ГОСТ Р 55600-2013 Трубы и детали трубопроводов на давление свыше 100 до 320 МПа. Нормы и методы расчета на прочность

Обозначение:
ГОСТ Р 55600-2013 Трубы и детали трубопроводов на давление свыше 100 до 320 МПа. Нормы и методы расчета на прочность
Тип:
ГОСТ
Название:
Дата актуализации текста:
Дата актуализации описания:
71.120.01
Дата последнего изменения:
Дата завершения срока действия:
gost34730
gost_r_55600-2013.docx PHPWord

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ТРУБЫ И ДЕТАЛИ ТРУБОПРОВОДОВ
НА ДАВЛЕНИЕ СВЫШЕ 100 до 320 МПа

Нормы и методы расчета на прочность

ЕН 13345-3:2012
(NEQ)

Издание официальное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предисловие

- ЕН 13445-3:2012 «Сосуды, работающие под давлением без огневого подвода теплоты. Часть 3.
Конструкция» (EN 13445-3:2012 «Unfired pressure vessels Part 3: Design». NEQ);

Директива 97/23 ЕС Европейского парламента и совета от 29 мая 1997 г. по сближению законо-
дательств государств-членов, касающаяся оборудования, работающего под давлением. NEQ

Правила применения настоящего стандарта установлены е ГОСТ Р 1.0—2012 (раздел 8).
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется е ежегодном (ло состоянию на
1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный
текст изменений и поправокв ежемесячном информационном указателе л Национальные стан-
дарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее
уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя
«Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размеща-
ются также е информационной системе общего пользованияна официальном сайте Федераль-
ного агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

© Стандартинформ. 2015

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и рас-
пространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническо-
му регулированию и метрологии

и

Содержание

и перепада температур по толщине стенки (наружный и внутренний обогрев) трубы 13

нагруженном внутренним давлением 18

Приложение А (справочное) Методика определения критической температуры хрупкости 29

Библиография 31

in

 

 

 

 

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТРУБЫ И ДЕТАЛИ ТРУБОПРОВОДОВ НА ДАВЛЕНИЕ СВЫШЕ 100 до 320 МПа
Нормы и методы расчета на прочность

Pipes end pipeline components for pressure over 100 to 320 MPa. Norms and me mode of strength calculation

Дата введения — 2014—05—01

Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность труб и деталей тру-
бопроводов. применяемых в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, рабо-
тающих при внутреннем давлении свыше 100 до 320 МПа и температуре свыше минус 50 еС до
плюс 340 °С в условиях статических и циклических нагрузок.

8 настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 356—80 Арматура и детали трубопроводов. Давления номинальные, пробные и рабочие.

Ряды

ГОСТ 9454—78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и
повышенных температурах

ГОСТ 24705—2004 (ИСО 724:1993) Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метричес-
кая. Основные размеры

ГОСТ Р 52857.1—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие тре-
бования

ГОСТ Р 52857.2—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет
цилиндрических обечаек и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек

ГОСТ Р 52857 3—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление
отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и
днищ при внешних статических нагрузках на штуцер

ГОСТ Р 52857.4—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на
прочность и герметичность фланцевых соединений

ГОСТ Р 52857.5—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет обе-
чаек и днищ от воздействия опорных нагрузок

ГОСТ Р 52857.6—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на
прочность при малоцикловых нагрузках

ГОСТ Р 52857.7—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Теплообмен-
ные аппараты

ГОСТ Р 52857.8—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и
аппараты с рубашками

ГОСТ Р 52857.9—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определе-
ние напряжений в местах пересечений штуцеров с обечайками и днищами при воздействии давления и
внешних нагрузок на штуцер

ГОСТ Р 52857.10—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и
аппараты, работающие с сероводородными средами

Издание официальное

ГОСТ Р 52857.11—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Метод рас-
чета на прочность обечаек и днищ с учетом смещения кромок сварных соединений, угловатости и
некругл ости обечаек

ГОСТ Р 52857.12—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Требования
к форме представления расчетов на прочность, выполняемых на ЭВМ

При мечам не — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылоч-
ных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агент-
ства по техническому регулированию и метрологии а сети Интернет или по ежегодному информационному указате-
лю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего годе, и по выпускам
ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если земенен ссылочный
стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого
стандарта с учетом всех внесенных а данную версию изменений. Если земенен ссылочный стандарт, на который да-
на датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утвер-
ждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта е ссылочный стандарт, на который дама датиро-
ванная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение
рекомендуется применять без учете данного изменения. Еспи ссылочный стандарт отменен без замены, то положе-
ние. а котором дама ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссыпку.

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

Ра

t

^т(20* ^тИ
20* *о«

Яр0.2а0'Яр02Н

рабочее давление в трубопроводе. МПа:
расчетное давление в трубопроводе. МПа:
пробное давление в трубопроводе. МПа:

максимальное предельно-допускаемое давление для трубы, криволинейного
элемента трубопровода, перехода. МПа:
давление аетофретироваиия. МПа.
расчетная температура. °С.

