/A)0.25。

EN 12953.3：計算溫度t應(yīng)是金屬平均溫度，并根據(jù)其中a)~e)來確定。

a)~e)的規(guī)定與BS 2790基本上一樣，只是編輯文字上有些不同。但還是有二點與BS 2790不同的地方：

1）最重要的是它提到BS 2790的“用于設(shè)計應(yīng)力的設(shè)計溫度t……，不小于250℃”。也就是不必以250℃計算。

2）對于與火焰直接接觸的管板，煙溫大于800℃，其設(shè)計溫度可按附錄A及下列公式給出的值以tG確定：tG=51(H/A)0.25。

公式中的系數(shù)是51，而不是52.4，相差2.74%，而其附錄A與BS 2790的附錄C也基本一樣，且其中的曲線圖12幅也完全一樣，僅文字?jǐn)⑹錾嫌行┎煌?/p>

GB 16508：受壓元件計算溫度取內(nèi)外壁算術(shù)平均值中最大值。計算溫度tC按熱力計算確定，在與溫度600℃~ 900℃及以下煙氣接觸的部件一般tmave+25~50℃不等；900℃以上則tmave+70~110℃。用表列各種元件的型式而定。雖說偏保守，但較簡單。同時也規(guī)定當(dāng)計算溫度小于250℃時，不必再按250℃計算，這與EN 12953．3一樣。

4.3 爐膽與封頭平板拉撐布置等

關(guān)于爐膽與封頭平板之間的拉撐布置、呼吸空位、主圓、次圓、支撐點的規(guī)定，圖示二者基本一樣。我國標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定與兩者基本相同。

4.4 用拉撐來支撐的平板厚度

用拉撐來支撐的平板厚度由下列公式?jīng)Q定：

而式（1）中的常數(shù)值j有一張表，列出各種支撐方式的j值，共27項。

式（2）中b、y與BS 2790式中b、y含義一樣，規(guī)定也一樣。C4也是常值，與BS 2790式中j的含義一樣。也是一張27項的表列，常數(shù)值也一樣。

式（3）表述一樣，但常數(shù)與兩者有些不同，其常數(shù)j用表列27項，很詳細(xì)。GB 16508較簡單，但數(shù)值較兩者略大，因而較安全。

4.5 關(guān)于焊后熱處理

BS 2790：“對完工的鍋爐，在水壓試驗前，在任一焊接連接處的厚度超過30mm的情況下”。

EN 12953．3：“在任何焊接接頭處，當(dāng)壁厚超過35mm時應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理。”其中注：當(dāng)材料沖擊特性至少為50J時，允許將該極限值提高至40mm。

GB 16508：對碳鋼的元件焊后熱處理厚度規(guī)定為＞30mm，與BS 2790一樣，又嚴(yán)于EN 12593．3，看來無必要。

4.6 受內(nèi)壓的直管厚度

受內(nèi)壓的直管厚度，按下列公式計算：

式中：

do——管子內(nèi)徑；c = 0．75mm

然而，承受內(nèi)壓力管子壁厚絕不應(yīng)小于表1所給定值。

表1 受內(nèi)壓管子的最小壁厚

式中：

d?！茏觾?nèi)徑。

式中：

d?！茏油鈴?。基本一樣，但沒用表列規(guī)定最小壁厚。

4.7 受外壓的直管厚度

受外壓的直管厚度，按下列公式計算：

式中：

D——管子外徑；

c = 0.75mm

f1=0.8f，此處f是設(shè)計應(yīng)力（N/mm2）。

然而，受外壓的壁厚絕不應(yīng)小于表2所給定值。

表2 BS 2790受外壓直管的最小壁厚

式中：

d。——管子外徑；

c2= 0.75mm；

f——是設(shè)計應(yīng)力（N/mm2）。

這里，EN 12953．3標(biāo)準(zhǔn)對受內(nèi)壓、外壓只用1張表來表示。厚度絕不應(yīng)小于表3所規(guī)定值。

表3 EN 12953.3受外壓直管的最小壁厚

BS 2790：從表1、表2所列可以看出受外壓時的管子壁厚較受內(nèi)壓管子的壁厚要厚一些。

EN 12953．3：從表3所列來看，它接近于BS 2790的受內(nèi)壓管子所需的壁厚，又明顯薄于BS 2790的受外壓管子的壁厚。

GB 16508：無受外壓的直管壁厚的計算公式和表列值。

4.8 爐膽

●4.8.1 平直爐膽

EN 12953．3與BS 2790所列公式中的要素都一樣，只是一二個常數(shù)有些差異，可能是在導(dǎo)出過程中的一些不同。

BS 2790只規(guī)定最小厚度不小于7mm，且不應(yīng)大于22mm。

而EN 12953．3則增加了：對直徑≤400mm的平直爐膽厚度應(yīng)不小于6mm；若直徑＞400mm則厚度不小于7mm。膨脹環(huán)式爐膽最小壁厚應(yīng)不低于10mm；任何情況下平直爐膽的厚度不得超過22mm。

