ДОПУСКАЕМОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

2.1. Под номинальным допускаемым напряжени­ем [а] следует понимать величину напряжения, исполь­зуемую для определения расчетной толщины стенки детали или допустимого давления по принятым исход­ным данным и марке металла.

Приведенные в настоящих Нормах допускаемые напряжения и указания по их выбору применимы при использовании металлов и полуфабрикатов, которые разрешены Правилами госгортехнадзора.

Уровень расчетных характеристик используемых металлов и полуфабрикатов должен быть подтвержден статистической обработкой данных испытаний, перио­дическим контролем качества продукции не реже одно­го раза в 5 лет и положительным заключением специа­лизированной научно-исследовательской организации в соответствии с требованиями Правил госгортехнадзора.

2.2. Номинальные допускаемые напряжения для катаной или кованой стали марок, широко использу­емых в котлах и трубопроводах, следует принимать по табл. 2.1-2.5.

Для промежуточных значений ресурса эксплуата­ции, указанных в таблицах, значение допускаемого напряжения разрешается определять линейной интер­поляцией ближайших значений между ресурсами с округлением до 0,5 МПа в меньшую сторону, если раз­ница между этими значениями не превышает 20% их среднего значения. В остальных случаях должно при­меняться «логарифмическое» интерполирование. Эк­страполяция значений допускаемых напряжений для ресурса менее 104 не допускается без согласования со специализированными научно-исследовательскими организациями.

Допускаемые напряжения для сталей иностранных марок, допущенных к применению Госгортехнадзором России, должны устанавливаться специализированны­ми научно-исследовательскими организациями. Для стали 2.1/4 CrlMo (ЮСгМоЭЮ для труб по ДИН 17175 и для листа по ДИН 17155) могут быть использованы значения допускаемых напряжений, приведенные в табл. 2.6.

2.3. Для сталей марок, не приведенных в табл. 2.1- 2.4, и для других металлов, допущенных к применению Госгортехнадзором России, номинальное допускаемое напряжение следует принимать равным наименьшему из приведенных в табл. 2.7 значений, полученных в ре­зультате деления соответствующей расчетной характе­ристики прочности металла при растяжении на соответ­ствующий запас прочности по данной характеристике.

При выполнении контрольных расчетов деталей, изготовленных из стали 12ХМФ, допускается исполь­зовать значения допускаемых напряжений, приведен­ных в табл. 2.1-2.4 для стали 12Х1МФ.

2.4. В качестве расчетных характеристик прочно­сти металла следует принимать:

Временное сопротивление при растяжении ав;

Предел текучести от t или условный предел теку- чести а0 2/|, а10/<;

Условный предел длительной прочности а10< aloS

Условный предел ползучести Olll05

Значения характеристик ств, стг ,, ст0 2 f, al 0 ( следу­ет принимать равными минимальным значениям, ус­тановленным в соответствующих стандартах или тех­нических условиях для металла данной марки.

Номинальные допускаемые напряжения [а] для углеродистой и марганцовистой сталей, не зависящие от расчетного ресурса, МПа

T:c

Марка стали

Ст2кп

СтЗкп

Ст2сп, Ст2пс

СтЗсп, СтЗпс

Ст4гтс, Ст4сп

СЗГгтс

22IC

14ГНМА

16ГНМ, 16ГНМА

От 20 до 50

124

133

130

140

145

150

170

180

190

150

106

115

112

125

129

134

155

179

181

200

111

100

117

121

125

147

175

176

250

80

102

86

107

111

115

140

171

172

275

102

106

109

135

170

169

300

70

98

103

130

169

167

320

126

164

165

340

122

161

163

350

120

159

161

360

1

157

159

370

155

157

380

152

154

Таблица 2.2

Номинальные допускаемые напряжения [а] для углеродистой и марганцовистой сталей, МПа