минимальное значение временного сопротивления (предела прочности) мате-
риала при 20 °С и при расчетной температуре соответственно. МПа:
минимальное значение предела текучести материала при 20 °С и при расчетной
температуре соответственно. МПа;

минимальное значение условного предела текучести материала при остаточном
удлинении 0.2 %. при 20 вС и при расчетной температуре соответственно. МПа;

«р 1,0/20* *РЦ*

**ЩФГ «с/«ш>

«р0.2/Кф)* «р0.2//(п)* ^р0.2//(ш)
«р1.0/«ф)* ЯрУ.ОЩп)' «р1.0//(ш)

«т/г

«Т/20

*Т«ф>

«Т/«л>

«Т//<ш>

«Т/20(ш)

*8

ЛТ

И

Иш • 1^1ф

^н1- ^и2
<*м. т* ^л. о

4,,

<k

«р1.0//(ф|*

«P1.0/W

«р1.0/*ш)»

s — толщина стенки трубы, криволинейного элемента трубопровода, мм:
soV sn2 — толщины стенок перехода, мм;

sv s2. sa. s4 — толщина стенки криволинейного элемента трубопровода при 0. равном 0е. 90е.

180е, 270е соответственно, мм;

О — угол изменяется от 0е до 360е;

sn — проектная толщи на станки трубы, криволинейного элемента трубопровода, мм.

snl(l, sn2n — проектные толщины стенок переходов, мм;

Sp — расчетная толщина стенки трубы, криволинейного эле мента трубопровода, мм;

sp1. sp2 — расчетные толщины стенок переходов, мм:

|s]ffln — минимальная предельно-допускаемая (отбраковочная) толщина стенки труб,

криволинейных элементов трубопровода, мм:

(skmin — минимальные предельно-допускаемые (отбраковочные) толщины стенок пере-
хода. мм:

у — относительное сужение материала трубы или детали трубопровода при расчет-

ной температуре. %, в расчет принимается 0.01 у;
у20 — относительное сужение материала трубы или детали трубопровода при темпера-

туре 20 *С, %, е расчет принимается 0.01

При проектировании, определяя толщины стенок труб и деталей трубопроводов, необходимо
учитывать следующие прибавки:

- прибавку, учитывающую минусовой допуск на толщину стенки, прибавка должна быть обоснова-
на в технической документации;

Проектировщик может ввести дополнительные прибавки, что должно быть обосновано в техни-
ческой документации.

Проведение расчета толщины стенки по наружному или внутреннему диаметру определяется
исходными данными на проектирование, а также характером износа стенки: внутренним или наруж-
ным.

К расчетным нагрузкам, рассматриваемым в настоящем стандарте, относятся:

. расчетное внутреннее давление;

- температурный перепад по толщине стенки:

• давление автофретирования.

Допустимые напряжения при температуре для труб и деталей трубопроводов, кроме фланцев и
шпилек:

Коэффициенты запаса прочности принимаются по таблицам 1. 2.

Таблица 1 — Коэффициент запаса прочности

 

 

Значение л?

Трубы и детали трубопроводов, кроме фланцев и шпилек

2.2

1.5

Фланцы

2.0

 

 

Таблица 2 — Коэффициент запаса прочности для шпилек

. *гпЧ(ш)

Значение л. в зависимости or резьбы шпильки

ЯТ/||иО

 

 

 

До М22 включ.

Св. М22

Се. 1.5 включ.

2.5

2.25

До 1.5

3.0

2.50

 

 

При пробном давлении следует проводить проверку прочности труб и деталей трубопроводов по
формулам соответствующих разделов настоящего стандарта, подставляя в формулы, взамен значе-
ния расчетного давления р. значение пробного давления рпр. Допустимое напряжение при этом еычис»
ля ют по формуле

Ят;зо

И""*5**-1,36-

где лт — коэффициент запаса прочности, определяется по таблицам 1. 2.

п, .=£l".|n_

ф Р Р. » с, -2е*-2<sг-с„)

фактический коэффициент запаса прочности по пределу прочности

лв<)= —in *.**-*>.

р о, ' с,-2е*-2(i2-Cj.)

в. - е,. 2с*

р« * С< - 2Cj- - 2|ви„

При расчете резьбового конца за d принимается внутренний диаметр резьбы.

Приведенные в подразделе формулы применимы для расчета основных размеров труб (рису*
нок 1).

 

 

 

 

' У— г 4

гГ

 

 

Рисунок 1 — Элемент трубы

 


Приведенные в подразделе формулы применимы для расчета криволинейных элементов трубоп-
роводов: колен (рисунок 2). двойных колен (рисунок 3). отводов (рисунок 4), двойных отводов (рисунок 5).

 


sn на гнутом участке должна быть не менее

sn*sp*c24ca- (5.9>

Исполнительная толщина стенки криволинейного элемента трубопровода на гнутом участке s
должна быть не менее

sasp*c3. (5.10)

sp на гнутом участке изменяется по периметру поперечного сечения в зависимости от угла 0
(рисунок 6) и определяется по формулам.

