CNS 10897-2006 Miniature boiler《小型锅炉》.pdf

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1、 1 印月 95 2 月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 23.020.10 B134110897經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 73 6 月 13 日 95 2 月 27 日 (共 11 頁 )小型鍋爐 Miniature boiler 1. 適用範圍：本標準適用於下列之小型鍋爐。 (1) 蒸汽鍋爐使用在表壓力 0.1 MPa 以下，傳熱面積在 1 m2以下者，或胴體內徑在 300 mm 以下且其長度在 600 mm 以下者。 (2) 蒸汽鍋爐之傳熱面積在 3.5m2以下，安裝有排放於大氣其內徑在 25 mm 以上之蒸汽管，或在蒸汽部安裝有表

2、壓力在 0.05 MPa 以下且內徑在 25 mm 以上之 U形豎管者。 (3) 溫水鍋爐使用在表壓力 0.1 MPa 以下，傳熱面積在 8 m2以下者。 (4) 溫水鍋爐使用在表壓力 0.2 MPa 以下，傳熱面積在 2 m2以下者。 (5) 貫流鍋爐使用在表壓力在 1 MPa 以下（除集管內徑超過 150 mm 之多管式者外），傳熱面積在 10 m2以下者（如設有汽水分離器，以內徑在 300 mm 以下且其內容積在 0.07 m3以下為限）。 2. 用語釋義 2.1 最高壓力：為小型鍋爐所使用之最高壓力。但應在最高使用壓力以下。 2.2 傳熱面積：一面接觸燃燒氣體等且另一面則接觸於水（含汽

3、水混合物）或熱媒部分，而在燃燒氣體等之接觸面所測得之面積。如無特別指定時不含過熱器及節煤器之傳熱面積。 電熱鍋爐者，以電容量每 20 瓩相當 1 m2計算。 2.3 最小厚度：依本標準之計算式計算而得之厚度（含腐蝕、磨耗之裕度）。 3. 材料 3.1 小型鍋爐之主要材料，應使用符合下列 CNS 者（依其用途應符合下列標準之規定或具有與該等標準同等以上之機械性質者）。 (1) CNS 575鉚釘用鋼棒 (2) CNS 2112金屬材料拉伸試驗片 (3) CNS 2472灰口鑄鐵件 (4) CNS 2473一般結構用軋鋼料 (5) CNS 2673一般用途之碳鋼鍛鋼件 (6) CNS 2906碳鋼

4、鑄鋼件 (7) CNS 2936黑心展性鑄鐵件 (8) CNS 2937白心展性鑄鐵件 (9) CNS 2938波來體展性鑄鐵件 (10) CNS 2947焊接結構用軋鋼料 2 CNS 10897, B 1341 (11) CNS 3291鍊條用鋼棒 (12) CNS 3828機械構造用碳鋼鋼料 (13) CNS 4271中溫壓力容器用鋼板 (14) CNS 4273高壓瓦斯容器用鋼板、鋼片及鋼帶 (15) CNS 4626壓力配管用碳鋼鋼管 (16) CNS 6331配管用不銹鋼鋼管 (17) CNS 6445配管用碳鋼鋼管 (18) CNS 7379鍋爐及熱交換器用碳鋼鋼管 (19) CN

5、S 7381鍋爐及熱交換器用合金鋼鋼管 (20) CNS 7383鍋爐及熱交換器用不銹鋼鋼管 (21) CNS 8696鍋爐及壓力容器用碳鋼及鉬合金鋼板 3.2 材料之容許抗拉應力：小型鍋爐材料之容許抗拉應力值，應依表 1 所示之區分，以為計算用值。 表 1 區分 容許抗拉應力值 1 CNS規定之種類明確之鋼料（鑄鋼除外） CNS所使用該鋼料最小抗拉強度之 1/4 鋼管以外者 88 N/ mm22 第 1項鋼料以外之鋼料（鑄鋼除外） 鋼管 74 N/ mm23 CNS規定之種類明確之鑄鋼 CNS所規定該鑄鋼最小抗拉強度之 1/6 4 第 3項鑄鐵以外之鑄鋼 59 N/ mm25 CNS規定之種

