ISO 5730:1992
(Main)Stationary shell boilers of welded construction (other than water-tube boilers)
Stationary shell boilers of welded construction (other than water-tube boilers)
Chaudières à tubes de fumée de construction soudée (autres que chaudières aquatubulaires)
General Information
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Standards Content (Sample)
I NTE R NAT I O NA L IS0
STA N DA R D
5730
First edition
1992-1 2-1 5
Stationary shell boilers of welded construction
(other than water-tube boilers)
Chaudières à tubes de fumée de construction soudée (autres que
chaudières aquatubulaires)
Reference number
IS0 5730: 1992( E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
IS0 57301992(E)
Contents
Page
1
,. . , . ., . , . ., .
Section 1 General
1.1 Scope . .
1.2 Normative references . .
1.3 Definitions . . 2
1.4 Symbols .
................
Information to be supplied by the purchaser and the
1.5
manu fact u rer . . . 6
Section 2 Materials . 7
2.1 Introduction . .
2.2 General . .
2.3 Manufacture of the steel . .
2.4 Forgings .
2.5 Heat treatment .
2.6 Chemical composition .a
2.7 Mechanical properties .8
......................
2.8 Verification procedures . . 9
............................
2.9 General rules for carrying out acceptance tests . 9
Number, selection and preparation of samples and test
2.10
pieces . . 9
2.11 Method of testing . .
.9
2.12 Retests . . . 9
2.13 Documents . .
9
2.14 Marking . . 10
Section 3 Design of the parts under pressure .,. . 11
3.1 General . .
11
3.2 Design pressure . .
O IS0 1992
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without
permlsslon in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 Cil-1211 Genève 20 Switzerland
Printed in Switzerland
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
IS0 5730:1992(E)
3.3 Calculation pressure . I1
3.4 Calculation temperature . 11
3.5 Furnaces . 12
3.6 Nominal design stress . 12
3.7 Cylindrical shells under internal pressure . 12
3.8 Unstayed dished heads without openings . 13
3.9 Design of openings in cyliiidrical shells, spherical shells and
dished heads . 13
3.10 Design of isolated openings in shell boiler flat end plates 17
3.11 Fillet welds attaching compensating plates to shells under
internal pressure . . . . 18
3.12 Minimum thickness of nozzles aiid branch connections . 18
3.13 Access and inspection openings .
3.14 Stays, stiffeners and supported surface
3.15 Uripierced tubes and pipes, and lube plates . 25
3.16 Furnaces and wet back reversal chambers of cylindrical form
subject io external pressure .
3.17 Boiler supports . .
Section 4 Workmanship and construction in fabrication other than
welding . 29
4.1 Plate identification .
4.2 Cutting of forgings
4.3 Cylindrical shells . .
4.4 Tell-tale holes . . 29
4.5 End plates and tube plates . 29
4.6 Plain tubes and stay tubes . 30
4.7 Manhole frames and openings . . 30
4.8 Seating for mountings
4.9 Cylindrical furnaces
4.10 Water-cooled reversal chainbers . . 32
4.11 Stays .
Section 5 Workmanship and construction in welding .,.,.,. 34
5.1 General . . . 34
iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
IS0 5730:1992(E)
5.2 Materials . 34
5.3 Design . 34
5.4 Heat treatment and post-weld heat treatrnent . 36
5.5 Non-destructive testing . . 37
5.6 Openings in or adjacent to welds . 39
5.7 Fillet welds . . 39
5.8 Fabrication . 40
5. 9 Inspection and tests . 51
5.10 Requirements of test results of welded production test
plates . . 56
Section 6 Inspection and testing . 58
58
6.1 Qualification of inspectors
6.2 Inspection during construction . 58
6.3 Pressure tests . 59
Section 7 Docuinantation. certification and stamping . 60
7.1 Design specification. drawings and data sheets . 60
7.2 Documents to be submitted to the inspector . 60
7.3 Stamping . 60
Section 8 Safety valves. fittings and mountings . 61
8.1 Safety valves . 61
62
8.2 Water gauges .
63
8.3 Steam pressure gauges .
63
8.4 Blowdown inountitigs .
8.5 Valves for connections . . 63
8.6 Materials for valves and fittings . . 64
8.7 Flanges arid boltirig . 64
8.8 Automatic controls . 64
---------------------- Page: 4 ----------------------
IS0 5730:1992(E)
Annexes
A Information to be supplied by the purchaser to the
manufacturer . 122
Typical examples of acceptable weld details . 123
Calculation of tube plate temperatures . 146
Feed-water and boiler water quality
.................................... 162
Model form for inspection certificate . 167
Model forms for welding procedure approval/welder approval
certificates . . 172
Ultrasonic examination of welds . 183
Magnetic particle examination . 197
Informative references . 203
Figures
1 Wet back boiler . . * . 65
2 Wet back boiler . . . . . . 65
3 Wet back boiler . . . 66
4 Dry back boiler . . 66
5 Semi-wet back boil 67
6 Relation between heat input and furnace tube inside diam-
68
........... ............ .........................
7 Shape factor C for unstayed dished heads without
69
openings . . . . * . . . .< . .
Reinforcement of openings and branches . 70
8
9 Non-radial branches and adjacent branches . 74
Compensation for branch in flat end plate . 77
10
11 Compensation for elliptical manholes or inspection openings
78
in flat end plates .
79
12 Welding of compensating plates .
13 Openings for access and inspection . . . . . . . . . . 80
14 Typical arrangement of end plate in a multitubular boiler . 83
15 Outer limits for supported areas, breathing spaces, main
84
circles and sub-circles in flanged end plates .
Use of sub-circles (twin furnace) . . <. 85
16
17
Use of sub-circles (single furnace) . 86
V
---------------------- Page: 5 ----------------------
IS0 5730:1992(E)
87
Determination of factor y .