При расчете по наружному диаметру

. - * су

—2

Sin<i-xpa po(sin0i*X)

ln-1 ,

3sm О 4 2>.pp ею 0 /.ftp

 

 

 

 

 

 

Л . б* - с, dH с,

SP i

S -о*'* а- - с<. Л||> ’..М*--1)

р 2 2(1 [ 2ХЦр - 1 М»р - I '

.. . p»(|t»»ino. Л.,) Ppeino.*,

Па ~i

3ftpe>rt а 2х, это.*, J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из (5.17) при 0 = 90е для выпуклой области

* - аш + с, - 2 2си . а

S> j

Из (5.17) при 0 = 270° для вогнутой области
_ в. » с, - 2е} . 1 . .

2 Л

1 _ |П *1 ~

2к< . 3IV м - 1 '

 

 

 

 

 

 

Толщина стенки криволинейного элемента трубопровода на прямом участке определяется по
формулам подраздела 5.1.

аы г с, - 2с*

\р] должно быть не более:

Is)min должна быть не менее sp.

Приведенные в подразделе формулы применимы для расчета конических переходов (рисун-
ки 7—9).

Приведенные ниже формулы расчета толщин стенок конических переходов применимы при
“я *25°.

snln. sr^2n должны быть не менее

Исполнительные толщины стенок переходов sn1, sn2 должны быть не менее

 

Sn1*VC3’Sn2*Sp24C3’

где sp1. sp2 определяются:

при расчете по наружному диаметру

 

(5.24)

, _ flUfV - 1)

 

(5.25)

* ^

при расчете по внутреннему диаметру

 

(5.26)

sp, = O.S(d„ т2с2*2с3Ж\,-1).

 

(5.27)

V = 05<^+2c2*2c3)«\)-1).

 

(5.28)

где (\p = exp! ——2 ).

V ! (frJCOS u„ )

[p] должно быть не более

 

(5.29)

foi < I in ^m1 in

 

(5.30)

1 <»., -ЭДми.' *,2

(s),min. [s]2rain должны быть не менее sp1, sp2 соответственно.

*

 

5.3.2 Тройники, угольники

Приведенные в подразделе формулы применимы для расчета конструкций тройников, показан-


dm f, dH о для тройников и dH f для угольников должны быть не менее:

,+d. .2c3t; (5.31)

^и. о ^ 2sp 0 4 db 0 4 2Сзе. (5.32)

где sp т. sp о — расчетные толщины стенок определяются по формуле (5.3) или (5.4) подраздела 5.1.
мм,

с, сзо — прибавки на износ соответственно основной трубы и отвода, мм.

Для тройников (тип А. тип Б. тип Г. тип Д: рисунки 10.11.13,14). угольников (рисунки 15.16) разме-
ры DT. 0о должны быть не менее:

для основной трубы

 

расчетный наружный размер

(5.33)

р s-V-V*3-4"

Р-' 2я '

(5.34)

где x = (1.7S-4K,)V2K7,

(5.35)

у = (2К, 1 Х<*„. о + 2с. „) Т2К7(4К, 1.75Н«. , 2с.

(5.36)

2 = (2К, * 1Х</„ , 2СэтХ<*. о с).

(5.37)

к.-1=1.

Р

(5.38)

 


(S.39)

расчетный наружный размер

Ор. О = V (da 2c3l)(Op , - d. t - 2Сз.) d, a 2с^. (5.40)

Для тройника (тип В; рисунок 12) размер Dm1 должен быть не менее Зр т, определяемого ло фор-
муле (5.34). размер Оо1 должен быть не менее Ор 0, определяемого ло формуле (5.40). Размеры от2.
Оо2 выбираются конструктивно.

Температурные напряжения при стационарном температурном режиме при температуре /0. на
внутренней поверхности и /и на наружной поверхности трубы в произвольном слое радиусом г с темпе-
ратурой Г стенки трубы определяются ло формулам:
радиальное напряжение

»i ,.5L

Г ж Г*

&г - -т

тангенциальное напряжение

(6.2)

осевое напряжение

' 2 In — - 1 ,

Af = /вfH — перепад температур по толщине стенки. *С.

Температура I, при которой определяются физические характеристики материала трубы, опреде-
ляется по формуле

f 2

Суммарные напряжения от внутреннего давления и перепада температур по толщине стенки тру-
бы с учетом напряжений стЛ:
радиальное напряжение

 

 

 

тангенциальное напряжение

 

 

 

осевое напряжение

 

эквивалентное напряжение

<Ь„ - яо )2 + («, - «, )2 (<*» - <1/ )2 <6-12)

При этом должно выполняться условие

ci^stSM. (6.13)

6.2.1 Необходимость автофретирования

Необходимость проведения автофретирования определяется условиями:

V3pno /" ^^Т»*20*

г* _/*
м '•

^Т/20

£ 1.5[о],

 

радиус границы, отделяющей упругую область от пластической (радиус текучести), опреде-
ляется численно из (6.16)

 

 

 

 

 

 

Оптимальный радиус текучести rf определяется по формуле

При сбросе давления автофретирования на внутренней поверхности трубы не должно возникнуть
вторичных пластических деформаций, то есть должно выполняться условие

rt * 2Ят/20 f*2 * 1

Ра л ?

