СТО 17230282.27.100.005-2008 Основные элементы котлов, турбин и трубопроводов ТЭС. Контроль состояния металла. Нормы и требования

Подождите немного. Документ загружается.

ползучести. Металл шва 09X1МФ.

(при 500-кратном увеличении микроскопа)

Приложение Н

(рекомендуемое)

Составы электролитов, применяемые для изолирования фаз из сталей с карбидным и интерметаллидным

упрочнениями

Стадия

развития

Стадия микроповрежденности Особенности микроповрежденности

1 2 3

Iп

Микроповрежденность не выявляется оптическими методами

металлографии

IIп

Единичные поры ползучести размером 1 - 2 мкм по границам зерен

IIIп

Единичные поры размером 2 - 3 мкм по границам зерен

lVп

Цепочки и/или слившиеся поры размером 1 - 3 мкм и/или микротрещины

по границам зерен

Vп

Микро- и макротрещины в сочетании с цепочками пор и слившимися

порами

Режим электролиза

Состав электролита

Плотность

тока, А/см

Температура

электролита, °С

Класс стали Изолируемые фазы

1 2 3 4 5

Калий хлористый,

аствор с

массовой концентрацией 75 г/дм

Кислота лимонная с массовой

концентрацией 50 г/дм

0,02 - 0,05 От -5 до 0 Углеродистая, низколегированная, перлитная и

мартенситная

Ме

С, Ме

, Ме

МеС

Калий бромистый,

аствор с

массовой концентрацией

эквивалента 0,2 моль/дм

Натрий лимоннокислый,

аствор с

массовой концентрацией

эквивалента 0,5 моль/дм

Аскорбиновая кислота с массовой

концентрацией 5 г/дм

- - Низколегированная, углеродистая Ме

С, Ме

, VC

Натрий лимоннокислый,

аствор с

массовой концентрацией 50 - 100

г/дм

Калий хлористый или йодистый,

аствор с массовой концентрацией

20 г/дм

- - Сталь, содержащая менее 5 % хрома Карбиды, нитриды,

интерметаллиды

Натрий лимоннокислый,

аствор с

массовой концентрацией 50 г/дм

Калий бромистый,

аствор с

массовой концентрацией 12 г/дм

Цибензилсульфоксид,

аствор с

массовой концентрацией 0,25 г/дм

Калий йодистый,

аствор с

- - Графитосодержащая, углеродистая и легированные

чугуны

Карбиды, нитриды,

графит, окислы,

сульфиды

Введено с 30.06.2008СТО 17230282.27.100.005-2008 Основные элементы котлов, т

рбин и тр

...

NormaCS® (NRMS10-05534) www.normacs.ru 15.07.2010 Стр. 211 из 261

массовой концентрацией 6 г/дм

Натрий фтористый,

аствор с

массовой концент

ацией 1,1 г/дм

Аммоний хлористый,

аствор с

массовой концентрацией 300 г/дм

Сахароза,

аствор с массовой

концентрацией 10 г/дм

0,03 +10 Железо-алюминий-кремний-углерод ε-фаза

AlC

Аммоний роданистый,

аствор с

массовой концентрацией 10 г/дм

Магний уксуснокислый,

аствор с

массовой концентрацией 5 г/дм

0,02

-5  +10

9Г28Ю8М К-фаза

(Fe

Mn)

AlС

Калий хлористый,

аствор с

массовой концентрацией 75 г/дм

Кислота соляная,

аствор с

массовой концентрацией

эквивалента 0,02 моль/дм

Глицерин,

аствор с массовой

концент

ацией 100 г/дм

0,01

-5  -3

Аустенитная высокомарганцовистая Ме

С, Ме

Кислота соляная,

аствор с

объёмной концентрацией 20

см

/дм

Глицерин,

аствор спиртовой с

массовой концентрацией 50 г/дм

0,05 - Низколегированная марганцовистая V(C, N), VC

α-феррит

Калий хлористый,

аствор с

массовой концентрацией 75 г/дм

Тиомочевина,

аствор с массовой

концентрацией 2 - 3 г/дм

Кислота соляная,

аствор с

объёмной концентрацией 50 - 500

см

/дм

0,02 +20 Мартенситная с 12 % хрома, Аустенитная с

карбидным упрочнением

Ме

, Ме

(С, N),

Ме

С, Ме

МеСХ, Ме(С, N),

Ме

Ме, Me

Натрий хлористый,

аствор с

массовой концентрацией 150 г/дм

Кислота винная,

аствор с массовой

концент

ацией 25 г/дм

0,07 - 1,2 +20 Мартенситная с 12 % хрома, Аустенитная с

карбидным упрочнением

МеС, Ме

, Ме

С, σ,

Ме(С, N), Ме

Ме

Натрий лимоннокислый,

аствор с

массовой концентрацией 200 г/дм

Натрий хлористый,

аствор с

массовой концентрацией 30 г/дм

Кислота аскорбиновая,

аствор с

массовой концентрацией 10 г/дм

- - Аустенитная Карбиды, окислы

Натрий фтористый,

аствор с

массовой концентрацией 20 - 30

г/дм

Кислота лимонная раствор с

массовой концентрацией 10 г/дм

Кислота соляная,

аствор с

объёмной концентрацией 50 - 100

см

/дм

0,02 +20 Нержавеющая МеС, Ме

, Me

Ме

, NiBe, Ме

Кислота соляная, спиртовой раствор

с объёмной концентрацией 50

см

/дм

0,02 - 0,10 +20 Высоколегированная; мартенситная с 12 % хрома,

штамповая, мартенсито-стареющая, аустенитная с

карбидным упрочнением

Ме

, Ме

С,

Ме

(С, N), МеС, Мe'