18
88
Example of gusset stays .
19
89
Permitted weld details of plain bar stay .
20
90
Permitted weld details of stay tubes .
21
................ 91
Permitted weld details of bar stays with washers
22
93
Permitted weld details of reversal chamber bar stays .
23
Typical methods of welding girder stays to reversal cham-
24
94
bers .
97
................................
25 Distances from manhole reinforcing ring
98
Location of stays in reversal chamber back plates .
26
99
Details of welded gusset stays .
27
100
Details for welded and pinned gusset stays .
28
101
Details for diagonal link stays .
29
101
Notation used for tube bends .
30
102
Design factors c:. and Co .
31
........................... 103
Permitted methods of attaching plain tubes
32
33 Second moments of area and cross-sectional area for Fox
104
..........
and Morrison type furnaces .
Furnace stiffeners up to an
34
111
and corrugated sections . .
35 Furnace stiffeners thicker than 22 mm for plain and corru-
111
gated sections . .
112
Bowling hoops . .
36
113
........
Coefficient for calculation of stress at saddle supports
37
114
Mounting screwed into steel distance piece .
38
115
Access opening for wet back boilers .
39
115
40 Cutting up the test plate .
116
41 Bend test specimens for pipes and tubes .
116
Test pieces for fillet welds . .
42
Plate alignment . . 118
43
Reduced section tensile test specimen . . 119
44
Selection of reduced section tensile test Specimens in a thick
45
119
..................
plate . .
119
46 All-weld-metal teilsile test specimen
vi
.
---------------------- Page: 6 ----------------------
IS0 5730:1992(E)
47 120
Side bend test specimen . .
48 Impact test specimen . V-notch .
121
49
Crossing weld zones where weld imperfections are not per-
121
mitted . . .
126
B.l Standard weld preparation details .
127
B.2 Weld preparation details for set-in branches .
128
B.3 Set-on branches .
129
B . 4 Set-in branches .
130
B.5 Set-in branches . .
131
B.6 Set-in branches . .
132
8.7 Set-in branches .
133
B.8 Forged branch connections .
133
B.9 Forged branch connections .
B.10 Set-on branches with added compensation rings 134
135
B.ll Set-in branches with added compensation rings .
136
B.12 Butt-welded studded connections . .
137
...............................................................
8.14 Weld neck flange . 138
B.15 Attachrnent of uriflanged flat end plates or tub
139
shell .
6.16 Aitachment of end plates or tube plates to reversal chamber
141
wrapper plates .
6.17 Atiachment of furnaces to tube plates or
143
or flat) .
B.18 Plate preparatioii for butt-welded longitudinal and
144
circumferential seam . .
8.19 Cross seams in end plates . . 144
145
8-20 Aitachment of access tube to end plate .
151
C.1 Radiation coefficient h', for black exchange (P- 1) .
C.2 Determination of overall exchange factor 1;' . 152
C.3 A. /Ac for a cylindrical chamber with diameter 11 and
length I. 153
......................................................................................
C.4 Basis convection coefficient hlcO . 154
C.5 Determination of correction factor t+.o/h'co . 155
vii
---------------------- Page: 7 ----------------------
IS0 57301992(E)
155
C.6 Determination of correction factor .
....................... 156
C.7 Non-dimensional tube area .
....................... 157
C.8 Non-dimensional plate area .
....................... 158
C.9 Tiibe/plate area ratio . .
....................... 159
C.10 Faclor y .
....................... 160
Factor cp . ,. ,.,. ,.
c.11
....................... 161
Factor .
c.12
Guidance values for silica (Siû,) . . 165
D.1
Guidance values for alkalinity (CaCO,) . . 166
D.2
IS0 reference block ,. 191
G.l
Use of reference blocks . .
191
6.2
193
G.3 Distance-amplitude correction curve .
G.4 Movements of the shear w
194
tudinal flaws . .
Reference plane for butt welds . ,.*. 195
G.5
Graph representing the ult 195
G.6
196
0.7 Determination of the conv
Direction of magnetization .
H.1 202
Tables I
1 Internationally standardized steel iy 10
2 Breathing spaces between furnaces
20
thickness of the end plate is 25 mm or less
3 Weld attachments . 23
4 Design parameters for unflanged flat end p 24
5 Breathing spaces between furnaces
25
thickness of the end plate exceeds
6 Conditions for omilting seclioiis of
36
from corner joints of flat end plates .
7 Extent of radiographic or ultrasoni 38
8 Recom mended preheating te ni per
40
plates, sections, bars and forgings .
9 Test specirnens to be taken from t
41
welded pipes and tubes .
viii
---------------------- Page: 8 ----------------------
IS0 5730:1992(E)
10 Widths of bend test specimens for pipes and tubes 42
,.
11 Maximum misalignment of plates with circumferential
46
joints .,. . <.<.<.
46
12 Maximum misalignment of plates with longitudinal joints .
13 Maximum reinforced thickness for finished longitudinal and
46
circumferential joints in plates .
14 Rate of heating above 300 "C during post-weld heat treat-
48
ment . . '. . ,.
48
15 Rate of cooling to 300 "C during post-weld heat treatment .
16 Acceptance levels of profile defects in butt welds found by
52
visual examination .
Permitted reinforcement . 52
17
18
Acceptance levels of defects in butt welds found by radi-
53
................................... ....,
55
19 Methods of non-destructive testing for connections etc. .
Bend test requirements . . 57
20
164
D.l Guidance conditions for feed-water quality .
Guidance conditions for boiler water quality . . . . . . . . 164
D.2
D.3 Guidance conditions for boiler water qualit
164
deion ized water .
ix
---------------------- Page: 9 ----------------------
IS0 5730:1992(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
technical committees. Each member body interested in a subject for
which a technical committee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the
work. IS0 collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission {IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an Inter-
national Standard requires approval by at least 75% of the member
bodies casting a vote.
International Standard IS0 5730 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 11, Boilers and pressure vessels, Sub-committee SC 5, Shell
boilers.
Annexes A, B, C, D, E, F, G, H and J of this International Standard are
for information only.
---------------------- Page: 10 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD IS0 5730:1992(€)
Stationary shell boilers of welded construction (other than
water-tube boilers)
Section 1: Genera I
of a boiler for the purposes of this International
Standard. Superheaters and econo
tegral with or separate from the boile
1.1.1 This International Standard specifies re-
structed to the requirements O
quirements for both directly fired boilers and waste-
International Standard for water-tub
heat boilers with a gas-side pressure not exceeding
0,05 N/mm2 (0,5 bar)’), of cylindrical horizontal de-
signs, constructed from carbon or carbon
1.1.5 This International Standard
manganese steels by fusion welding and, in the case
brickwork setting, insulation or furn
of directly fired boilers, a design pressure not ex-
ceeding 3 N/mm2. The boilers covered by this Inter-
national Standard are intended for land use for
1.1.6 This International Standard does not cover
providing steam or high-pressure hot water. (Typical
rules of construction since they cannot be written in
examples are shown in figures 1 to 5.) This Inter-
sufficient detail to ensure good workmanship and
national Standard does not apply to water-tube
construction. Each manufacturer is responsible for
boilers, to boilers for railway locomotives, or to
taking every necessary step to make sure that the
marine boilers.
quality of workmanship and construction is such as
to ensure compliance with good engineering prac-
1.1.2 This International Standard applies to the tice.
boiler proper, from the feed-water inlet connection
to the steam outlel connection and to all other con-
nections, including those required for valves and 1.1.7 Informative references are given in annex J.
steam and water fittings. If welded ends are used,
the requirements specified herein begin or end at
the weld where flanges, if used, would have been
1.2 Normative references
fitted.
The following standards contain provisions which,
1.1.3 This International Standard applies to boilers
through reference in this text, constitute provisions
having a capacity of greater than 0,025 m3, a press-
of this International Standard. At the time of publi-
ure greater than 0,l N/rnm* and a water tempera-
cation, the editions indicated were valid. All stan-
ture in excess of 120 OC.
dards are subject to revision, and parties to
agreements based on this International Standard
1.1.4 Air preheaters, mechanical stokers, gas- or are encouraged to investigate the possibility of ap-
plying the most recent editions of the standards in-
oil-burning equipment, forced- or induced-draught
dicated below. Members of IEC and IS0 maintain
equipment or other accessories which may be re-
quired by the purchaser are not considered as parts registers of currently valid International Standards.
1) 1 N/mm* = 1 MN/m* = 1 MPa
1 bar = 105 N/m* = lo5 Pa
---------------------- Page: 11 ----------------------
IS0 5730:1992(E)
IS0 148:1983, Steel - Charpy impact test (V-notch). IS0 9328-1:1991, Steel plates and strips for pressure
purposes - Technical delivery conditions - Part I:
IS0 1027:1983, Radiographic image quality indicators
General requirements.
for non-destructive testing - Principles and identifi-
cation. IS0 9328-2:1991, Steel plates and strips for pressure
purposes - Technical delivery conditions - Part 2:
IS0 1106-1:1984, Recommended practice for radio- Unalloyed and low-alloyed steels with specified room
graphic examination of fusion welded joints - temperature and elevated temperature properties.
Part I: Fusion welded butt joints in steel plates up
to 50 mm thick. IS0 10474:1991, Steel and steel products - In-
spection documents.
IS0 1106-2:1985, Recommended practice for radio-
graphic examination of fusion welded joints -
Part 2: Fusion welded butt joints in steel plates
1.3 Definitions
thicker fhan 50 mm and up to and including 200 mm
in thickness.
For the purposes of this International Standard, the
following definitions apply. Throughout this Inter-
IS0 1106-3:1984, Recommended practice for radio-
national Standard additional definitions have been
graphic examination of fusion welded joints -
included as necessitated by the specific text con-
Part 3: Fusion welded circumferential joints in steel
cerned.
pipes of up to 50 mm wall thickness.
1.3.1 purchaser: Individual or organization who
IS0 2504:1973, Radiography of welds and viewing
buys the completed boiler from the manufacturer.
conditions for films - Utilization of recommended
patterns of image quality indicators (1.Q.i.).
1.3.2 designer: Individual or organization who as-
sumes the sole responsibility for the design of the
IS0 2604-1:1975, Steel products for pressure pur-
boiler. Helit determines the shape, dimensions and
poses - Quality requirements - Part l: Forgings.
thickness of the boiler, selects the materials and
details the methods of construction and testing.
IS0 2604-2:1975, Steel products for pressure pur-
poses - Quality requirements - Part 2: Wrought
1.3.3 manufacturer: Individual or organization who
seamless tubes.
fabricates or assumes responsibility for the fabri-
cation of the boiler or any component thereof.
IS0 2604-3:1975, Steel products for pressure pur-
poses - Quality requirements - Part 3: Electric re-
1.3.4 material supplier: individual or organization
sistance and induction-welded tubes.
not being a material producer, who supplies ma-
terial or prefabricated standardized parts to be used
IS0 2605-1:1976, Steel products for pressure pur-
in the construction of the boiler or any component
poses - Derivation and verification of elevated tem-
the reof.
perature properties - Part 1: Yield or proof stress
of carbon and low alloy steel products.
