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

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