6、類明確之鑄鐵 CNS所規定該鑄鐵最小抗拉強度之 1/8 6 第 5項鑄鐵以外之鑄鐵 12.3 N/ mm24. 構造 4.1 承受壓力部分之厚度：胴體、端板或其他承受壓力部分（爐胴及煙囪管除外）之厚度，應依下列材料規定之值以上。 (1) 鋼板： 3 mm (2) 鋼管： 2 mm (3) 鑄鐵： 5 mm 4.2 符號之意義：於第 4.節所用之符號之意義如下。 t：胴板、端板或管類之最小厚度 (mm) P：使用之最高壓力 (MPa) D：胴體內徑，在碟型端板者為其凸緣部之外徑，在半橢圓體型端板者為其內面長徑 (mm) D0：胴體外徑 (mm) a：材料之容許抗拉應力 (N/ mm2) 3 CN

7、S 10897, B 1341 ：縱向接頭之最小效率 ：腐蝕裕度（ 1 mm 以上），但無腐蝕之虞者，得為 0。 r：端板彎緣彎曲部之內面半徑 (mm) l ：端板凸緣之平行部之長度 (mm) R：碟型端板中央部之內半徑 (mm) W：碟型之形狀係數，依下列規定。 W=+rR341a：半橢圓體型端板之內面長徑 (mm) b：半橢圓體型端板之內面短徑 (mm) V：半橢圓體型之形狀係數，依下列規定。 V=+22261hD式中， h 係端板內面短徑之二分之一 (mm) d：依圖 1 所示測得之直徑或最小跨距 (mm) Z：平板形狀之係數，圖形平板者取 1，圓形平板以外者依下列計算式算得之值（其值超

8、過 2.5 時，為 2.5）。 Z=3.4Dd4.2式中之 D，係依圖 1 所示對最小跨距直角測得之最大跨距 (mm) p：有規則配置之牽條之平均節距 (mm)，係水平及垂直方向之中心線間距離之平均值。 d0：煙管或水 管 之外徑 (mm) 4.3 胴板之最小厚度：內面受壓之胴板之最小厚度，依下列公式 (1)式計算。 t=aPD2+ (1) 4.4 端板必備之要件：端板應具備下列之要件。 (1) r 3 t (2) l 2 t (3) R 1.5 D（碟型端板） (4) ba3 （半橢圓體型端板） 4.5 端板之最小厚度 4.5.1 中低面受壓之端板之最小厚度，依下列公式 (2)(3)計算。

9、(1) 碟型端板 t=aPRW2+ (2) (2) 半橢圓體型端板 4 CNS 10897, B 1341 t=aPDV2+ (3) 4.5.2 中高面受壓之端板之最小厚度，依下列公式 (4)(5)計算。 (1) 碟型端板 t=aPRW2.1+ (4) (2) 半橢圓體型端板 t=aPDV2+ (5) 4.6 未以牽條支橕之平型端板、平蓋板及平底板等 之最小厚度，應依下列公式 (6)計算。 t=daZCP+ (6) 式中， C 係平板裝設方法之常數，應依下列規定。 (a) 如圖 1(a)所示，將平板使用全面座墊圈再以螺栓鎖住於胴體或凸緣等時，取 0.20。 (b) 如圖 1(b)所示，將付有凸

10、緣之平板以對接方式熔接於胴體或管等時，取 0.25。 (c) 如圖 1(c)所示，將付有凸緣之平板以全厚填角熔接方式搭接於胴體或管等時，取 0.30。 (d) 如圖 1(d)所示，將平板熔接於胴體或管等之端部內側時，取 0.50。 (e) 如圖 1(e)所示，將圓形平板熔接於胴體或管等之端部，而平板之一部分嵌入於胴體另一部分有裏襯板作用時，取 0.50。 圖 1 (a) (b) (c) 突出於熔接部者拘 d d d d d ttct tt tt t tstststsb attc 2tr或 ttc 1.25trttc 1.25tra tsb tr45 最大 r 3t r 3tC=0.20 C=0