GB 16508：計算公式與BS 2790、EN 12953．3一致，厚度規(guī)定為不應(yīng)小于8mm，且不大于22mm，當(dāng)內(nèi)徑不大于400mm時，厚度不小于6mm。

我國對臥式平直爐膽計算長度有規(guī)定，一般不宜超過2m，這是考慮，長度過大膨脹量大會對前后管板產(chǎn)生較大的交變應(yīng)力。而BS 2790是“不應(yīng)超過3m”。

●4.8.2 波形爐膽

兩者的公式一樣，對壁厚的最小值和最大值的規(guī)定也一樣，不應(yīng)小于10mm，也不能大于22mm。如圖1所示。

圖1 波形爐膽示意圖

GB 16508：公式較BS 2790、EN 12953．3簡單得多。

●4.8.3 回燃室

兩者都規(guī)定按平直爐膽的公式計算。對壁厚的最小和最大值的規(guī)定也一樣，不應(yīng)小于10mm，且不大于35mm。但是EN 12953．3在這里提出“在使用非圓形幾何圖形處，當(dāng)采用不同半徑的板時，壁厚應(yīng)采用最大半徑來計算。其計算方法在附錄B中有詳細(xì)規(guī)定”。

這一段規(guī)定就是近年來大家看到的許多德國進(jìn)口的爐子的回燃室采用了“非圓形幾何圖形”。如兩端是半圓形中間為平板連接的結(jié)構(gòu)，有的還有一個大圓形與一個小圓形相連接的結(jié)構(gòu)，稱之為童鞋形。這無疑是德國TRD的內(nèi)容。

GB 16508：也按平直爐膽公式計算。厚度規(guī)定也一樣，但無“非圓形幾何圖形”結(jié)構(gòu)的計算規(guī)定，這與EN 12593．3不一樣，看來以后可考慮采用這種結(jié)構(gòu)，因這種結(jié)構(gòu)可壓縮鍋內(nèi)空間。

●4.8.4 波形爐膽的縱向截面的規(guī)定

BS 2790：對7種波距和波深都給出了波形爐膽的縱向截面積F和一個完整波形面積繞其中性軸的二次矩I。

EN 12953．3：只提出2種波距和波深的結(jié)構(gòu)形式，給出了F、I的值。而這2種的F、I的表列值與BS 2790完全一樣。

從波形爐膽的波距和波深數(shù)量的變化，不僅可以看出簡化了結(jié)構(gòu)，更對照TRD就只有這兩種，說明EN 12953．3吸收了TRD的意見。

GB 16508：波距和波深列出3種：150×38；150×41；200×75-δ。較BS 2790型式少，較EN 12953．3多，且波深與EN 12953．3不同。

表4 波距和波深尺寸的規(guī)定

●4.8.5 加強筋和膨脹環(huán)

其公式計算、圖示，及F、I的表列值，BS 2790和EN 12953．3均一樣，此不詳述。

GB 16508：公式、圖示及F、I的表列值與BS 2790、EN 12953．3均一樣。

從上述主要幾條對比來看，我國的標(biāo)準(zhǔn)已與BS 2790、EN 12953．3很多地方一致，或基本相同。另外，我國又有自己的創(chuàng)新的地方。

1）關(guān)于焊后熱處理，在1982年討論ISO/DP 5730時，當(dāng)時規(guī)定在任何焊接處，當(dāng)壁厚超過20mm時就必須熱處理。我國代表提出可放寬至30mm，因我國有幾十萬臺鍋爐＞20mm，運行三十多年都安全的，這一工業(yè)性試驗無一因未退火而出故事。得到各國代表的采納，將原規(guī)定由20mm改為30mm。同時也為BS 2790修改成92版時所采納。

2）拱形管板的結(jié)構(gòu)，國外標(biāo)準(zhǔn)中沒有，我國經(jīng)多年進(jìn)行有限元計算的結(jié)果與應(yīng)力測定作了對比，得出二者膜應(yīng)力分布趨勢基本一致，應(yīng)力值很少，完全可以按橢球形封頭公式計算，且取消了拉撐件改善了膜應(yīng)力，二十年的運行經(jīng)驗證明是安全的。

3）波形爐膽慣性矩通用公式是我國專家自行推導(dǎo)的，首次列入標(biāo)準(zhǔn)，國外標(biāo)準(zhǔn)尚未給出通用公式。

4）對我國廣泛采用的螺紋煙管進(jìn)行了理論分析與實驗研究，證實力學(xué)性能頗佳，列入標(biāo)準(zhǔn)后提高傳熱效果，工廠廣泛使用，節(jié)約了材料，國外標(biāo)準(zhǔn)無此結(jié)構(gòu)，近年來法國制造商對此頗感興趣，多次前來咨詢技術(shù)問題。