T,’C

Марка стали

08, 10,12К

15, 15К, 16К

20, 20К, 18К

Расчетный ресурс, ч

104

106

2-Ю5

3-Ю5

10і

105

2-Ю6

10і

105

2-Ю5

3-Ю5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

От 20 до 100

130

140

147

200

120

130

140

250

108

120

132

275

102

113

126

300

96

106

119

320

92

101

114

340

87

96

109

350

85

93

106

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

360

82

82

90

103

103

380

76

76

71

85

85

97

97

88

400

73

73

66

60

80

80

72

92

92

78

71

410

70

68

61

55

77

72

65

89

86

70

63

420

68

62

57

50

74

66

58

86

79

63

56

430

66

57

51

45

71

60

52

83

72

57

50

440

63

51

45

40

68

53

15

80

66

50

44

450

61

46

38

35

65

47

38

77

59

46

39

460

58

40

33

29

62

40

33

74

52

38

34

470

52

34

28

24

54

34

28

64

46

32

28

480

45

28

22

18

46

28

22

56

39

27

24

490

39

21

40

24

49

33

500

33

1 20

34

20

41

26

510

26

35

Продолжение табл. 2.2

F.’C

Марка стали

16ГС,09Г2С

10Г2С1,17ГС, 17Г1С,17Г1СУ

15ГС

Расчетный ресурс, ч

104

105

2 105

104

105

2 105

104

105

2 105

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

От 20 до 100

170

177

185

200

150

165

169

250

145

156

165

275

140

150

161

300

133

144

153

320

127

139

145

340

122

133

137

350

120

131

133

360

117

127

129

380

112

112

121

121

121

121

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

400

107

107

95

113

113

96

113

113

96

410

104

97

83

107

102

85

107

102

85

420

102

87

73

102

90

75

102

90

75

430

98

76

63

97

78

65

97

78

65

440

95

68

55

92

70

55

92

70

55

450

89

62

46

88

63

46

88

63

46

460

83

54

38

82

54

38

82

54

38

470

71

46

32

71

46

32

71

46

32

480

60

60

60

490

Примечания: 1. Выше черты приведены значения напряжений, определяемые по пределу текучести в зависимости от температуры.

2. Значения допускаемых напряжений в колонках для ресурса 10* и 2-Ю5 ч, отмеченные выше черты знаком *-ь, принимаются равпыми соответствующим значениям в колонке для ресурса 105 ч.

Номинальные допускаемые напряжения [ст] для теплоустойчивой стали, МПа________

3. Значения допускаемых напряжений, указанные ниже черты, соответствуют работе элементов в усло­виях ползучести и определены по пределу длительной прочности для соответствующего ресурса.

Таблица 2.3

F/C

Марка стали

12ХМ, 12МХ

15ХМ

Расчетный ресурс, ч

104

10s

2-10*

3-Ю5

10і

Ю5

2 106

3-Ю6

1

2

3

4

5

6

7

8

9

От 20 до 150

147

153

250

145

152

300

141

147

350

137

140

400

132

133

420

129

131

440

126

128

450

125

127

460

123

123

123

125

125

125

Продолжение табл. 2.3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

480

120

120

102

102

122

122

113

103

500

116

95

77

64

119

105

85

76

510

114

78

60

53

117

85

72

62

520

107

66

49

43

110

70

58

50

530

93

54

40

35

97

56

44

39

540

77

43

80

45

35

31

550

60

62

35

26

23

560

52

27

570

42

21

580

590

600

610

620

I

Продолжение табл. 2.3

TX

Марка стали

12Х1МФ

12Х2МФСР

15Х1М1Ф

Расчетный ресурс, ч

104

105

2 105

3 105

10*

105

2 10і

10і

105

2 10s

3105

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

От 20 до 150

173

167

192

250

166

160

186

300

159

153

180

350

152

147

172

400

145

140

162

420

142

137

158

440

139

134

154

450

138

138

133

152

460

136

136

130

131

131

150

150

150

480

133

133

120

107

128

128

119

146

145

130

123

500

130

113

96

88

121

106

97

140

120

108

100

510

120

101

86

79

115

94

87

137

107

96

90

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

520

112

90

77

72

105

85

79

125

96

86

80

530

100

81

69

65

95

78

70

111

86

77

72

540

88

73

62

58

87

70

63

100

78

69

65

550

80

66

56

52

80

63

56

90

71

63

58

560

72

59

50

46

72

57

50

81

64

57

52

570

65

53

44

41

65

52

45

73

57

51

47

580

59

47

39

36

59

46

41

66

52

46

43

590

53

41

35

32

53

41

36

60

47

42

39

600

47

37

31

29

47

37

33

54

43

38

35

610

41

33

41

33

28

48

40

620

35

35

43

Примечания: 1. Выше черты приведены значения напряжений, определяемые по пределу текучести в зависимости от температуры.

2. Значения допускаемых напряжений в колонках для ресурса 104, 2-Ю5,3105ч, отмеченные выше черты знаком «-», принимаются равными соответствующим значениям в колонке для ресурса 106 ч.

Ю А>

3. Значения допускаемых напряжений, указанные ниже черты, соответствуют работе элементов в усло­виях ползучести и определены по пределу длительной прочности для соответствующего ресурса.