Мe

σ, , μ, R

Кислота соляная,

аствор с

объёмной концентрацией 250

см

/дм

Кислота лимонная с массовой

концентрацией 30 г/дм

0,02 +20 Сталь переходного класса и высокохромистая Ме

С, Ме(С, N),

Ме

, σ, 

Калий хлористый,

аствор с

массовой концентрацией 300 г/дм

Кислота лимонная с массовой

концентрацией 20 - 50 г/дм

Кислота соляная,

аствор с

объёмной концент

ацией 50 см

/дм

0,1 - 1,0 0 Нержавеющая коррозионностойкая Ме

, МеС, Ме(С, N),

Ме

, Ме'

Мe

, σ

Кислота соляная,

аствор с

объёмной концентрацией 50

см

/дм

Глицерин в метиловом спирте,

аствор с массовой концентрацией

100 г/дм

0,07

-5  -7

Все классы сталей МеС, Ме

, Ме

TiB

, Ме'

, σ,

, , Me

, Z

Кислота соляная,

аствор с

объёмной концентрацией 30 - 100

см/дм

0,02 - 0,05 20 Быстрорежущая Ме

С, Ме

, МеС

Литий хлористый,

аствор с

массовой концентрацией 100 - 400

г/дм

Кислота лимонная раствор с

массовой концентрацией 30 г/дм

Кислота соляная,

аствор с

объёмной концентрацией 100

см

/дм

0,02

-1  -18

Быстрорежущая МеС, Ме

, Ме

С,

Ме

, и др.

Кислота щавелевая,

аствор с

массовой концентрацией 5 г/дм

Кислота соляная,

аствор с

объемной концентрацией 200

см

/дм

0,05 20 Нержавеющая коррозионностойкая МеС, Ме(С, N), Ме

σ, Ме'

Ме

Аммоний сернокислый,

аствор с 0,01 - 0,08

+5  +20

Аустенитная хромоникель-титановая с Ni

Al, Ni

(Al, Ti)

Введено с 30.06.2008СТО 17230282.27.100.005-2008 Основные элементы котлов, т

рбин и тр

...

NormaCS® (NRMS10-05534) www.normacs.ru 15.07.2010 Стр. 212 из 261

Приложение П

(обязательное)

Методы и нормы расчёта на прочность

П.1 Расчёт по выбору основных типоразмеров

П.1.1 Основные условные обозначения приведены в табл. П

Таблица П.1

П.1.2 Толщина стенки и прибавки

П.1.2.1 Номинальная толщина стенки s должна приниматься по расчётной толщине стенки с учетом прибавок, указанных в

п.п. г), д) и е) настоящего пункта, с округлением до ближайшего большего размера, имеющегося в сортаменте толщин

соответствующих полуфабрикатов. Допускается округление в меньшую сторону не более 3 % принятой окончательно

номинальной толщины стенки.

П.1.2.2 Допустимая толщина стенки [s] должна определяться по расчётной толщине стенки с учётом эксплуатационной

прибавки с

, определяемой согласно п.п. г) и е).

П.1.2.3 Фактическая толщина стенки s

, полученная непосредственными измерениями толщины готовой детали при

операционном и (или) эксплуатационном контроле, должна быть не менее допустимой толщины стенки. Точность

измерительного прибора, используемого при определении s

, следует учитывать, если его погрешность превышает 1 %.

П.1.2.4 По назначению прибавки к расчётной толщине стенки подразделяются:

 на прибавку c

(производственная прибавка), компенсирующую возможное понижение прочности детали в условиях

изготовления детали за счёт минусового отклонения толщины стенки полуфабриката, технологических утонений и др.;

 на прибавку с

(эксплуатационная прибавка), компенсирующую возможное понижение прочности детали в условиях

эксплуатации за счёт всех видов воздействия: коррозии, механического износа (эрозии) и др.

П.1.2.5 Производственная прибавка c

состоит из прибавки, компенсирующей минусовое отклонение c

, и технологической

прибавки c

: c

= c

+ c

Значение прибавки с

следует определять по предельному минусовому отклонению толщины стенки, установленном

стандартами на полуфабрикаты; значение прибавки с

должно определяться технологией изготовления детали и принимается

по технической документации на изделие.

Для прямых труб и обечаек, подвергающихся на предприятии-изготовителе механической обработке, с

= 0; для деталей,

деформирование которых при изготовлении не приводит к ослаблению стенки заготовки, с

= 0.

П.1.2.6 Эксплуатационная прибавка состоит из прибавок, компенсирующих понижение прочности по пароводяной стороне

и со стороны газов с

Значение прибавки с

для всех обогреваемых и необогреваемых деталей из аустенитных сталей, а также труб с наружным

диаметром 32 мм и менее из углеродистой и легированной (теплоустойчивой) сталей равно нулю. Для остальных деталей (труб

с наружным диаметром более 32 мм, коллекторов, барабанов, фасонных деталей трубопроводов и других, изготавливаемых из

углеродистой и теплоустойчивой сталей) значение прибавки с

на расчётный ресурс 10

ч должно определяться по таблице

.2.

массовой концентрацией 10 г/дм

Кислота лимонная,

аствор с

массовой концентрацией 10 - 40

г/дм

интерметаллидным упрочнением β-Ni

Ti, Ni

Nb, МеС,

Ме

, Me

(W, Mo)

Аммоний сернокислый,

аствор с

массовой концентрацией 5 г/дм

Кислота лимонная,

аствор с

массовой концентрацией 35 г/дм

Кислота азотная,

аствор с

объёмной концентрацией 15 см

/дм

0,01 - 0,08

+5  +20

Аустенитная хромоникель-титановая с

интерметаллидным упрочнением

То же

Символ Название Единица измерения

1 2 3

D Внутренний диаметр расчётной детали мм

Наружный диаметр расчётной детали

мм

Средний диаметр расчётной детали

мм

Расчётный коэ

фф

ициент п

очности -

Коэффициент прочности при ослаблении отверстиями

Коэффициент прочности при ослаблении отверстиями с учетом укрепления

Коэффициент прочности при ослаблении сварными соединениями

Минимальная расчётная толщина стенки без прибавок при φ = 1,0

мм

d Диаметр отверстия в расчётной детали мм

[ρ] Допустимое рабочее давление МПа

Радиус кривизны оси колена (криволинейного коллектора) мм

σ Приведенное напряжение от внутреннего давления МПа

(i = 1, 2, 3)

Расчётная толщина стенки колена на внешней, внутренней и нейтральной стороне

соответственно

мм

amax

, D

amin

Максимальный и минимальный наружный диаметр сечения колена соответственно

мм

Овальность поперечного сечения колена

(i = 1, 2, 3) Торовый коэффициент колена

(i = 1, 2, 3) Коэффициент формы колена

Высота выпуклой части эллиптического или полусферического (полушарового) днища при

номинальном вн

еннем диамет

мм

Высота выпуклой части полусферического днища при номинальном наружном диаметре

мм

Введено с 30.06.2008СТО 17230282.27.100.005-2008 Основные элементы котлов, т

рбин и тр

...

NormaCS® (NRMS10-05534) www.normacs.ru 15.07.2010 Стр. 213 из 261

При расчётном ресурсе более 10

ч прибавку c

следует увеличить с учетом скорости коррозии; при ресурсе до 2 · 10

допускается принимать (впредь до уточнения) значение этой прибавки такой, как при ресурсе 10

ч.

При расчётном ресурсе менее 10

ч прибавку с

допускается принимать уменьшенной пропорционально ресурсу.

Значение прибавки с

для необогреваемых деталей равно нулю.

Таблица П.2 - Прибавка с21, мм

Примечание - Для гибов опускных, водоперепускных и необогреваемых труб для пароводяной смеси и насыщенного пара наружным диаметром

более 76 мм при рабочем давлении котла от 8 до 20 МПа следует принимать прибавку c

от 1 до 3 мм в зависимости от опыта эксплуатации котл

данного типа.

Значение прибавки с

для обогреваемых деталей должно приниматься в зависимости от температуры наружной поверхности

детали, вида топлива и металла детали. Для определения прибавки с

температура наружной поверхности детали должн

сравниваться с допустимой температурой, значения которой приведены в таблице П.3. Расчётная температура наружной

поверхности обогреваемых деталей, определяемая по тепловому расчёту с учётом тепловой и гидравлической неравномерности,

но без учёта временного увеличения неравномерности обогрева, не должна превышать значений допустимой температуры [t].

Таблица П.3 - Допустимая температура наружной поверхности обогреваемых деталей с учётом продуктов сгорания [t], °С

Примечание - Допустимая температура наружной поверхности экранных труб из стали 12Х1МФ,

асположенных в зоне максимальных тепловых

нагрузок более 407 кВт/м

(350 · 10

ккал/(м

· ч), при сжигании сернистых мазутов не должна превышать 545 °С с учетом запаса на межпромывочный

период.

Для необогреваемых участков труб из стали марок 12Х1МФ, 12Х2МФСР, 12Х2МФБ, соединяющих трубы поверхности

нагрева из аустенитной стали с коллекторами из легированной стали, допускается температура стенки до 600 °С.

Значение прибавки с

для ресурса 10

ч должно приниматься минимальным из условий:

при температуре наружной поверхности t

< ([t] - 40) °С

+ c

≥ 0,5 мм;

при температуре ([t] - 40) °С < t

≤ [t]

+ с

≥ 1,0 мм;

Для обогреваемых углеродистых труб общего назначения (например, из стали марки Ст3) прибавка с

должна приниматься

не менее 0,4 мм независимо от температуры стенки, марки стали и категории качества.

Для стали марки 12Х18Н12Т при сжигании высокосернистых и сернистых мазутов и для сталей марок 12Х1МФ, 12Х2МФСР,

12Х2МФБ при сжигании эстонских сланцев допускается температура наружной поверхности деталей выше допустимой, но не

более значений температуры, установленных для остальных энергетических топлив, при условии увеличения значения

прибавки с

на 0,5 мм в первом случае и на 0,3 мм во втором на каждые 10 °С повышения температуры.

Для ресурса эксплуатации менее 10

ч значение прибавки с

к фактической толщине стенки допускается принимать

уменьшенным пропорционально отношению данного ресурса к ресурсу в 10

ч.

При выборе расчётной температуры наружной поверхности труб экранов котлов сверхкритических параметров следуе

учитывать повышение этой температуры в течение межпромывочного периода.

Для труб, находящихся в теплом ящике энергетического котла, значения прибавки с

должны приниматься равными 0,5

значения, определяемого для обогреваемых труб при той же расчётной температуре наружной поверхности.

Расчётная температура стенок труб в теплом ящике должна приниматься равной температуре рабочей среды с учётом

неравномерностей её распределения.

П.1.3 Расчётную толщину стенки обечайки барабана, цилиндрического коллектора, штуцера, трубы определяют по формуле:

или

Формулы применимы при:

или

П.1.4 Расчётную толщину стенки конических переходов (обечаек) определяют по формуле:

где D - внутренний диаметр большего основания конического перехода, мм;

α -

гол кон

сности,

авный половине

гла

вершины конического перехода. Форм

ла применима при

Рабочая среда

Трубы

иаметром свыше 32

о 76 мм

включительно

Остальные

етали

Вода, пароводяная смесь, насыщенный пар 0,5 1,0

Перегретый пар 0,3 0,5

еда све

хк

итических па

амет

ов -0,3

Марка стали

Высокосернистые и сернистые

маз

ты

Эстонские сланцы

Остальные энергетические топлива,

оме новых

10 450 400 450

20 500 450 500

12ХМ, 12МХ, 15ХМ, 10CrMo910 (хролой) 550 530 550

12Х1МФ, 12Х2МФСР 585 540 585

12Х2МФБ 585 545 600

12Х11В2МФ 620 560 630

12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т 610 610 640

Введено с 30.06.2008СТО 17230282.27.100.005-2008 Основные элементы котлов, т

рбин и тр

...

NormaCS® (NRMS10-05534) www.normacs.ru 15.07.2010 Стр. 214 из 261

для α ≤ 15°;

или для 15° < α ≤ 45°;

где D

- внутренний диаметр меньшего основания конического перехода, мм;

П.1.5 Расчётную толщину стенки выпуклых эллиптических, торосферических и полусферических днищ определяют по

формулам:

- при расчете по внутреннему диметру;

- при расчете по наружному диметру;

При расчёте полусферических днищ член принимается равным 1.

Пределы применимости формул:

П.1.6 Расчётный коэффициент прочности φ является относительной величиной, используемой в формулах п.п. П.1.3  П.1.5

для определения толщины стенки расчётной детали и учитывающий её ослабление отверстиями и (или) сварными

соединениями.

Коэффициент прочности сварных соединений (φ

) представляет собой отношение предельной нагрузки, действующей в

направлении, перпендикулярном к направлению сварного соединения, к предельной нагрузке бесшовной детали.

Коэффициент прочности (φ

или φ

), учитывающий ослабление отверстиями, представляет собой отношение предельной

нагрузки детали с отверстиями к предельной нагрузке такой детали без отверстий.

П.1.7 Расчётный коэффициент прочности детали φ принимается равным либо минимальному из значений коэффициентов

прочности сварных соединений φ

и отверстий φ

(φ

), либо их сочетанию (произведению) в зависимости от расстояния межд

кромкой ближайшего к сварному шву отверстия и центром сварного шва с учётом направления линии шва по отношению к

направлению действия расчётной нагрузки.

П.1.8 Коэффициенты прочности сварных соединений и отверстий определяют в соответствии с требованиями действующих в

этой части стандартов. Во всех случаях расчётный коэффициент прочности не должен превышать 1.

П.1.9 Принимаемая номинальная толщина стенки расчётной детали должна удовлетворять условию:

S ≥ S

+ c.

П.1.10 Для колен, работающих под внутренним давлением, с отношением R/D

≥ 1

асчётную толщину стенки определяют

по формуле:

= S

· K

· Y

(i = 1, 2, 3),

где S

- расчётная толщина стенки для прямой трубы, индекс i = 1, 2, 3 - относится к растянутой (внешней), сжатой

(внутренней) и нейтральной сторонам колена соответственно.

П.1.11 Номинальная толщина стенки колена определяется из условия:

S = max{S

+ c

(1)

; S

+ c

(2)

; S

+ c

(3)

где с

(1)

, с

(2)

, с

(3)

- суммарные прибавки к расчётной толщине стенки для растянутой, сжатой и нейтральных сторон колен

соответственно.

П.1.12 Эксплуатационная составляющая c

(i)

в составе суммарных прибавок с

(i)

- одинаковая.

Составляющая c

(i)

производственной прибавки c

(i)

, компенсирующая минусовое отклонение, - одинакова для всех зон

колена и определяется требованиями нормативной или производственно-технической документации (технических условий) н

изготовление труб.

Технологическую прибавку с

(i)

рекомендуется принимать согласно следующим условиям.

Для секторных колен, изготовленных из бесшовных или сварных труб, прибавка c

(i)

= 0.

Для штампосварных колен с расположением двух продольных сварных швов по внутренней и внешней сторонам колен

принимают:

(1)

= 0; c

(2)

= (0,05  0,1)S; c

(3)

= 0.

При расположении продольных сварных швов по нейтральным сторонам колена:

(1)

= 0; c

(2)

= 0; c

(3)

= (0,05  0,1)S.

Для штампосварных колен с расположением поперечного сварного шва в середине длины колена:

(1)

= (0,05  0,1)S; c

(2)

= 0; c

(3)

= 0.

Для гнутых колен, изготавливаемых на рогообразном сердечнике, прибавки

(1)

= c

(2)

= c

(3)

= 0.

Введено с 30.06.2008СТО 17230282.27.100.005-2008 Основные элементы котлов, т

рбин и тр

...

NormaCS® (NRMS10-05534) www.normacs.ru 15.07.2010 Стр. 215 из 261

Для штампованных колен, изготавливаемых в закрытых штампах, или для гибов, изготавливаемых на станках с нагревом

токами высокой частоты и осевым поджатием прибавки:

(1)

= (0,05  0,1)S; c

(2)

= c

(3)

= 0.

Для гибов, изготавливаемых на трубогибочном оборудовании методом наматывания на сектор, технологическая прибавк

принимается:

- для необогреваемых труб

- для обогреваемых труб

(2)

= c

(3)

= 0.

Если определение прибавки с

проводится до окончательного выбора номинальной толщины стенки колена,

екомендуется

ориентировочно значение номинальной толщины стенки колена принять равным значению номинальной толщины стенки

прямой трубы с последующим его уточнением.

П.1.13 Торовые коэффициенты K

вычисляют по формулам:

= (4R + D

)/(4R + 2D

); K

= (4R - D

)/(4R - 2D

); К

= 1.

П.1.14 Для колен, расчётная температура стенки которых не превышает 350 °С - для углеродистых и кремнемарганцовистых

сталей, 400 °С для легированных сталей, 450 °С - для аустенитных сталей, коэффициенты формы Y

определяют по формулам:

где

а - овальность поперечного сечения колена.

Для колен из тех же сталей, но при температуре стенки не менее 400 °С, 450 °С и 525 °С соответственно коэффициенты

формы определяют по формулам:

Для колен, расчётная температура которых находится между указанными выше значениями, коэффициенты Y

определяю

линейным интерполированием в зависимости от значения температуры. При этом в качестве опорных принимают значения

коэффициентов, соответствующие указанным граничным температурам.

Если полученные значения коэффициентов Y

меньше 1, их следует принимать равными 1. Если вычисленное значение q

превышает 1, то следует принимать q = 1.

При α < 0,03 значения коэффициентов формы Y

и поправочного коэффициента q следует вычислять при α = 0,03.

П.1.15 Значения S

+ c допускается округлять в меньшую сторону на значение, не превышающее 3 % номинальной толщины

стенки.

П.1.16 На концах труб, растачиваемых под стыковую сварку, допускается утонение стенки на 5 %

асчётной толщины при

условии, что суммарная длина расточенного участка не будет превышать меньшее из значений 5S

или 0,5D

П.1.17 Допускаемое давление для обечайки барабана (сосуда), цилиндрического коллектора, штуцера, трубы и колен

определяют по формуле:

где коэффициент К принимают: для обечайки барабана (сосуда), цилиндрического коллектора, штуцера и трубы К = 1; для

колена:

К = max{K

; K

П.1.18 Допускаемое давление при расчёте по внутреннему диаметру (обечайки барабанов и сосудов давления,

цилиндрические коллекторы, трубы, штуцера) определяют по формуле:

П.1.19 Допускаемое давление для конических переходов определяют по формуле:

П.1.20 Допускаемое давление для выпуклых днищ (эллиптических, торосферических, полусферических) определяют по

формулам:

- при расчете по внутреннему диаметру,

Введено с 30.06.2008СТО 17230282.27.100.005-2008 Основные элементы котлов, т

рбин и тр

...

NormaCS® (NRMS10-05534) www.normacs.ru 15.07.2010 Стр. 216 из 261

- при расчете по наружному диаметру.

Для полусферических днищ член

П.1.21 Расчёт плоских крышек и днищ (круглых, овальных, прямоугольных) с учётом их конструкции и конфигурации

следует выполнять в соответствии с требованиями действующих в этой части стандартов.

П.1.22 Расчёт фланцев, нажимных колец и крепёжных деталей выполняют в соответствии с требованиями действующей в

этой части нормативной документации.

П.2 Поверочный расчёт на статическую прочность

П.2.1 В формулах настоящего подраздела приняты следующие условные обозначения, приведённые в табл. П

.4.

Таблица П.4

П.2.2 Поверочный расчёт проводят после выбора основных размеров рассчитываемых элементов по номинальным размерам.

Поверочный расчёт выполняют с учётом всех основных расчётных нагрузок и расчётных режимов.

П.2.3 Основными расчётными нагрузками являются:

 внутреннее или наружное давление;

 масса изделия и его содержимого (весовые нагрузки);

 дополнительные нагрузки (масса присоединённых изделий, теплоизоляции трубопроводов и т.д.);

 усилия от реакции опор и трубопроводов;

 температурные воздействия.

П.2.4 Основными расчётными режимами являются:

 пуск;

 стационарный режим;

 изменение нагрузки (мощности) энергоустановки;

 остановка (останов);

 гидравлическое испытание.

П.2.5 При поверочном расчёте используют стандартизованные данные по физико-механическим свойствам основного

металла и сварных швов.

Выбранный метод расчёта напряжений (усилий), перемещений и деформаций должен обеспечивать возможность учёта всех

расчётных нагрузок и расчётных режимов.

П.2.6 При проведении поверочного расчёта используют три группы напряжений, в которых в различной комбинации

участвуют основные напряжения от внутреннего давления и напряжения от дополнительных нагрузок. В качестве

дополнительных нагрузок рассматривают: изгибающие моменты, осевые усилия и крутящие моменты от веса и

самокомпенсации. Дополнительные нагрузки определяются отдельными расчётами.

П.2.7 Приведенное напряжение от действия внутреннего давления для обечаек барабанов, сосудов давления, цилиндрических

коллекторов, труб и штуцеров при расчёте по внутреннему диаметру определяют по формуле:

Приведенное напряжение от действия внутреннего давления для обечаек барабанов (сосудов), цилиндрического коллектора,

штуцера, трубы, колена при расчёте по наружному диаметру определяют по формуле:

Символ Название

Единица

измерения

Осевое усилие от веса Н

Осевое усилие от самокомпенсации теплового расширения Н

Изгибающий момент Н · мм

Крутящий момент Н · мм

Изгибающий момент от весовых нагрузок Н · мм

Изгибающий момент от самокомпенсации Н · мм

Крутящий момент от весовых нагрузок Н · мм

Крутящий момент от самокомпенсации Н · мм

F Площадь поперечного сечения

мм

W Момент сопротивления поперечного сечения коллектора или трубы (трубопровода)

мм

Коэффициент прочности поперечного сварного соединения при изгибе -

Среднее окружное напряжение от внутреннего давления МПа

Суммарное среднее осевое напряжение МПа

Среднее осевое напряжение от внутреннего давления МПа

Осевое напряжение от осевой силы МПа

Напряжение изгиба МПа

Среднее радиальное напряжение от внутреннего давления МПа

, σ

Главные нормальные напряжения в расчётном сечении детали МПа

Приведенные напряжения (от внутреннего давления) МПа

Эквивалентное напряжение от весовых нагрузок и внутреннего давления МПа

eqc

Эквивалентное напряжение от весовых нагрузок, самокомпенсации и внутреннего давления МПа

τ Напряжение кручения МПа

Введено с 30.06.2008СТО 17230282.27.100.005-2008 Основные элементы котлов, т

рбин и тр

...

NormaCS® (NRMS10-05534) www.normacs.ru 15.07.2010 Стр. 217 из 261

где К = 1 для барабана, коллектора, штуцера и трубы;

K = max{K

; K

} - для колена.

Приведенное напряжение от действия внутреннего давления в коническом переходе определяют по формуле:

где D - максимальный внутренний диаметр перехода.

Приведенное напряжение от действия внутреннего давления для выпуклых днищ (эллиптической, торосферической и

полусферической формы) определяют по формулам:

- при расчете по внутреннему диаметру;

- при расчете по наружному диаметру.

Для полусферических днищ член

П.2.8 При выполнении контрольного расчёта следует использовать фактическую толщину стенки изделия. В этом случае в

формулах п.п. П

.2.7 вместо члена (S - с) будет использован член (S

- с

Толщину стенки S

для цилиндрических и конических элементов принимают равной среднему значению четырёх измерений

толщины стенки по концам двух взаимно перпендикулярных диаметров; количество контрольных сечений - не менее трёх н

элемент.

Толщину стенки колен определяют по различным зонам: наружной, внутренней и нейтральным вдоль образующей.

Количество контрольных сечений - не менее трёх. За фактическую толщину стенки рекомендуется принимать наименьшее из

полученных контрольных значений по каждой зоне колена.

Для эллиптических, торосферических и полусферических элементов конструкций измерения толщины стенки проводят в

центре и в четырёх точках по концам наибольших двух взаимно перпендикулярных диаметров, не выходя за пределы купольной

части. В качестве фактической толщины стенки допускается принимать среднее значение результатов измерений по данном

элементу.

Если элемент имеет местное утонение стенки, возникшее при изготовлении или вследствие эксплуатационных факторов

(коррозия, эрозия), то величину фактической толщины стенки рекомендуется принимать равной её минимальному значению.

Допускается в этом случае устанавливать фактическую толщину стенки индивидуально для каждой конкретной ситуации.

П.2.9 Расчёт компонентов напряжений от внутреннего давления и дополнительных нагрузок.

П.2.9.1 Среднее окружное напряжение от внутреннего давления:

П.2.9.2 Суммарное среднее осевое напряжение от внутреннего давления, осевой силы и изгибающего момента:

= σ

± σ

± 0,8σ

где среднее осевое напряжение от внутреннего давления:

среднее осевое напряжение от осевой силы:

осевое напряжение от изгибающего момента:

П.2.9.3 Для рассчитываемого элемента следует выявить наиболее ослабленное сечение, обусловленное наибольшим

изгибающим моментом M

, наименьшим моментом сопротивления W или наименьшими коэффициентами прочности.

П.2.9.4 Среднее радиальное напряжение от внутреннего давления:

П.2.9.5 Напряжение кручения:

П.2.9.6 Напряжения в формулах п.п. П.2.9 определяют по номинальной толщине стенки.

П.2.10 При определении напряжений от весовых нагрузок в формулы подставляются усилия Q

и моменты M

, M

, а при

определении напряжений от действия весовых нагрузок и самокомпенсации в формулы подставляются суммарные усилия Q

Введено с 30.06.2008СТО 17230282.27.100.005-2008 Основные элементы котлов, т

рбин и тр

...

NormaCS® (NRMS10-05534) www.normacs.ru 15.07.2010 Стр. 218 из 261

и моменты М

+ М

, М

+ М

П.2.11 Для расчётного сечения цилиндрических элементов вычисляются три главных нормальных напряжения σ

, σ

которые представляют собой алгебраическую сумму действующих в одном направлении напряжений от приложенных к

расчетному сечению нагрузок.

Главные напряжения вычисляются по следующим формулам:

при наличии крутящего момента

= σ

;

при отсутствии крутящего момента

= σ

; σ

= σ

; σ

= σ

, если σ

> σ

;

= σ

; σ

= σ

; σ

= σ

, если σ

> σ

;

Для обеспечения условия σ

> σ

индексы при обозначениях главных напряжений окончательно устанавливаются после

определения численных значений напряжений σ

и σ

П.2.12 Эквивалентные напряжения σ

и σ

eqc

для расчетного сечения принимаются равными: σ

= σ

- σ

где σ

и σ

определены по весовым нагрузкам Q

, M

и M

;

eqc

= σ

- σ

где σ

и σ

определены по суммарным нагрузкам Q

+ Q

, M

+ M

и M

+ M

;

П.2.13 Результаты поверочного расчёта должны подтвердить соблюдение (или несоблюдение) следующих условий

прочности:

≤ [σ],

≤ 1,1[σ],

eqc

≤ 1,5[σ].

Для трубопроводов и труб, расчётные температуры которых обусловливают использование для определения допускаемых

напряжений кратковременных характеристик прочности, допускается несоблюдение последнего условия, если поверочный

расчёт на циклическую прочность подтвердит, что для заданного числа циклов нагружения рассчитываемой детали условия

циклической прочности соблюдаются.

П.3 Поверочный расчёт на циклическую прочность

П.3.1 Изложенный в настоящем разделе метод расчёта на циклическую прочность применим до температур t

(см. п.п.

6.3.3.3

, 6.3.3.4).

П.3.2 Определение допускаемого числа циклов по заданным амплитудам напряжений или допускаемых амплитуд

напряжений для заданного числа циклов проводится:

- по расчётным кривым усталости, характеризующим в пределах их применения зависимость между допускаемыми

амплитудами условных напряжений и допускаемыми числами циклов, или

- по формулам, связывающим допускаемые амплитуды условных напряжений и допускаемые числа циклов, в случаях

уточнённого расчёта допускаемых числа циклов или амплитуды напряжений или когда расчётные кривые не могут быть

применены.

П.3.3 Амплитуда эксплуатационного напряжения не должна превышать допускаемую амплитуду напряжений [σ

]

получаемую для заданного числа циклов N. Если задана амплитуда напряжения, то эксплуатационное число циклов N не

должно превышать допускаемое число циклов [N].

Если процесс нагружения состоит из ряда циклов, характеризуемых амплитудами напряжений (σ

)

и соответствующими

числами циклов N

, то должно выполняться условие прочности по накопленному усталостному повреждению.

П.3.4 Расчет циклической прочности (долговечности) выполняется в местных условных упругих напряжениях,

авных

произведению местных упругих или упругопластических деформаций на модуль упругости при заданной температуре.

Определение местных деформаций в элементах конструкций проводят по данным упругого или упругопластического расчет

или по данным измерений деформаций на моделях и на натурных конструкциях для заданных эксплуатационных нагрузок.

При расчетном определении местных деформаций используют кривые циклического деформирования, получаемые по

данным испытаний лабораторных образцов, или расчетные кривые деформирования, получаемые по кривым статического

деформирования.

П.3.5 Поверочный расчет на циклическую прочность допускается не проводить, если суммарные (эквивалентные)

напряжения от действия всех основных расчётных нагрузок (σ

eqc

) для каждого из расчётных режимов эксплуатации

удовлетворяют условию

eqc

≤ min{(2,5 - σ

0,2

/σ

) · σ

0,2

; 2σ

0,2

}

и при этом количество циклов нагружения не превосходит 10

П.3.6 Основные обозначения:

σ - напряжение, МПа;

е - деформация;

t - температура, °С;

- модуль упругости, МПа;

Введено с 30.06.2008СТО 17230282.27.100.005-2008 Основные элементы котлов, т

рбин и тр

...

NormaCS® (NRMS10-05534) www.normacs.ru 15.07.2010 Стр. 219 из 261



- относительное сужение площади поперечного сечения лабораторного образца при статическом разрушении при

температуре t, %;



- относительное сужение площади поперечного сечения образца при напряжениях σ

, при температуре t, %;

-1

- предел усталости при симметричном цикле нагрузки (растяжение - сжатие) при температуре t, МПа;

- амплитуда условных упругих напряжений,

авная произведению амплитуды упругопластических деформаций н

модуль упругости, МПа;

- среднее условное упругое напряжение цикла, МПа;

max

- максимальное условное упругое напряжение цикла, МПа;

min

- минимальное условное упругое напряжение цикла МПа;

- коэффициент асимметрии цикла условных упругих напряжений;

r - коэффициент асимметрии цикла действительных напряжений;

, σ

- главные условные упругие напряжения (σ

≥ σ

), МПа;

(σ

)

пр

- приведенное условное упругое напряжение без учета концентрации, МПа;

[σ]

пр

- допускаемое приведенное напряжение без учета концентрации, МПа;

, е

- главные (упругие или упругопластические) деформации;

μ - коэффициент Пуассона;

- коэффициент линейного температурного расширения, 1/°С;

- теоретический коэффициент концентрации упругих напряжений;

- коэффициент концентрации напряжений в упругопластической области;

- коэффициент концентрации условных упругих напряжений;

- амплитуда местных условных приведенных упругих напряжений в элементе конструкции при эксплуатации, МПа;

ωf

- коэффициент снижения разрушающих напряжений металла сварного шва;

- запас прочности по условным упругим напряжениям;

[σ

] - допускаемая амплитуда условных упругих напряжений, МПа;

N - число циклов до образования трещины;

- запас прочности по долговечности;

[N] - допускаемое число циклов нагружения;

i - режим нагружения;

[N]

- допускаемое число циклов нагружения образца на i-режиме;

- число циклов нагружения в эксплуатации;

- число циклов нагружения в эксплуатации на i-режиме;

- амплитуда местных условных напряжений в эксплуатации на i-режиме, МПа;

 - коэффициент снижения долговечности при наложении вибраций;

а - накопленное усталостное повреждение;

П.3.7 При расчете сопротивления циклическому разрушению, когда приведенные условные упругие максимальные

напряжения превышают предел текучести, определение величин (σ

) производится по компонентам деформаций,

устанавливаемым экспериментально или из упругопластического расчета. Если размахи напряжений превышают удвоенный

предел текучести, определение амплитуд напряжений (σ

пр

)

производится экспериментально или расчетом по величинам

деформаций, устанавливаемым по диаграмме циклического деформирования или по условной диаграмме циклического

деформирования, получаемой удвоением величин деформаций и напряжений кривой статического растяжения при расчетной

температуре.

При известных из упругого, упругопластического расчета или эксперимента величинах главных деформаций e

, е

(е

≥

≥ е

) и главных условных упругих напряжений σ

, σ

(σ

≥ σ

), значения приведенных условных упругих

напряжений определяются по теории наибольших касательных напряжений.

Если условные упругие напряжения, определенные при значении коэффициента Пуассона μ, равном 0,3, превышают предел

текучести, то приведенные напряжения определяют, используя коэффициент μ, полученный по формулам:

- для зон концентрации напряжении и

- вне зон концентрации.

П.3.8 Величины приведенных циклических условных упругих напряжений и соответствующие им числа циклов

устанавливают по данным об эксплуатационных механических и температурных нагрузках, зависящих от конструкции,

ежим

нагружения и ресурса установки.

Для каждого расчетного цикла нагружения устанавливаются также расчетные температуры рассматриваемых элементов

конструкций.

При определении приведенных условных упругих напряжений должны учитываться направления и величины нормальных и

касательных составляющих напряжений от различных нагрузок; при этом предварительно выбираются направления осей

координат (для прямоугольной, цилиндрической или сферической системы координат).

П.3.9 На основе анализа условий эксплуатации:

- составляют последовательность режимов работы и для принятой последовательности упругим расчетом определяю

значения шести составляющих напряжений (три составляющие нормальных и три составляющие касательных напряжений) без

учета концентрации напряжений, по которым определяются три главные напряжения;

- главным напряжениям для одного из режимов (например, пуска или стационарного) присваивают индексы i, j, k;

- для зафиксированных главных площадок i, j, k строят зависимость изменения напряжений σ

, σ

при последующих

Введено с 30.06.2008СТО 17230282.27.100.005-2008 Основные элементы котлов, т

рбин и тр

...

NormaCS® (NRMS10-05534) www.normacs.ru 15.07.2010 Стр. 220 из 261