1.3.5 producer of the supplied construction ma-
IS0 2605-3:1985, Steel products for pressure pur- terial; material producer: Individual or organization
poses - Derivation and verification of elevated tem-
who produces materials for the fabrication of the
perature properties - Part 3: An alternative
boiler, components or prefabricated standardized
procedure for deriving the elevated temperature
parts.
yield or proof stress properties when data are
limited.
1.3.6 regulating authority: Authority in the country
of installation which is legally charged with the
IS0 4126-1:1991, Safety valves - Part 1: General re-
enforcement of that country’s requirements of the
quirem en ts,
law and regulations relating to boilers.
IS0 5579:1985, Non-destructive testing - Radio-
1.3.7 inspecting authority: That independent body
graphic examination of metallic materials by X- and
or association, acting on behalf of
gamma rays - Basic rules.
a) the purchaser or owner andlor
IS0 5580:1985, Non-destructive testing - lndustrial
radiographic illuniinators - Minimum requirements.
b) the regulating authority,
IS0 6947:1990, Welds - Working positions - Defi-
which performs the check that the design, materials
nitions of angles of slope and rotation.
and construction requirements comply with this In-
ternational Standard.
2
---------------------- Page: 12 ----------------------
IS0 57301992(E)
1.3.8 inspector: Person employed and trained by
1.4 Symbols
an inspecting authority to carry out the functions of
that inspecting authority as indicated in 1.3.7 (see
For the purposes of this International Standard, the
also 6.1).
general terminology and symbols indicated below
shall apply. Throughout this International Standard,
additional terminology and symbols have been in-
1.3.9 national standard: Specific standard which
cluded where necessary to meet the requirements
has proved to be satisfactory in use, which is ac-
of the specific text concerned. It should also be
ceptable to the regulating authority, which is a
noted that in some clauses of section 3 (Design of
specification or rule prepared by a national stan-
the parts under pressure) the same additional sym-
dards body or similar authority, and which includes
bol is used in different formulae to represent differ-
rules prescribed by government authorities and
ent terms. However, in all such cases, the special
having the force of law.
meaning of each symbol is indicated for each for-
mula.
a Dimensions indicated in figures 14, 16 to 18, 43 and 47. mm
Inner major axis of compensating plate. mm
ai
Outer major axis of compensating plate. mm
a,
A Effective radiant heating surface (see figures I to 5). m2
Cross-sectional area effective as compensation without consideration of allow-
A,
m m2
ances.
Cross-sectional area of branch effective as compensation. mm2
b
Cross-sectional area of reinforcing pad effective as compensation. mm*
AfP
Cross-sectional area of main body effective as compensation. mm2
Afs
Pressure-loaded area without consideration of allowances. mm2
AP
\
Pressure-loaded area relative to branch. m m2
Pressure-loaded area relative to main body. m m2
APS
b Dimensions indicated in figures 14, 16 to 19, 34, 35, 43, 47 and 6.1. mm
mm
Minor axis of manhole.
61
Inner minor axis of compensating plate. mm
4
mm
Outer minor axis of compensating plate.
b0
mm
Distance from end plate of shell to centre of saddle.
Bl
mm
Width of saddle top plate.
U2
mm
C Corrosion allowance.
C Shape factor (figure 7).
c, Constant depending on method of support as given in 3.14.2.4.
mm
Effective length of nozzle as given in 3.10.2 and figure 10.
C2
Factor for the calculation of stress at saddle support.
C3
Diameter of tube hole. mm
d
mm
Internal diameter.
di
mm
Internal diameter of branch.
dib
mm
Diameter of inner periphery of circular pad or Compensating plate.
dip
min
Internal diameter of main body (cylindrical shell, spherical shell or dished head).
dis
mm
Depth of welded-on girder stay.
dg
mm
Mean diameter.
dnl
mm
Outside diameter.
d0
mm
Outside diameter of branch.
do b
mm
Diameter of outer periphery of circular pad or compensating plate.
d0P
mm
Outside diameter of main body.
dOS
3
---------------------- Page: 13 ----------------------
IS0 5730:1992(E)
Diameter of stay. mm
Gasket mean diameter. mm
Bolt circle diameter. mm
Minimum wall thickness. mm
Calculated wall thickness of branch or standpipe. mm
mm
Calculated wall thickness of furnace.
Calculated wall thickness of end plate. mm
Calculated wall thickness of main body (cylindrical or spherical shell or dished
mm
head).
Calculated wall thickness of tube. mm
mm
Thickness of gusset stay.
Actual wall thickness of branch or standpipe minus allowances for corrosion and
min us tolerances. mm
Actual wall thickness of flat end plate. mm
Actual wall thickness of furnace. mm
Effective wall thickness of reinforcing pad. mm
Actual wall thickness of main body (cylindrical or spherical shell or dished head)
minus allowances for corrosion and minus tolerances. mm
Ordered tube thickness. mm
Young's modulus of elasticity at design temperature. N/mm2
Nominal de
...
-~
I
I
I
I IS0 5730:1992(F)
~
l
l
I I Sommaire
Page
Section 1 Généralités . 1
1.1 Domaine d'application . 1
1.2 Références normatives . . 1
2
1.3 Définitions .
3
1.4 Symboles .
Renseignements devant être fournis par l'acheteur et par le
1.5
..............................................................
fab ri Ca nt
Section 2 Matériaux . . 7
2.1 introduction .
2.2 Généra'litéç . . 7
/,
2.3 Fabrication de l'acier . : .
8
2.4 Pièces forgées .: .
2.5 Traitement thermique . 8
2.6 Composition chimique . 8
2.7 Propriétés mécaniques .
8
9
2.8 Procédures de vérification .
Règles générales de réalisation des essais de réception . 9
2.9
Nombre, prélèvement et préparation des échantillons et
2.10
éprouvettes .
2.11 Méthode d'essai .
2.12 Contre-eçsais .
2.13 Documents . 10
2.14 Marquage . . 10
Conception des parties sous pression . 11
Section 3
3.1 Généralités . .
3.2 Pression du timbre .
O IS0 1992
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite
ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mékanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 CH-1211 Genève 20 Suisse
Version française tirée en 1993
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 1 ----------------------
IS0 5730:1992(F)
3.3 Pression de calcul . 11
3.4 Température de calcul . . 11
3.5 Foyers . 12
3.6 Contrainte nominale de conception . 12
3.7 Corps cylindriques sous pression intérieure . 12
3.8 Fonds bombés non renforcés sans ouverture . 13
3.9 Conception des ouvertures dans les corps cylindriques, les corps
sphériques et les fonds bombés . 14
3.10 Conception des ouvertures isolées dans les fonds plats des
chaudières à tubes de fumée . 18
3.11 Soudures en angle raccordant les plaques-renforts à des corps
\I sous pression intérieure .
3.12
Épaisseur minimale des raccordements par tubulures et
piquages . . 19
3.13 Ouvertures d'accès et d'inspection . 19
3.14 Tirants, raidisseurs et surfaces supportées .
3.15 Tubes et tuyaux non percés et plaques tubulaires .
3.16
Tubes-foyers et boîtes de retour noyées de forme cylindrique
souinis à pression extérieure . 28
3.17 Supports de la chaudière . . 29
Section 4 Mise en œuvre et construction par des moyens autres que
le soudage . 31
4.1 Identification des tôles .
4.2 Découpage des pieces forgées
4.3 Enveloppes cylindriques . : . 31
4.4 Trous de visite . . 31
4.5 Plaques de fond et plaques tubulaires . 31
4.6 Tubes ordinaires et tubes-tirants . 32
Cadres de trous d'homme et ouveitures .
4.7
4.8 Points d'attache des accessoires
.........................
. 33
4.9 Tubes-foyers cylindriques . 34
4.10 Boîtes de retour refroidies à l'eau .
4.11 Tirants . . 35
iii
---------------------- Page: 2 ----------------------
IS0 5730:1992( F)
Section 5 Mise en œuvre et constructions soudées . 36
5.1 Généralités .
5.2 Matériaux . . 36
5.3 Conception .
5.4 Traitement thermique et traitement thermique après
...................................... ................ 38
soudage
5.5 Essais non destructifs .
Ouvertures dans des soudures ou au voisinage de soudures 42
5.6
5.7 Soudures d'angle . . 42
5.8 Fabrication .
5.9 Contrôle et essais . I
Caractéristiques des résultats d'essais sur témoins de
5.10
fabrication soudée .
Section 6 Surveillance et essais . 62
6.1 Qualification des inspecteurs . . 62
6.2 Surveillance de la construction .
6.3 Essais sous pression . . 63
...........................
Section 7 Documentation, certification et poinconnage . 64
I
7.1 Spécifications de conception, pians et états descriptifs . 64
l
7.2 Documents à remettre à l'inspecteur . 64 i
7.3 Poinqonnage . . .
Section 8 Soupapes de sûreté, raccords et montages . 65
8.1 Soupapes de sûreté .
8.2 Indicateurs de niveau d'eau .
8.3 Manomètres .
8.4 Organes d'arrêt
8.5 Robinetterie de raccordement .
8.6 Matériaux des appareils de robinetterie .
8.7 Brides et boulonnerie . . 68
8.8 Commandes automatiques . 68
iv
---------------------- Page: 3 ----------------------
IS0 57301992(F)
Annexes
A Données devant être fournies par l’acheteur au fabricant 126
128
6 Exemples types de détails de soudures acceptables .
152
C Calcul de la température des plaques tubulaires .
D Qualité de l’eau d’alimentation et de l’eau en chaudière . 168
E Modèle de certificat de réception . 173
F Modèles de certificats de qualification du mode opératoire de
178
soudagelde qualification de soudeur .
189
G Contrôle des soudures par ultrasons .
H Contrôle magnétoscopique . 203
209
J Références informatives .
Figures
1 Chaudière à boîte de retour noyée . 69
69
2 Chaudière à boîte de retour noyée .
3 Chaudière à boîte de retour noyée . 70
4 Chaudière à boîte de retour extérieure . 70
5 71
Chaudière à boîte de retour partiellement noyée .
6 Relation entre la puissance calorifique et le diamètre inté-
rieur du tube-foyer . 72
7
Facteur de forme C des fonds bombés non renforcés sans
73
ouverture .
8 Renforcement des ouvertures et piquages . 74
9 78
Piquages non radiaux et piquages adjacents .
10 . 81
Compensation pour piquage dans un fond plat
11 Compensation pour trous d’homme elliptiques ou ouvertures
d‘inspection dans un fond plat .
82
12
Soudage des renforts de compensation . 83
13 Ouvertures d‘accès et d‘inspection . 84
14 Disposition type d‘un fond de chaudière multitubulaire . 87
15 Limites extérieures des surfaces supportées, des espaces
libres, des cercles principaux et des cercles secondaires
dans les fonds à bord tombé .
88
Emploi des cercles secondaires (double foyer) . 89
16
17 Emploi des cercles secondaires (simple foyer) . 90
V
---------------------- Page: 4 ----------------------
IS0 5730:1992(F)
91
18 Détermination du facteur y .
Exemple de goussets . . . . . 92
19
93
20 Détails de soudure autorisée de barre-tirant
94
21 Détails de soudure autorisée de tubes-tirants .
22 Détails de soudure autorisée de barres-tirants munies de
rondelles . . <. .
95
23 Détails de soudure autorisée de barres-tirants de boîte de
retour . . . 97
98
24 Méthodes types de soudage des plats aux boîtes de retour
101
25 Distances à l’anneau de renforcement du trou d’homme .
26 Emplacement des tirants dans les fonds de boîtes de
retour . .