5 關(guān)于我國鍋爐標(biāo)準(zhǔn)及體系建設(shè)的建議

我國鍋爐標(biāo)準(zhǔn)體系經(jīng)歷了從無到有，從簡單到逐步完善的過程，但道路并不平坦，而且比較曲折。

5.1 我國標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程

我國標(biāo)準(zhǔn)體系從上述內(nèi)容來看，當(dāng)建國之初，提倡靠向前蘇聯(lián)，這是當(dāng)時歷史條件所決定的。無可非議，不能全盤否定，也確實使我們學(xué)習(xí)到許多知識。開放以后強調(diào)采標(biāo)，向歐美學(xué)習(xí)，當(dāng)然向先進(jìn)技術(shù)學(xué)習(xí)，也是需要的。但問題是如何將兩種不同的模式很好的融合成適合我國國情的模式。

我國上世紀(jì)50年代初幾乎全是前蘇聯(lián)模式，法規(guī)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，幾乎無廠標(biāo)（至少工業(yè)鍋爐行業(yè)是如此）。而鍋爐的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB1609，1610……等17項標(biāo)準(zhǔn)）實際是零部件的制造技術(shù)規(guī)范。工廠按此生產(chǎn)的就是合格產(chǎn)品，各廠就不再制訂自己的廠標(biāo)。在計劃經(jīng)濟模式下，無競爭機制，工廠對不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量的積極性不高，加之又不執(zhí)行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的激勵機制，故工業(yè)鍋爐產(chǎn)品長期質(zhì)量不高。當(dāng)國家一經(jīng)開放，國外產(chǎn)品大量涌入，相比之下我國產(chǎn)品質(zhì)量與其相差很大，競爭不過人家，這就是我國制造技術(shù)規(guī)范水平不高的原因。

西歐各國只有國家標(biāo)準(zhǔn)，如英國BS 2790（鍋殼鍋爐）和1113（水管鍋爐），德國的TRD。其中只對一些重大和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)作了明確的尺寸和公差要求，對一般性的制造規(guī)范是不涉及的。而各廠根據(jù)自己工藝、設(shè)備條件，制定出制造技術(shù)規(guī)范，這些規(guī)范必須符合其國家標(biāo)準(zhǔn)，而且為了取得較多的市場份額，各廠都不斷修改自己的規(guī)范以促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提高，所以它是保密的。

我們要做的工作是詳細(xì)、全面了解幾個先進(jìn)國外的標(biāo)準(zhǔn)體系，對比我國的體系，吸收其科學(xué)、先進(jìn)合理的部份，結(jié)合我國幾十年科研成果和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，建立起適合我國國情的標(biāo)準(zhǔn)體系。使工廠能接受，并能促進(jìn)技術(shù)水平的發(fā)展，這才是我們需要做的工作。

5.2 應(yīng)大力促進(jìn)工廠制定廠標(biāo)

現(xiàn)已將JB 1609、1610等十幾項標(biāo)準(zhǔn)廢止了，將一些重要的規(guī)定寫入GB/T 16508．1~16508．8—2013中是很好的，國家應(yīng)規(guī)定工廠必須制定廠標(biāo)，無標(biāo)準(zhǔn)不得生產(chǎn)相應(yīng)產(chǎn)品，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，并適應(yīng)鍋爐標(biāo)準(zhǔn)體系的要求。

[1] JB 3622—1984 鍋殼鍋爐受壓元件強度計算[S]．

[2] GB/T 16508—1996 鍋殼鍋爐受壓元件強度計算[S]．

[3] GB/T 16508．1~16508．3—2013 鍋殼鍋爐[S]．

[4] ISO 5730—1992 固定式焊接結(jié)構(gòu)鍋殼鍋爐[S]．

[5] EN 12953—2009 鍋殼鍋爐[S]．

[6] 龍建南．我國鍋爐及輔機標(biāo)準(zhǔn)化工作四十年[Z]．

[7] ISO/R 831—1968 固定式鍋爐建造規(guī)程[S]．

[8] ASME/BPVC 鍋爐及壓力容器規(guī)范[S]．

[9] BS 2790—1992 焊接結(jié)構(gòu)鍋殼鍋爐設(shè)計和制造規(guī)范[S]．

[10] TRD 蒸汽鍋爐技術(shù)規(guī)程（1986版）[S]．

[11] JIS B 8201—1977 陸用鋼制鍋爐構(gòu)造[S]．

Shell Boiler Standard Construction in China: Review, Comparison and Outlook

Liu Futian
（Shanghai Boiler Research Institute Shanghai 200071）

This paper introduces the work of adoption international standards and standards from advanced countries in detail from the 1980s; and takes contrastive analysis between our standards , British standard BS 2790 and European standard EN 12953.3 for shell boiler, and raises recommendations on standardization system of boilers for the country.

Shell boiler International standard British BS 2790 Germany TRD European standard 12953.3

X933．2

B

1673-257X(2016)12-0014-07

10．3969/j．issn．1673-257X．2016．12．004

劉復(fù)田(1934～)，男，本科，標(biāo)準(zhǔn)室主任，教授級高工，從事鍋爐設(shè)計、制造、標(biāo)準(zhǔn)化等工作。

2016-04-01）