T;С

Марка стали

12Х11В2МФ

12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т

09Х14Н19В2БР, 09Х16Н14В2БР, 10Х16Н16В2МБР

Расчетный ресурс, ч

10<

10s

210s

104

Ю5

2-Ю5

3 10s

10<

106

2 106

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

От 20 до 150

195

147

147

250

183

125

131

300

175

120

128

350

167

116

125

400

158

111

123

450

152

107

120

500

145

145

145

104

117

520

143

134

128

103

116

530

141

124

119

103

102

116

540

140

115

108

102

102

100

115

550

130

107

100

102

100

93

115

560

121

97

90

101

101

91

87

114

Таблица 2.4

Номинальные допускаемые напряжения [а] для высокохромистой и аустенитной сталей, МПа

Го

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

570

113

87

80

101

97

87

81

114

580

104

78

72

100

90

81

74

113

113

590

95

69

64

98

81

73

68

113

109

600

87

60

55

94

74

66

62

112

112

102

610

78

51

47

88

68

59

55

111

104

94

620

70

47

39

82

62

53

50

111

97

87

630

62

37

31

78

57

49

46

110

89

79

640

54

27

23

72

52

45

42

110

81

72

650

45

20

65

48

41

38

109

74

64

660

38

60

45

37

103

66

56

670

30

55

41

34

96

59

49

680

50

38

32

88

52

41

690

45

34

28

79

44

34

700

40

30

25

71

37

27

Примечания’ 1. Выше черты приведены значения напряжений, определяемые по пределу текучести в зависимости от температуры.

2. Значения допускаемых напряжений в колонках для ресурса 104, 2 105 и 3 10s ч, отмеченные выше черты знаком *-», принимаются равными соответствующим значениям в колонке для ресурса 105 ч.

3. Значения допускаемых напряжений, указанные ниже черты, соответствуют работе элементов в усло­виях ползучести и определены по пределу длительной прочности для соответствующего ресурса.

Пимі

T,’c

1

20 до

250

300

350

400

450

470

480

490

500

520

540

550

560

570

580

590

600

610

620

Таблица 2.5 Рекомендуемая Ьные допускаемые напряжения [а] ця стали 10Х9МФБ, МПа

Расчетный ресурс, ч 105

167 160 157 154 151 148 147 146 138 127 108 90

58 52* 50* 48*

1

2

3

4

630

57*

45*

640

55*

43*

650

52*

41*

Примечания: 1. Выше черты приведены значения допускае­мых напряжений, определяемых по пределу текучести в зависи­мости от температуры.

2. Значения допускаемых напряжений в колонках для ресурса 104 и 2 10*4, отмеченные выше черты знаком «-», принимаются равными соответствующим значениям в колонке для ресурса 105 ч.

3. Значения допускаемых напряжений, указанные ниже чер­ты, соответствуют работе элементов в условиях ползучести и оп­ределены по пределу длительной прочности для соответствующе­го ресурса.

4. Значения допускаемых напряжений со знаком * получены экстраполяцией с малых по времени баз испытаний и должны быть откорректированы с учетом требований подраздела 2.1.

Таблица 2.6

Номинальные допускаемые напряжения для стали 2.1/4 CrlMo (ЮСгМоЭЮ) на расчетный ресурс 105 ч

T,’С

[а], МПа

T/С

[а], МПа

20-100

180

480

123

200

163

500

96

250

160

520

73

300

153

540

53

350

146

560

38

400

140

580

28

450

133

Таблица 2.7

Формулы для определения номинального допускаемого напряжения [с], не зависящего от расчетного ресурса, или для расчетного ресурса 105 ч

Материал

Формула

Углеродистая и тепло­устойчивая сталь[1]

Од о02,, О,0S/f O1/10s/f

2,4′ 1,5 ‘ 1,5 ‘ 1,0

Аустенитцая хромони — келевая сталь

2 _ _ Од °l,0/r "loVf 1 / 10s /»

3,0* 1,5 ‘ 1,5 ‘ 1,0

Чугун с шаровидным графи­том при 65 > 12% после отжига

Од o02

4,8′ 3,0

Чугун с пластинчатым графи­том, ковкий чугун и чугун с шаровидным графитом при65< 12%: после отжига

Без отжига

З

Ов 7,0

3

Ов

9,0

Медь и медпые сплавы

°в[2] Од аш, O10J/, 3,5 ‘ 2,4’ 1,5 ‘ 1,5

Значения характеристик аш« t, alo5 f, ct21q5 a310S ( и о, 1о5 (следует принимать равными средним значениям, установленным в соответствующих стандартах или тех­нических условиях для металла данной марки.