11、.25 C=0.30C=0.50 C=0.50(d) (e)tt 5 CNS 10897, B 1341 備考 1. tr：無縫胴體或管等之計算上必要厚度 2. ts：胴體板實際厚度 3. ttc： 熔接部分之接續寬度 4.7 爐筒及煙囪管之厚度：爐胴及煙囪管之厚度，應在 4 mm 以上。 4.8 牽條支撐之載重 4.8.1 牽條支撐之載重，為該牽條中心點與該牽條周圍之牽條中心點或端板彎緣彎曲開始線上之點連結線之垂直 二等分線所形成之圖形面積減去該圖形中該牽條所佔面積，乘以最高壓力者。 4.8.2 斜牽條支撐之荷重，為依第 4.8.1 節之方法算得之值換算為斜牽條之軸向之值者。 4.9 鋼製牽

12、條之容許抗拉應力：鋼製牽條之容許抗拉應力值，不依第 3.2 節之規定，應取 49 N/mm2。 4.10 牽條之裝設 4.10.1 以熔接以外之方法將牽條裝設於平型端板時，應依下列之規定。 (1) 螺栓牽條者，應使螺紋突出板面二紋以上再予以鉚固。 (2) 牽桿者，旋入後應使螺紋突出板面二紋以上再予以鉚固，或插入後在板之內外側鎖住螺帽。 (3) 牽管者，旋入後實施擴管，或於管孔設溝二個以上再旋入後實施擴管。 4.10.2 牽條以熔接方法熔接於平型端板等平板時，應依下列規定。此時，平行於牽條軸向有剪力作用之熔接面之面積，應在前第 4.8 節及第 4.9 節規定之牽條所需之斷面積之 1.25 倍以上

13、。 (1) 牽桿者，如圖 2(a)、 (b)或 (c)所示，在板孔製作開槽後實施熔接，或將牽桿插入板孔並使其端部突出板之外面，再於牽桿全周實施填角熔接。 圖 2 (a) (b) (c) 備考 1. 尺度單位： mm 2. t 為裝設牽條之板中較薄之板厚 需完全熔入 6 CNS 10897, B 1341 圖 3 (2) 牽管者，依前項之方法實施熔接。此時，若未以完全熔入之開槽方法實施熔接者應實施擴管，若該牽管端部會接觸火焰時，應依圖 3 所示將該端部切除。 (3) 斜牽條或斜牽板熔接於端板內面時，不得採用填角熔接。 4.11 以牽條支撐之板之最小厚度 4.11.1 以有規則配置之牽條所支撐之平

14、型端板等板之最小厚度，應依下列公式 (7)計算。 t=paCP+ (7) 式中， C 係牽條裝設方法之常數，應依下列規定。 (a) 旋入板內後端部鉚固之牽條，取 2.1。 (b) 插入板內後端部實施填角熔接之牽條（牽管除外），取 2.1。 (c) 板面設開槽，端部實施形熔接之牽條（牽管除外），取 2.5。 (d) 在板內外兩側以螺母鎖固之牽桿，取 2.5。 (e) 端部未接觸火焰之牽管，取 2.5。 (f) 端部接觸火焰之牽管，取 2.2。 4.11.2 以不規則配置之牽條所支撐之平型端板等板之最小厚度，應依下列公式 (8)計算。 t=paCP+ (8) 式中之 p 及 C 係表示下列公式 (

15、9)之值。 p 應依下列計算。 p=2d(9) d 為通過 3 個支點（係指端板彎緣彎曲開始線上之點、以熔接裝設之爐筒或斜牽板等與板所形成之線上之點或斜牽板以外之牽條之中心點。本節其他節次亦比照此項規定。），而內部不含任何支點之最大圓（本節以外其他節次亦以最大圓表示。）之直徑 (mm)。 C 為最大圓通過之 3 個支點之種類相關常數，依下列規定。 板削去部分牽管 7 CNS 10897, B 1341 (a) 端板彎緣彎曲開始線上之點，取 3.2。 (b) 以熔接裝設之爐筒或斜牽板等與板所形成之線上之點，取 3.2。 (c) 斜牽板以外之牽條之中心點，取前項規定之值。 4.12 清掃及檢查必要

16、之孔：為內部之清掃及檢查之需要，應在胴體、端板及燃燒室開設必要之孔。 4.13 孔之補強：胴體、集管器或端板所設之孔，在其周圍應以裝設補強材等方法予以補強。但孔徑在胴體或集管器內徑之 1/4 以下且符合下列之一者，不在此限。 (1) 直徑 61 mm 以下之單獨孔 (2) 以熔接裝設安裝物件（限於內徑 82 mm 以下者）之孔 4.14 煙管之最小厚度：煙管之最小厚度，應依下列公式 (10)計算。 t=700Pd+1.5 (10) 4.15 水管之最小厚度：水管之最小厚度，應依下列公式 (11)計算。 t=aPd20+1.5 (11) 式中之 a係材料之容許抗拉應力值，若鋼管者不依第 3.2

17、節之規定，應取下列規定之值。 (a) 電阻熔接管者，在 CNS 規定之種類明確時，取該材料標準所定之抗拉強度之41之 85%，其他者，取 62.5N/ mm2。 (b) 鍛接鋼管及電弧熔接鋼管者，在 CNS 規定之種類明確時，取該材料標準所定之抗拉強度之41之 65%，其他者，取 47.8N/ mm2。 5. 特殊形狀之鋼製小型鍋爐等特例 5.1 在適用本標準第 4.3 節、第 4.5 節、第 4.6 節、第 4.11 節、第 4.14 節、第 4.15節之規定有困難之特殊形狀之小型鍋爐，若其最高壓力以該小型鍋爐徐徐加壓之水壓力測試，求出其最弱部位已達到上降伏點時之水壓壓力，該水壓壓力依公式

18、(12)計算所得之壓力（以下測試在本項稱檢定壓力）以下時，得視為符合原被認為適用困難之第 4.3 節、第 4.5 節、第 4.6 節、第 4.11 節、第 4.14節、第 4.15 節之規定。此時，在該小型鍋爐之被認定為最弱部位表面，先塗刷石灰乳並使其乾燥後慢慢加上水壓，並得將該塗膜發生點狀剝落時之水壓壓力，則視為該部位已達上降伏點時之水壓壓力，再據以計算其檢定壓力。 P=000P(12) 式中， P：檢定壓力 (MPa) P0：認為最弱部位已達上降伏點時之水壓壓力 (MPa) a：材料之容許抗拉應力 (N/ mm2) 0：材料之下降伏點（該下降伏點不明時，取抗拉強度之 60%） (N/ mm

19、2) 5.2 鑄鐵製小型鍋爐者，若其最高壓力在下列檢定壓力以下時，該小型鍋爐得視為 8 CNS 10897, B 1341 符合第 4.1(3)節、第 4.3 節、第 4.5 節、第 4.6 節、第 4.11 節、第 4.14 節、第4.15 節之規定。檢定壓 力之檢定方法，係在構成該小型鍋爐之各組合片之中，選取認為最弱者三個，並求出徐徐加上水壓至破壞時之水壓壓力（本節以外其他節次亦以破壞壓力表示），再依公式 (13)計算其檢定壓力。 P=tP5k00(13) 式中， P：檢定壓力 (MPa) P0：加水壓壓力之三個組合片中，破壞力之最小值 (MPa) 0：材料之容許抗拉應力 (N/mm2)，

20、依下列規定。 (a) CNS 2472 規定之 FC150，取 167 (b) CNS 2472 規定之 FC200，取 216 (c) CNS 2472 規定之 FC250，取 255 (d) CNS 2472 規定之 FC300，取 304 k：經加水壓壓力之三個組合片之破壞確係由彎曲應力而引起者取 1.5，其他情形者取 1.0。 t：對應於經施加水壓壓力之三個組合片之 3 個試驗片，依 CNS 2112金屬材料拉伸試驗試片所規定之 8 號試驗片之 8B之抗拉強度之平均值 (N/mm2)。 5.3 當計算鑄鐵製小型鍋爐之檢定壓力時，前項經施加水壓壓力之三個組合片中之3 個試驗片任一之抗拉強

21、度，若低於同項之計算式且依其種類所使用材料之最小抗拉強度值時，該小型鍋爐則不適用同項之規定。 6. 製作及水壓試驗 6.1 管孔：開有管孔之板兩面均不得有銳緣。 6.2 管類之裝設 6.2.1 將管類裝設於管板時，應先擴管後再依下列之規定實施。 (1) 煙管者，有接觸火焰之端部應加以彎緣。但端部突出於管板 3 mm 以上6 mm 以下再實施全周填角熔接者，不在此限。 (2) 水管及其他內部承受壓力之管，應將其端部擴成 喇叭狀。但經彎緣或防漏熔接者，不在此限。 6.2.2 將煙管或水管裝設於管板時，不論前項之規定，得依下列各項之規定。 (1) 開設直徑為管外徑加 1.5 mm 之值以下之管孔，再

22、開設深度為管厚（該厚度未滿 3 mm 時為 3 mm）以上之開槽，然後實施熔接。 (2) 開設直徑為管外徑加 0.8 mm 之值以下之管孔，實施喉厚為 6 mm 以上之填角熔接。 6.3 熔接部之孔：在熔接部（含距離熔著金屬之邊緣 6 mm 以內之部分）不得開設未經補強之孔。 6.4 熔接 6.4.1 熔接應避開會發生顯著之彎曲應力部分實施。 9 CNS 10897, B 1341 6.4.2 胴體縱向接頭之熔接，應以對頭兩側熔接之方法實施。但構造上無法從背面熔接時，得以採用裏襯板之對頭單側熔接方法或其他能獲得充分熔入之對頭單側熔接之方法實施。 6.4.3 搭接熔接，僅限於胴體之周向接頭（含端

23、板與胴體之接頭）及管座、補強材、貼板或其他類似物件之熔接時，始得採用。此時，在接搭部分應開設通外氣之排氣孔。 6.4.4 胴體、端板等之縱向接頭、周向接頭等之熔接，應以下向熔接之方法實施。但因變更或修補等不易採用下向熔接者，不在此限。 6.4.5 實施對頭兩側熔接時，應先從一 側實施熔接，然後在實施另一側熔接之前，應先將開槽底部之缺陷完全予以去除。 6.4.6 熔接部應充分熔入，且不得有龜裂、熔蝕、重疊、熔池、夾渣、氣孔等之缺陷。 6.5 熔接接頭之效率：熔接接頭之效率，應依下列各項所示之熔接種類，相對為各該項所定之值。 (1) 對頭兩側熔接 55% (2) 對頭單側熔接 48% (3) 兩側

24、全厚填角搭熔接 47% (4) 單側全厚填角搭熔接 36% 6.6 水壓試驗 6.6.1 小型鍋爐應依下列各項之區分，依下列各節規定之壓力實施水壓試驗，且不得有任何異狀。此時， (4)之水壓試驗，應在組合片組合之前實施。 (1) 最高壓力在 0.1 MPa 以下之小型鍋爐，試驗壓力為 0.2 MPa（設有內徑25 mm 以上開放於大氣之蒸汽管者或在蒸汽部設有內徑 25 mm 以上 U型豎立管且水頭壓在 5m 以下者為 0.1 MPa。 (2) 最高壓力超過 0.1 MPa 至 0.42 MPa 以下之小型鍋爐，試驗壓力為最高壓力之 2 倍。 (3) 最高壓力超過 0.42 MPa 之小型鍋爐，

25、試驗壓力為最高壓力之 1.3 倍加0.3 MPa。 (4) 鑄鐵製小型鍋爐之組合片，試驗壓力為 0.4 MPa。 6.6.2 琺瑯被覆之小型鍋爐，可不依第 6.6.1 節之規定實施水壓試驗，而得以相當於最高壓力之壓力予以實施水壓試驗，而不得有異狀之情形。 7. 附屬品 7.1 安全閥等 7.1.1 蒸汽鍋爐者，為防 止胴體等內部之壓力超過最高壓力加其 6%（其值未滿34 kPa 時，為 34 kPa）之壓力，應裝設安全閥或其替代之安全裝置。但設有內徑 25 mm 以上開放於大氣之蒸汽管，或在蒸汽部設有內徑 25 mm 以上之 U 型豎立管且水頭壓在 5 m 以下者，不在此限。 7.1.2 安全

26、閥應直接裝設於鍋爐本體容易檢查之位置，且閥軸必須垂直。 10 CNS 10897, B 1341 7.1.3 安全閥標稱直徑，應在 20 mm 以上。 7.2 釋壓閥 7.2.1 熱水鍋爐，必須具備當壓力達到最高壓力時，能立刻動作之釋壓閥。但在容易檢查位置設有內徑 25 mm 以上之釋放管者，不在此限。 7.2.2 釋壓閥標稱直徑應在 12 mm 以上。 7.3 壓力表 7.3.1 蒸汽鍋爐應裝設壓力表。 7.3.2 壓力表刻度盤之直徑應在 60 mm 以上，而刻度盤之最大刻度應為能指示該鍋爐最高壓力之 1.5 倍以上 3 倍以下之壓力者。 7.3.3 壓力錶之旋塞應裝在虹吸垂直部位，且其旋柄

27、在與管軸成平行時呈現為開之指示狀態者。 7.4 水高計等 7.4.1 熱水鍋爐應裝設水高計。但裝有壓力表者，不在此限。 7.4.2 水高計刻度盤之最大刻度，應為能指示該熱水鍋爐最高壓力之 1.5 倍以上3 倍以下之水頭壓力者。 7.4.3 水高計用旋塞之旋柄，在與所裝設之管之管軸成平行時應呈現為開之指示狀態者。 7.4.4 熱水鍋爐應裝設能指示鍋爐水出口處附近溫度之溫度計。 7.5 玻璃水位計 7.5.1 蒸汽鍋爐（單管式貫流鍋爐除外）應裝設玻璃水位計。 7.5.2 玻璃水位計之玻璃管，應符合 CNS 9970鍋爐水位計玻璃之規定。 7.5.3 安裝玻璃水位計時，應使該玻璃管最下部能指示鍋爐使

28、用中必須維持之最低安全水位。 7.6 給水裝置等 7.6.1 蒸汽鍋爐應具備能供給其最大蒸發量以上之水量之給水裝置。 7.6.2 貫流鍋爐應具備當鍋爐水不足時 能自動切斷燃料供給之裝置或能替代之安全裝置。 7.7 沖放管：蒸汽鍋爐應在水室最下部裝設最直接連結之沖放管，並於沖放管裝設沖放閥或沖放旋塞。但單管式貫流鍋爐者，不在此限。 8. 標示：小型鍋爐之銘板應標示下列事項。 (1) 蒸汽鍋爐或熱水鍋爐別 (2) 製造者名稱 (3) 製造年月 (4) 最高壓力 (5) 傳熱面積 (6) 最大蒸發量或最大熱輸出 11 CNS 10897, B 1341 引用標準： CNS 575 鉚釘用鋼棒 CNS

29、 2112 金屬材料拉伸試驗試片 CNS 2472 灰口鑄鐵件 CNS 2473 一般結構用軋鋼料 CNS 2673 一般用途之碳鋼鍛鋼件 CNS 2906 碳鋼鑄鋼件 CNS 2936 黑心展性鑄鐵件 CNS 2937 白心展性鑄鐵件 CNS 2938 波來體展性鑄鐵件 CNS 2947 焊接結構用軋鋼料 CNS 3291 鍊條用鋼棒 CNS 3828 機械構造用碳鋼鋼料 CNS 4271 中溫壓力容器用鋼板 CNS 4273 高壓瓦斯容器用鋼板、鋼片及鋼帶 CNS 4626 壓力配管用碳鋼鋼管 CNS 6331 配管用不銹鋼鋼管 CNS 6445 配管用碳鋼鋼管 CNS 7379 鍋爐及熱交換器用碳鋼鋼管 CNS 7381 鍋爐及熱交換器用合金鋼鋼管 CNS 7383 鍋爐及熱交換器用不銹鋼鋼管 CNS 8696 鍋爐及壓力容器用碳鋼及鉬合金鋼板 CNS 9970 鍋爐水位計玻璃