При невыполнении условия (6.19) необходимо уменьшить давление автофретирования ра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интенсивность напряжений

 

 

*-*тво —V3 Г*

6.3 Расчет напряжений от внутреннего давления в криволинейных элементах
трубопроводов

Напряжения, действующие в произвольном слое радиуса г стенки криволинейного элемента
(рисунок 6). работающего в условиях упругого нагружения давлением р. определяются по формулам:
радиальное напряжение

р ' 1 1 ^ sin a aln о (вт о)2 ^ гм г am о)

т2 |/м2 г2 RrH Rr r2 r(ft * гм em о)

т ^ _ 1 1 sin о am о (am о)2 rjR говт0)

где пи “ “5 5- 5In 2 ,

V V Rf* *'» Я *<* ГИ ®‘n °>

11 am о am a

осевое напряжение

Остаточные напряжения (осевые напряжения), возникающие после гибки в отводах аосг> МПа.
определяются как сумма напряжений, появляющихся в отводах при гибке о>и€ и напряжений разгрузки
ара»ф (рисунок 17).

- У С

V*б “ д-с20

в вогнутой (сжатой) области при -ут < у *0

маций (координата границы упругих и пластических деформаций), мм.

-«пая

— деформация, при которой напряжения равны пределу текучести /?т,20

t - *Т*20

st- ——.

«20

__ж — максимальная деформация, возникающая при гибке

Напряжения, возникающие в отводе при гибке с^и6. МПа. определяются по следующим форму *

(6.45)

Напряжения разгрузки o^ajrp — напряжения, возникающие в отводе при прекращении действия
на отвод изгибающего момента М. МПа

l^aarpl ~ — У•

где / — момент инерции поперечного сечения отвода, мм4

/ = -('н4 0А\
4

при изменении у от 0 до гн — выпуклая (растянутая) область. разф = - —у.
при изменении у от 0 до -гн — вогнутая (сжатая) область. apavp = у у.
Изгибающий момент М при 0 £ут й г0:

М ~ Rjf2Q

при гв < Гти

м - Ят, '

7,20

Значения функции arcsin принимаются в расчет в радианах.

При присутствии в отводе остаточных напряжений после гибки необходимо выполнение условия

°ост яЛГ£1.5[а].

где а, — осевое напряжение от давления, определяется по (6.33);

— осевое напряжение от перепада температур по толщине стенки, определяется по (6.3).

При невыполнении условия (6.51) необходимо снизить остаточные напряжения путем термообра-
ботки отвода.

6.S Аетофретирование криволинейных элементов трубопроводов

6.S.1 Давление автофрвтирования. Радиус текучести

Давление аатофретирования рекомендуется определять по выпуклой области (0= 90°). т. е. по
формуле

. вт<го ; fr - О . 14 . ft t 1 ff T ,n )

* V3 г + f,) я <4 Тц <-,г(Я»(’,>

Оппшальмый радиус текучести гт для 0 = 90°:

. - . У<*-> У),„я-у (6.53)

Т 2Я . 3ff « * U

гдетт — оптимальный радиус текучести для трубы, вычисляемый по (6.18).

rS*nO

R

При определенном ра радиус текучести гТ|> по сечению криволинейного элемента в зависимости
от угла 0 определяется численно из уравнения

Для криволинейных элементов трубопроводов, у которых R * 20гн. допускается оптимальный
радиус текучести и давление автофрвтирования определять по (6.18) и (6.17).

При сбросе давления автофрвтирования на внутренней поверхности криволинейного элемента
трубопровода не должно возникнуть вторичных пластических деформаций, то есть должно выполнять-
ся условие

pa<^m/oJ. (6.55)

где т2 определяется по (6.34).

При невыполнении условия (6.55) необходимо уменьшить давление автофрвтирования ра.
должна быть не более допускаемой деформации [3-

= вт/2(/т

13 определяется согласно подразделу 6.2.2.

При невыполнении условия (6.56) необходимо уменьшить радиус текучести гт. что вызовет
уменьшение давления автофрвтирования ра

Напряжения в автофретированном криволинейном элементе трубопровода при действии внут-
реннего давления р определяются по формулам:
при гв £гйгТ
радиальное напряжение

- Ят/20 f 2(в1п О)2 . r*(R rx am 0) ^ am 0 г? sin О r2(R г в In О) 2

4$ [ R2 гт<*4Гивт0) R Rrm г2(Я*^а1пО) г2

рл - р 1 1 am о ana ^ (вш О)2 (nC«(R ramo)'

[t* ~rT ~Rr^ R2 f(R *» гмаш0)|

тангенциальное напряжение

rjft + rT sin 0)
/*r(R rm elnO)

rT2ainO r2(fl*rslntt) fj л
t In — —r- 1

RrM ^ [R + * am 0) £

 

 

осевое напряжение

tj(a in O)2 rjtf rT sm 0) f7 am о t2 sin о r2(fi rain 0) r2

5 in t In —; —r-

R2 M* + rH smo> R RfH ff{R - ti am 0) r2

рл - p f 1 ^ am 0 sin 0 ^ (am о)2 rjfi r sin 0)

/n2 (/- RrH Rr R2 '(R + ^alnO) ‘

интенсивность напряжений

пригт<г*гн
радиальное напряжение

[Rj,2c ^2 Pd-P^fi 1 sin о sine (sinO)2 Ги(Я«Гв1пО)

m2 j[r*2 r2* Rf* Rf * R2 r(R - ^ ain 0) *

тангенциальное напряжение

_ -Г*т.‘м-з Pe-Plf1 1 ал0 *‘п0 (am О)2 , rjR walnO)

ао' * —\ [Т7Т'1к~-*г* ~Р~М / W с »ш «>}

осевое напряжение

ят<аа 1 рд][ 1 »ю0 sin» (am О)2 rh(R -г вот о)

z [ т2 J[rM2 Rf R2 /’(Я * гй am 0) '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для сферической линзы (рисунок 19)
gyn — нагрузка на единицу длины контактной линии. Н/мм:

 

Для конической линзы (рисунки 7.3. 7.4)

Л(у„ — (Т[ПдОвл?4,

где т( — ширина пояска касания, мм, принимается согласно таблице 3.

Таблица 3 — Ширина пояска касания для конической линзы

Контактный диаметр D(. мм

Ширина пояска касания /т?а. мм

Контактный диаметр 0#. мм

Ширина пояска касания т#. мм

10—20

1.0

S0—100

2.0

20—50

1.3

100—150

3.0

 

 

Для компенсирующей линзы (рисунок 22) нормальное усилие определяется по (7.7), ширина
пояска касания принимается по таблице 4.

Таблица 4 — Ширина пояска касания для компенсирующей линзы

диаметр, мм

Ширина пояска касания л?а.
мм

диаметр, мм

Ширина пояска касания тп(.
мм

40

4.S

100

6.S

50

4.5

125

7.0

65

5.0

150

9.0

60

6.0

 

 

 

 

Q3 — усилие, учитывающее действие изгибающего момента Ми. возникающего в трубопроводе
от самокомпенсации температурных и весовых деформаций. Н

(7.8)

* о* - <*i

32 du

Изгибающий момент Ми, Н мм, определяемый при расчете трубопровода на самокомпенсацию.
должен быть не более допускаемого момента [MJ. Н мм:

Если детали фланцевого соединения изготовлены из однородных сталей, имеющих близкие по
значению коэффициенты линейного расширения, то температурная нагрузка Q4, возникающая от
неравномерного нагрева деталей фланцевого соединения, учитывается при расчетной температуре

*300 °С.

Если детали фланцевого соединения изготовлены из разнородных сталей (углеродистых и аусте-
нитных), нагрузка 04 учитывается при расчетной температуре * 100 вС.

Температурная нагрузка Q4, Н

04 - , Д/, ^ (7.10)

где Л/— разность тепловых удлинений шпилек и соединяемых ими фланцев и линзы, мм,

^7 ” 22Лф(фОф

Значения температур /ф. fn, Гш фланца, линзы, шпильки, соответственно, определяются по
результатам экспериментальных исследований или расчетов температурных полей. В случае невоз-
можности проведения испытаний и расчетов значения Гф. Гл. ^ для установившегося температурного
режима ориентировочно принимаются ло таблице 5 в зависимости от г

Соединенно

I..-C

V -с

L- ‘С

Фланцевое без теплоизоляции

0.71

0.81

0.61

Фланцевое с теллоизоляцией

0.91

0.961

0.861

Таблице 5 — Значения температур фланца /ф. линзы гл и шпильки 1ш а зависимости от 1

 

hn — принимаемая в расчет высота линзы, мм

= $„ - (О, - d„)ig у,

/ш — принимаемая в расчет длина шпильки, мм.

L s 4

Ш ф л

— коэффициент податливости линзы. мм/Н

£пхО,/п,

Для сферической линзы тя

м _ 4^Т/Г|П» о

тш ; Kcdr

0/41 В2 п£л **

Для конической линзы т, определяется ло таблице 3.

Для компенсирующей линзы тк определяется по таблице 4.
Х^ — коэффициент податливости шпилек. мм/Н.

1* 0В2

П— коэффициент

- L-h*

X. fкоэффициент податливости трубы. мм/Н

Q$ — осевая нагрузка на шпильки фланцевого соединения от компенсации температурных и весо-
вых деформаций трубопровода, определяется при расчете трубопровода на самокомленса-
цию. Н.

Приведенные ниже формулы применяются для расчета шпильки (рисунок 23).

где [п)ш — долускаемое напряжение для шпильки при расчетной температуре. МПа. принимается
согласно 4.3;

О — определяется по формуле (7.1).

Диаметр резьбы шпильки принимается по диаметру гладкой части стержня шпильки of.

Толщина линзы (линзоеой прокладки) должна быть не меньше ее расчетной толщины sp л

(7.23)

7.4 Расчет размеров фланца

Наружный диаметр фланца принимается из условия размещения шпилек

°ф = °ш + а, * (1 - 5 ММ>-

2.2 А.

где Ош = та*

где [п)л — допустимое напряжение для линзы при расчетной температуре. МПа. принимается соглас-
но 4.3.

Диаметр отверстия под шпильку dQ принимается конструктивно по наружному диаметру резьбы
шпильки оГш. рекомендуется принимать

*о**ш*<1-Змм). (7.27)

внутренний диаметр фланца равен наружному диаметру трубы = dH.

А— конструктивная прибавка, принимается по таблице 6.