Отклонения характеристик в меньшую сторону до­пускаются не более чем на 20% от среднего значения.

Допускается использование суТ ( вместо о0 2 если в стандартах или технических условиях на металл нормированы значения ст t и отсутствуют нормиро­ванные значения a021.

Уровень расчетных характеристик используемых металлов и полуфабрикатов должен быть подтверж­ден статистической обработкой дапных испытаний, периодическим контролем качества продукции и по­ложительным заключением специализированной на­учно-исследовательской организации в соответствии с требованиями Правил госгортехнадзора.

2.5. Для стальных отливок номинальное допуска­емое напряжение следует принимать равным следу­ющим величинам:

85% значений допускаемого напряжения, опреде­ленного согласно табл. 2.1-2.4 для одноименной мар­ки катаной или кованой стали, если отливки подвер­гаются сплошному неразрушающему контролю;

75% от указанных в табл. 2.1-2.4 значений, если отливки не подвергаются сплошному неразрушающе­му контролю.

2.6. Для стальных деталей, работающих в услови­ях ползучести при разных за расчетный ресурс расчет­ных температурах, за допускаемое разрешается при­нимать напряжение [а], вычисленное по формуле

ДОПУСКАЕМОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Где т,…, хп — длительность периодов эксплу­

Атации деталей с температурой стенки соответственно fj, …,

[с],, [ст]2,…….. [ст]п — номинальные допускаемые на­пряжения для расчетного ре­сурса при температурах T2,…, T , МПа;

Л* 7

Л

Т0 = 5>і — общий расчетный ресурс, ч;

І

M — показатель степени в уравнении

Длительной прочности стали.

Для углеродистых, низколегированных хромомо — либденовых и хромомолибденованадиевых, а также аустенитных сталей допускается принимать т = 8. Пе­риоды эксплуатации при разной температуре стенки рекомендуется принимать по интервалам температуры 5 или 10 С.

Определение эквивалентных напряжений по при­веденной упрощенной методике рекомендуется при­нимать для интервала температур не более 30 °С. При необходимости определения эквивалентных допуска­емых напряжений для интервала температур более 30 С следует использовать среднее значение показа­теля степени согласно данным экспериментальных исследований с базой испытаний не менее 0,1 от ре­сурса, но не менее 104 ч.

2.7. Расчетные характеристики прочности и номи­нальные допускаемые напряжения следует принимать для расчетных температур стенки, определенных со­гласно п. 1.4.

2.8. При определении допустимой величины проб­ного давления допускаемое напряжение должно при­ниматься согласно табл. 2.8.

2 Нормы расчета . 33

Таблица 2.8 Формулы для определения допускаемого напряжения при вычислении пробпого давления

Материал

Формула

Углеродистая, теплоустойчивая и аусте — нитная сталь (катаная и кованая)

А0.2 1Д

Стальпые отливки

°0 2 1,4

Отливки из чугуна с шаровидным графитом при S5 > 12%

Од Оо2

2,4′ 1,5

Отливки из чугуна с пластинчатым графи­том, из ковкого чугуна и чугуна с шаровид­ным графитом при 65 < 12%

3,5

Медь и медные сплавы

*

О в °1.0/» 2,0′ 1,1

"Условие используется, если в стандартах или технических условиях на металл характеристики нормированы.

2.9. При расчете стальных деталей, работающих под наружным давлением, допускаемое напряжение должно быть уменьшено в 1,2 раза ио сравнению со случаем, когда испопьзуются формулы расчета по внутреннему давлению (например, для дымогарных труб).

Таблица 2.9 Рекомендуемая Номинальные допускаемые напряжения [а] для расчетного ресурса 4-Ю5 ч

T, ‘С

Марка стали

20

12МХ

15ХМ

12Х1МФ

15Х1М1Ф

1

2

3

4

5

6

360

103

380

83

400

62

410

57

420

51

430

45

440

39

450

35

138

460

30

123

125

125

150

4 70

25

104

115

115

125

480

21

85

98

103

110

490

75

82

92

100

500

63

68

83

92

510

48

58

76

84

520

37

46

66

75

530

31

35

59

67

1

2

3

4

5

6

540

28

53

60

550

20

48

54

560

43

49

570

38

44

580

34

40

590

30

36

600

27

32

Ваш отзыв

Рубрика: Нормы расчета на прочность стацио­нарных котлов

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *