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
|
Таблица 2.2 Номинальные допускаемые напряжения [а] для углеродистой и марганцовистой сталей, МПа
|
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
|
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
|
Продолжение табл. 2.3
|
I
Продолжение табл. 2.3
|
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
|
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
|
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
|
"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
|
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 |