102
Détails d’un gousset soudé . . <.
103
27
104
Détails d’un gousset soudé et goupille .
28
Détails des tirants de liaison en diagonale . 105
29
105
30 Notation utilisée pour les coudes .
Coefficients de conception (-1 et Co . .
106
31
Méthodes autorisées de fixation des tubes lisses . 107
32
33 Moments quadratiques et sections transversales pour les
tubes-foyers de types Fox et Morrison . . 108
34 Raidisseurs de tube-foyer d’épaisseur inférieure ou égale à
115
22 mm pour profilés lisses ou ondulés .
35 Raidisseurs de tube-foyer d’épaisseur supérieure à 22 mm
115
pour profilés lisses ou ondules . .
Ondes de flexibilité . .
116
36
37 Coefficient de calcul de la contrainte au niveau des supports
de la selle . . 117
Fixation vissée d ne entretoise . 118
38
Ouverture d’accès dans les chaudières à boîte de retour
39
.... . . . .. . . . . .. . . . . . . . .... .. , . . . . . . . . . . ... . .. .......................... 119
noyée
Découpage d’une tôle d‘essai . .
119
40
Éprouvettes de pliage des tubes et tuyaux ., , . . . . . . .
41 120
120
42 Pièces d’essai pour soudures en angle .
43 Raccordement des tôles . 122
Éprouvette de traction à section réduite . 123
44
vi
---------------------- Page: 5 ----------------------
IS0 5730:1992(F)
45
Sélection d’éprouvettes de traction à section réduite dans
une tôle forte . . . 123
46 Éprouvette de traction du métal déposé . 123
47 Éprouvette de pliage latéral . 124
48
Gprouvette de résilience à entaille en V . . 125
49 Zones de croisement de soudures où aucune imperfection
125
n’est admise . .
B.1
Détails de préparation de soudure standard . 132
8.2 Détails de préparation de soudure de piquages pénétrants 133
Piquages non pénétrants . 134
8.3
8.4 Piquages pénétrants . 135
B.5 Piquages pénétrants . . , . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . .
B.6
Piquages pénétrants . . 137
8.7
Piquages pénétrants . . 138
8.8 Raccordements par piquages forgés .
B.9 Raccordements par piq
8.10 Piquages non pénétrants avec anneau de renforcement . 141
B.11 Piquages pénétrants avec anneau de renforcement . 142
8.12 Liaisons goujonnées soudées bout à bout .
143
.................... <............<................... 144
8.14 Bride à collerette monobloc .
8.15 Assemblage de fonds plats sans bord tombé ou de plaques
tubulaires sur enveloppe . . 145
B.16 Assemblage de plaques de fond ou de plaques tubulaires sur
enveloppe à boîte de retour .t.,,.,.,.,.>,,., 147
8.17 Assemblage de foyers à des plaques tubulaires ou à des
plaques de fond (bombé ou plat) . . . . . . . . . . . . . . . . , . , . . . . . . , . . . . 149
8.18 Préparation des tôles pour cordons soudés bout à bout . 150
B.19 Cordons de soudures croisés dans les plaques de fond . 150
8.20 Assemblage de tube d’accès sur plaque de fond . 151
C.1 Coefficient de rayonnement h’, en échange noir (F= 1) . 157
C.2 Détermination du facteur global d’échange I;’ . 158
C.3 Rapport ARIAC pour une boîte de retour cylindrique de dia-
mètre D et de longueur L . 159
vii
---------------------- Page: 6 ----------------------
IS0 57301 992(F)
160
C.4 Coefficient de convection de base AlcO .
161
C.5 Détermination du facteur de correction /+Jh‘,, .
181
C,6 Détermination du facteur de correction /+--/hc0 . .
C.7 Aire des tubes sans dimension . . . 162
163
C.8 Aire de la plaque tubulaire sans dimension .
164
C.9 Rapport des aires tube/plaque tubulaire .
165
C.10 Facteur q .
166
C.11 Facteur v, .
167
C.12 Facteur /I . .
171
D.1 Valeurs recommandées pour la silice (SiO,) .
172
0.2 Valeurs recommandées pour l’alcalinité (CaCO,) .
197
G.l Bloc de référence IS0 .
G.2 Utilisation des blocs de référence . . 197
199
G.3 Courbe de correction amplitude-distance .
G.4 Mouvements du traducteur à ondes transversal
200
tecter les défauts longitudinaux .
201
G.5 Plan de référence des soudures bout à bout .
201
G.6 Representation graphique du faisceau d’ultrasons .
202
G.7 Détermination de la longueur conventionnelle des défauts .
208
H.1 Sens de l’aimantation .,. .
Tableaux
1 Qualités d’aciers normalisées sur le plan international pour
10
les chaudières à tubes de fumée .
Espaces libres entre foyers et enveloppes lorsque I‘épais-
2
21
seur de la plaque de fond est inférieure ou égale A 25 mm
Fixations par soudure . .,. 24
3
4 Paramètres de conception des fonds plats sans bord
.............. ................. <,.<.. 25
tombé
Espaces libres entre foyer et enveloppe lorsque l‘épaisseur
5
26
. . . . . . .
de la plaque de fond dépasse 25 mm .
6 Conditions permettant l’omission de soudures d’angle (avec
reprise à l‘envers) dans les assemblages d’angle des fonds
38
plats . . <.
7 Etendue des contrôles radiographiques ou ultrasoniques
40
......................
pour des soudures bout à bout .
viii
---------------------- Page: 7 ----------------------
IS0 5730:1992(F)
8 Températures recommandées de préchauffage pour le SOU-
dage des tôles, profilés, barres et pièces forgées . 42
9 Éprouvettes à prélever dans les tôles d’essai pour tubes et
tuyaux soudés bout à bout . 44
10
Largeurs des éprouvettes de pliage pour tubes et tuyaux . 44
11 Défaut maximal d’accostage des tôles avec assemblages
circonférentiels
. . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
12 Défaut maximal d’accostage des idles avec assemblages
longitudinaux . 49
13 Surépaisseur maximale des asseinblages finis longitudinaux
et circonférentiels dans les tôles . 49
14 Vitesse de chauffage au-dessus de 300 “C pendant le
51
traitement thermique après soudage .
15 Vitesse de refroidissement jusqu’à 300 “C pendant le
51
traitement thermique apres soudage .
16 Niveaux d’acceptation des défauts de profil des soudures
bout à bout détectés par examen visuel . 55
17 Surépaisseurs permises . 56
18 Niveaux d’acceptation des défauts dans les soudures bout à
bout révélés par radiographie . 57
19 Méthodes d’essai non destructif des raccordements, etc. . 59
20 60
Caractéristiques de l’essai de pliage .
D.l Recommandations relatives à la qualit4 de l’eau d’alimen-
1 70
tation . . .
0.2 Recommandations relatives à la qualité de l’eau en chau-
dière . 170
D.3 Recommandations relatives à la qualité de l’eau en chau-
171
dière d’une chaudiere alimentée $I l‘eau déionisée .
ix
---------------------- Page: 8 ----------------------
IS0 57301992(F)
Avant-propos
L‘ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’org an i smes nationaux de norm al is a2 ion (com i tés me in b res
de I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre inté-
ressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique crée
à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux tra-
vaux. L‘ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techni-
ques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins
des comités membres votants.
La Norme internationale IS0 5730 a été élaborée par le comité techni-
que ISO/TC 11, Chaudières et récipients sous pression, sous-comité SC
5, Chaudières à tubes de fumée.
Les annexes A, B, C, D, E, F, G, H et J de la présente Norme interna-
tionale sont données uniquement à titre d’information.
X
---------------------- Page: 9 ----------------------
l
NORME INTERNATIONALE IS0 5730:1992(F)
Chaudières à tubes de fumée de construction soudée (autres 9
que chaudières aquatubulaires)
Section 1: Généralités
1.1.4 Des réchauffeurs d‘air, grilles mécaniques,
1 .I Domaine d’application
brûleurs à combustible liquide ou à gaz, équi-
pements à tirage forcé ou par induction et autres
accessoires éventuel le ment requis par I’ac heteu r
1.1.1 La présente Norme internationale s’applique
ne font pas partie de la chaudière aux termes de la
à la fois aux chaudières à flamme directe et aux présente Norme internationale. Les surchauffeurs
chaudières de récupération dont la pression côté
et économiseurs incorporés ou adjoints à la chau-
gaz ne dépasse pas 0,05 N/mm2 (0,5 bar)‘), de
dière doivent être construits selon les prescriptions
construction cylindrique horizontale, en acier au de la future Norme internationale sur les chaudières
carbone ou au carbone-manganèse soudé par fu- aquatubulaires.
sion, et, pour les chaudières à flamme directe, de
pression du timbre ne dépassant pas 3 N/mm2. Les
1.1.5 La présente Norme internationale ne traite
chaudières entrant dans le cadre de la présente
pas de l‘assise en maçonnerie, de l’isolation ou des
Norme internationale sont destinées à un usage
accessoires de foyers.
terrestre pour la fourniture de vapeur ou d’eau
chaude surchauffée. La présente Norme internatio-
1.1.6 La présente Norme internationale ne traite
nale ne s’applique pas aux chaudières aqua-
pas des règles de construction puisqu‘aucune d‘el-
tubulaires, aux chaudières pour locomotives de
les ne peut être assez précise pour garantir la qua-
chemins de fer et aux chaudières marines.
lité de la mise en œuvre et de la construction des
a
chaudières. Chaque constructeur doit donc, sous sa
responsabilité, prendre toutes les mesures néces-
saires pour garantir que la qualité de la mise en
1.1.2 La présente Norme internationale s‘applique
œuvre et de la construction dans ses ateliers cor-
à la chaudière proprement dite, depuis le raccord
responde à la bonne pratique en usage dans la
d‘entrée de l’eau d’alimentation jusqu’au raccord
profess ion.
de sortie de vapeur et à tous les autres raccords,
notamment de robinetterie et d’accessoires d‘eau
et de vapeur. Si les extrémités sont soudées, le
1.1.7 Les références informatives sont données
champ d’application ainsi défini commence ou se
dans l’annexe J.
termine aii niveau de la soudure, là où, si l’on avait
préparé des brides, celles-ci auraient été montées.
1.2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions
1.1.3 La présente Norme internationale s’applique qui, par suite de la référence qui en est faite,
aux chaudières de capacité supérieure à 0,025 m3, constituent des dispositions valables pour la pré-
de pression supérieure à 0,l N/mm2 et de tempéra- sente Norme internationale. Au moment de la pu-
ture d’eau supérieure à 120 OC. blication, les éditions indiquées étaient en vigueur.
1) 1 N/mm2 = 1 MN/m2 - 1 MPa
1 bar = IO5 N/m2 - IO5 Pa
1
---------------------- Page: 10 ----------------------
IS0 5730:1992(F)
Toute norme est sujette à révision et les parties IS0 4126-1:1991, Soupapes de sûreté - Partie 1:
prenantes des accords fondés sur la présente Prescriptions générales.
Norme internationale sont invitées à rechercher la
IS0 5579:1985, €ssais non destructifs - Contrôle des
possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes
matériaux métalliques au moyen de rayons X et
des normes indiquées ci-après. Les membres de la
gamma - Régles de base.
CE1 et de I’ISO possèdent le registre des Normes
internationales en vigueur à un moment donné.
IS0 5580:1985, Essais non destructifs -
Négatoscopes utilisés en radiographie industrielle -
IS0 148:1983, Acier - Essai de résilience Charpy
Exigences minimales.
(entaille en V).
IS0 1027:1983, Indicateurs de qualité d’image radio- IS0 6947:1990, Soudures - Positions de travail -
graphique pour les essais non destructifs - Princi- Définitions des angles d’inclinaison et de rotation.
pes et identification.
IS0 9328-1:1991, Tôles et bandes en acier pour ser-
IS0 1106-1:1984, Pratique recommandée pour vice sous pression - Conditions techniques de li-
l’examen radiographique de joints soudés par fusion vraison - Partie I: Prescriptions générales.
- Partie 1: Joints soudés bout à bout par fusion de
tôles d’acier d’épaisseur inférieure à 50 mm. IS0 9328-2:1991, Tôles et bandes en acier pour ser-
vice sous pression - Conditions techniques de li-
vraison - Partie 2: Aciers non alliés et faiblement
IS0 1106-2:1985, Pratiques recommandées pour
alliés à propriétés spécifiées à températures am-
l’examen radiographique de joints soudés par fusion
biante et élevée.
- Partie 2: Joints soudés bout à bout par fusion de
tôles d’acier d‘épaisseur supérieure à 50 mm mais
IS0 10474:1991, Aciers et produits sidérurgiques -
inférieure ou égale à 200 mm.
Documents de contrôle.
IS0 1106-3: 1984, Pratique recommandée pour
l’examen radiographique de joints soudés par fusion
- Partie 3: Joints circulaires soudés par fusion de
1.3 Definitions
tubes d’acier d’épaisseur inférieure ou égale à 50
mm.
Pour les besoins de la présente Norme internatio-
nale, les définitions générales suivantes s‘appli-
IS0 2504:1973, Radiographie de soudures et condi-
quent. Des définitions supplémentaires sont
tions d’observation des films - Emploi des types re-
données dans les parties suivantes lorsqu’elles sont
commandés d’indicateurs de qualité d’image (I.Q.I.).
nécessaires pour un texte particulier.
IS0 2604-1 :I 975, Produits en acier pour appareils à
1.3.1 acheteur: Personne physique ou morale qui
pression - Spécifications de qualité - Partie 1: Piè-
achète la chaudière au fabricant.
ces forgées.
1.3.2 constructeur: Personne physique ou morale
IS0 2604-2:1975, Produits en acier pour appareils à
qui assume l’entière responsabilité de la conception
pression - Spécifications de qualité - Partie 2: Tu-
de la chaudihre. Elle determine la forme, les di-
bes laminés sans soudure.
mensions et l’épaisseur de la chaudière, choisit les
matériaux et décrit les méthodes de construction et
IS0 2604-3:1975, Produits en acier pour appareils à
d‘essai.
pression - Spécifications de qualité - Partie 3: Tu-
bes soudés électriquement par résistance et par in-
1.3.3 fabricant: Personne physique ou morale qui
duction.
fabrique ou assume la responsabilité de la fabrica-
tion de la chaudière ou d‘un de ses éléments.
IS0 2605-1:1976, Produits en acier pour récipients à
pression - Dérivation et vérification des valeurs à
température élevée - Partie 1: Limite d’élasticité ou
1.3.4 fournisseur du matériau: Personne physique
limite conventionnelle d’élasticité des produits en
ou morale qui, sans être producteur, fournit le
acier au carbone ou faiblement allié. matériau ou parties normalisées prefabriquées em-
ployés dans la construction de la chaudiére ou de
IS0 2605-3:1985, Produits en acier pour récipients à
l’un de ses éléments.
pression - Dérivation et vérification des valeurs à
température élevée - Partie 3: Autre méthode de
1.3.5 producteur du matériau de construction
dérivation des valeurs de limites apparente et
fourni; producteur du matériau: Personne physique
conventionnelle d’élasticité à température élevée à
ou morale qui produit les matériaux entrant dans la
partir de données réduites.
fabrication de la chaudière, de ses éléments ou de
ses parties normalisées préfabriquées.
2
---------------------- Page: 11 ----------------------
IS0 57301992(F)
1.3.6 autorité réglementaire: Autorité du pays l’organisme réglementaire, qui est une spécification
d’installation qui est légalement chargée de faire ou une règle élaborée par une organisation natio-
respecter les dispositions législatives et les règle-
nale de normalisation ou un organisme similaire
ments de ce pays concernant les chaudières. faisant autorité, et qui comprend également les rè-
gles édictées par l’autorité gouvernementale et
1.3.7 organisme de contrôle: Organisme indépen- ayant force de loi.
dant agissant pour le compte
a) de l’acheteur ou du propriétaire, et/ou
1.4 Symboles
b) de l’autorité réglementaire,
1.4.1 Pour les besoins de la présente Norme
qui assure la surveillance de la conception, des internationale, la terminologie générale et les sym-
matériaux et de la construction en conformité avec boles indiqués ci-après s’appliquent. Des termes
la présente Norme internationale. supplémentaires et les symboles correspondants
sont employés dans les parties suivantes lorsqu’ils
1.3.8 inspecteur: Personne employée et formée par sont nécessaires pour un texte particulier. On no-
tera que dans certains paragraphes de la section 3
un organisme de contrôle pour remplir les fonctions
attribuées à cet organisme comme indiqué en 1.3.7 (Conception des parties sous pression) les mêmes
(voir aussi 6.1). sym boles su p plém entai res sont parfois em ployés
dans différentes formules pour représenter des
grandeurs différentes. La signification particulière
1.3.9 norme nationale: Norme particulière qui a
du symbole est toutefois alors clairement indiquée.
donné
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.