Таблица 6 — Конструктивная прибавка д

Наружный диаметр резьбы

Конструктивная прибавка Л.

Наружный диаметр резьбы

Конструктивная прибавка Л.

шпильки ы. мм

мм

шпильки </ц,мы

мм

10. 12

4

16. 20. 22

8

14

6

24—100

10

Толщина фланца

 

 

где *'=0.336i!2k;

ф1«1ф
2/

2d*

Оф - 0ф

плечо / определяется по формуле

I- 0.5(Ош - <7в - а); (7.32)

Мф — допустимые напряжениядля шпильки и фланца при расчетной температуре, принимаются
согласно подразделу 4.3.

7.5 Расчет усилия затяжки шпильки

Напряжения в шпильке после начальной затяжки стш а. МПа. приведены в таблице 7.

*Ш<ш|

Значение ou t в зависимости от номинальною диаметра резьбы шпильки

 

До М22 аключ.

Са. М22

Се 1.5 в ключ.

о-45*™,.,

“•50fW>

До 1.5

0,40Г?т/2О(>в)

0.45РТ/20(«и)

Таблица 7 — Напряжений а шпильке после начальной затяжки

Относительное удлинение шпильки д/ш. мм. замеряемое при контролируемой затяжке

11 _ "ш »Ам

 

Усилие затяжки шпильки 03. Н

Q - ^20 (ш) ду

где Рш определяется по формуле (7.18).

Момент на ключе при затяжке гайки принимается согласно [1]. Н мм.

Чл =

где коэффициент, определятся по таблице 8.

Таблице 8 — Значение коэффициента ;

Наличие смазки

Коэффмимент £

Есть

0.26

Отсутствует

0.37

 

 

Толщина заглушки s3 (тип Б. тип В. тип Г: рисунки 25—27) должна быть не менее расчетной толщи-
ны заглушки s? у

(в.1)

где sp э = sp п, определяется по формуле (7.24).

Толщина фланца (заглушки тип А) /?ф (рисунок 24) определяется по формулам 7.4.

Толщина заглушки должна быть не меньше толщины стенки трубы или детали трубопровода, сое-
диняемой с заглушкой.

Расчет на циклическую прочность проводится в соответствии с (1).

При расчете на циклическую прочность должны выполняться условия:

где — амплитуда приведенных упругих напряжений, возникающих в трубе или детали трубопро-
вода при рабочих нагрузках, МПа

_ . птд» ~ (9.2)

Va 2

"max* am* — максимальное и минимальное приведенные упругие напряжения цикла. МПа;

(aj — допустимая амплитуда приведенных упругих напряжений. МПа;

N — число циклов нагружения трубы или детали трубопровода за время эксплуатации:

[AS] — допускаемое число циклов.

Определение допускаемого числа циклов [N] по заданной амплитуде приведенных упругих напря-
жений [AS] 5 1012 или определение допустимой амплитуды приведенных упругих напряжений [аа] для
заданного числа циклов N проводится:

Для сталей с-5^-£0.7 при (Л/) £ 1012 допустимая амплитуда приведенного упругого напряжения

тт ^ 1 + *а

1-/а

Я/* I

При [Л/] £ 10е допустимую амплитуду приведенного упругого напряжения или допустимое число
циклов можно определять из формул:

| — ёбе/1 R-1 л .

' ' nf1+*-v, t-*)‘

\ Rm(t 1 ~ га )

(9.5)

Гтт 1 = £*сп t
i.K '"

(9.6)

1 ~ С,

 

 

 

Из двух значений [<та] или [Л/], определенных по (9.3) и (9.4) или (9.5) и (9.6). выбирается наи-
меньшее.

Для сталей с > 0,7 при (А/| £ 1012 допустимая амплитуда приведенного упругого напряжения

6£ет 1 - г ^2

<<м*)Г’ 2 Л

1

, *т/г '

или допустимое число циклов определяются как наименьшее из значений, вычисленных по (9.3) и (9.4)
или (9.5) и (9.6) и по (9.7)

т* — показатель степени

Кп — теоретический коэффициент концентрации приведенных упругих напряжений, принимается
согласно нормативной документации.

Формулы для определения показателей степени тц. тс и предела выносливости R_Ut приведе-
ны в таблице 9.

Используемые в выше приведенных формулах па, nN, Rcll, oCJt, ус определяются следующим
образом

пл, nN — коэффициенты запаса прочности по напряжениям и числу циклов

п„ = 2. пы - 10.

Rcft — характеристика прочности, МПа. принимаемая равной

*с«в*л.Л1414м). (910)

характеристика пластичности, зависящая от значения ус

При использовании данных нормативных документов, технических условий на материал или
гарантированных механических характеристик при у £0.5 следует принимать ус = у. при у > 0.5 следу-
ет принимать ус = 0,5.

где N. — число циклов /-го типа за время эксплуатации;

[Nt\ — допускаемое число циклов /-го типа;
к — общее число типов циклов:

а — накопленное усталостное повреждение, предельное значение которого [aN) = 1. например, для
автофротированной трубы или криволинейного элемента трубопровода а = 1 -

*12 о

еост — остаточная деформация;

деформация е20 = In °а * *5'го <9-16)

где — относительное удлинение при температуре 20 вС. %, в расчет принимается 0.016^.

Расчет на сопротивление хрупкому разрушению проводится если:

Расчет на сопротивление хрупкому разрушению проводится в соответствии с (1).

Сопротивление хрупкому разрушению труб и деталей трубопровода считается обеспеченным,
если в рассматриваемом режиме — нормальные условия эксплуатации или режим гидравлических
(пневматических) испытаний — выполняется условие

(10.1)

где К- — расчетный коэффициент интенсивности напряжений, МПа - м0-5;

[KJ — допускаемый коэффициент интенсивности напряжений. МПа м0 5;

индекс i указывает на то, что значения коэффициентов интенсивности напряжений различны в
зависимости от расчетных условий:

/=1 — для нормальных условий эксплуатации (рабочих условий).

/ = 2 — для гидравлических (пневматических) испытаний.

При определении допускаемого коэффициента интенсивности необходимо знать значение крити-
ческой температуры хрупкости рассматриваемой стали.

Критическая температура хрупкости определяется на основании значений критериальной удар-
ной вязкости, приведенной в таблице 10. по методике, приведенной в приложении А.

Таблице 10— Критериальные значения ударной вязкости при критической температуре *к

Предел прочное»и при теыперагуре 20 *С МПа

 

По 441 аключ.

21.6

Св. 441 по 539 аключ.

25.5

Се. 539 по 687 аключ.

34.3

Се. 667 по 736 еключ.

39.2

Се. 736

44.1

 

 

 

Приложение А
(справочное)

Методика определения критической температуры хрупкости

А.1 Общие положение

А.1.1 Под критической температурой хрупкости понимается температура, принимаемая за температурную
границу изменения характера разрушения материала от вязкого к хрупкому. Она определяется как энергия, затра-
ченная на разрушение, а качестве показателя которой принимается величина ударной вязкости.

А.1.2 Для определения критической температуры хрупкости проводятся испытания образцов с концентрато-
ром вида V на ударный изгиб по ГОСТ 9454 в выбранном интервале температур.

А.1.3 По результатам испытаний строятся графики зависимости ударной вязкости от температуры испыта-
ний: пример на рисунке А.1.

А.1.4 По заданным критериальным значениям ударной вязкости с использованием трафиков по пункту А.1.3
определяются значения критической температуры хрупкости.

А.2 Отбор проб для изготовления образцов

А.2.1 Для основного металле пробу отбирают от материала, прошедшего асестадии пластической деформа-
ции и термической обработки.

А.З Ориентация образцов

А.3.1 Продольные оси образцов, вырезаемых из поковок, штамповок, листового и сортового проката, дол-
жны быть ориентированы параллельно к их наружной поверхности в направлении, перпендихуляриом основному
направлению обработки материала, под которым понимается направление проката, ковки, волочения и т. п.

А.3.2 Продольные оси образцов, вырезаемых из труб и прутков, должны быть ориентированы вдоль ихосей.

А.З.4 Продольная ось надреза должна быть перпендикулярна поверхности полуфабриката или изделия.

А.4 Методика проведения испытаний на ударный изгиб

А.4.1 Образцы, аппаратура

А.4.1.1 При испытаниях на ударный изгиб основного металла используются образцы типа 11 по ГОСТ 9454.

А.4.1.2 Изготовленные образцы маркируются ударным или электрографическим способом на торцах или
гранях, исключая грань, на которую наносится надрез При клеймении ударным способом маркировку следует нано-
сить до выполнения надреза.

А.4.1.3 Выполнение надреза должно производиться только механическим способом при помощи профиль-
ной фрезы или протяжки. Выполнение надреза с использованием абразива или электроискровым способом не
допускается.

А.4.1.4 Аппаратура для проведения испытаний и правила их проведения должны соответствовать
ГОСТ 9454.

А.4.2 Проведение испытаний

А.4.2.1 Если неизвестно примерное значение критической температуры хрупкости ^рекомендуется опреде-
лить значение ударной вязкости при 20 *С и. в зависимости от полученного результата, принять значения темпера-
тур последующих испытаний

Рекомендуемые температуры последующих испытаний: плюс 50 *С, 0 °С. минус 20 *С. минус 40 °С.

А.4.2.2 Если заранее известно примерное значение критической температуры хрупкости Гк. то допускается
проводить испытания в температурном интервале (Г, - 10) *С < t < (/к - 40) *С.

А.4.2.3 При каждой температуре испытывается не менее трех образцов.

А.4.3 Обработка результатов испытаний

А.4.3.1 Для каждого из испытанных образцов определяют величину ударной вязкости как отношение работы
разрушения образца к площади нетто-сечения образца а месте надреза. Определяют среднеарифметическое зна-
чение ударной вязкости поданным, полученным при испытаниях трех образцов при каждой температуре испыта-
ний.

А.4.3.2 Графически в координатах «ударная вязкость — температура» наносят указанные значения и после-
довательно соединяют их прямыми линиями. Также на график наносятся а виде точек значения ударной вязкости
для каждого из испытанных образцов.

Полученные графики являются исходной информацией для определения критической температуры хрупкости.

А.5 Определение критической температуры хрупкости

А.5.1 По известному значению предела прочности материала при 20 *С по таблице 10 выбирают соответ-
ствующее критериальное значение ударной вязкости (KCV)r

A.S.2 Не графике «ударная вязкость-температура» на оси ординат (ось KCV)откладывают соответствующее
критериальное значение ударной вязкости (KCV)t. Через полученную точку проводят линию, параллельную оси
абсцисс (ось 0 до пересечения с кривой ударной вязкости.

Температура, соответствующая точке пересечения, принимается за критическую температуру хрупкости /г

A.S.3 Если значение критической температуры хрупкости указано в нормативной или иной технической доку-
ментации. должно проводиться ее подтверждение.

Подтверждение значения критической температуры хрупкости осуществляется в следующей последова-
тельности.

Критическая температура хрупкости считается подтвержденной, если она совпадает с температурой га. опре-
деленной согласно пункту A.S.2.

Пример графика для определения критической температуры хрупкости гш приведен на рисунке А.1.

 

 

 

Библиография

(1) ПНАЭ Г-7-002—86

Нормы расчете не прочность оборудований и трубопроводов атомных энергетических
установок

(2) РД РТМ 26-01-44—78

Детали трубопроводов на давление свыше 10 до 100 МПа. Нормы и методы расчета на
прочность

 

 

 

УДК 621.643:539.4.001.24:006.354 ОКС 71.120.01 ОКП 36 1000

Ключевые слова: трубы, детали трубопроводов, высокое давление, автофретирование. нагрузки,
напряжения, прочность

Редактор 6.6. Забепииа
Технический редактор £.6. Беспрозваимай
Корректор И.А- Коропава
Компьютерная верстка Л.А. КруеоаоО

Сдано а набор 13.06-2014 Подписано о печать 22.12.2014. Формат 60 * 64^. Гарнитура Ариал
Уел. лвч. л. 4.18. Ун.-иод. л. 3.60. Тираж 46 эо. Зак. 214.

 

 

 


Шп *2 Сз. S'** *Sp2 <h Су (5.23)

Впервые эта аббревиатура появилась во времена СССР, и расшифровывается она как Государственный Стандарт. Со временем количество госстандартов увеличилось, и за их несоблюдение нарушителям грозила уголовная ответственность. Сегодня наблюдается тенденция к сокращению национальных стандартов.

ГОСТ - это государственный стандарт, свод сформулированных требований, предъявляемых государством к качеству и безопасности продукции, работ и услуг межотраслевого значения. Стандарты, подтверждающие, что они прошли проверку и отвечают всем требованиям безопасности, устанавливаются с учетом современных достижений науки, технологий и опыта.

Зачем нужен ГОСТ

ГОСТы призваны регламентировать, какие качества должны быть у продукции, вырабатываемой и продаваемой на территории конкретной страны. В наше время есть госстандарты, касающиеся любой отрасли промышленности и других сфер нашей жизни. Их задача – установить правила по изготовлению:

  • инструментов
  • продуктов питания
  • одежды и обуви
  • транспорта и всего того, без чего жизнь человека невозможна

В госстандартах указываются продукты, которые можно использовать, возможные методы производства, оборудование, на котором будет производиться изделие, технологии, по которым все это должно производиться, и т.д. Госстандарты, принятые в Российской Федерации, в своем названии, кроме аббревиатуры ГОСТ, имеют букву «Р». Это правила сертификации, на основании которых осуществляются самые разные процедуры, включая экспертизу, процессы и разные способы.

Обязательно ли соблюдать нормативы документа

Их соблюдение было обязательным до 1 сентября 2011 г. В то время считалось, что это поможет держать под контролем качество производимых товаров, а значит защищать здоровье и жизнь населения, животных, растений и пр. Однако с этого дня соблюдение ГОСТов не обязательно, оно носит добровольный характер.

Каждый может сам выбирать и покупать товары, по ГОСТу ли они выработаны или без них. И производитель может решить – изготавливать товар по ГОСТу или по ТУ. Но при этом придется учесть, что многие ГОСТы создавались в эпоху натуральной, а не модифицированной продукции. Но речь не о производственных и других сферах, напрямую касающихся жизни и здоровья людей, использовании стандартов для оборонной продукции или защиты данных, которые составляют государственную тайну или другой информации ограниченного доступа В РФ ГОСТы принимает Госстандарт России. В сфере строительства и промышленности, строительных материалов - Госстрой. Но современный мир пытается перейти на технические регламенты.

Отличие ГОСТ от других стандартов

  • ОСТ. Этот стандарт, который устанавливает требования к качеству продукта в конкретной сфере, разрабатывается там, где нет ГОСТов, или их требования нужно уточнять
  • ТУ. В ходе перехода экономики к рыночным отношениям в обиход вошли технические условия - ТУ. Их цель заключается в регламентировании производство продукции, не попадавшей под действие ГОСТа. Требования ТУ, создаваемых предпринимателями-производителями, не должны противоречить обязательным требованиям ГОСТов
  • Технический регламент. Он устанавливает обязательные условия хранения продукции, ее перевозки и продаж. Главное отличие ГОСТа от ТР заключается в том, что госстандарт характеризуется количественными параметрами выпускаемых изделий, а ТР – условиями применения готовой продукции

Похожие госты