Законодательная база Российской Федерации

"НОРМЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ СТАЦИОНАРНЫХ КОТЛОВ И ТРУБОПРОВОДОВ ПАРА И ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ. РД 10-249-98" (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 25.08.1998 N 50) (разделы 1 - 3) (ред. от 13.07.2001)

2.1. Под номинальным допускаемым напряжением [о] 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.

Таблица 2.1

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

Таблица 2.2

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

Продолжение табл. 2.2

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

2. Значения допускаемых напряжений в колонках для ресурса 10(4) и 2 x 10(5) ч, отмеченные выше черты знаком "-", принимаются равными соответствующим значениям в колонке для ресурса 10(5) ч.

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

Номинальные допускаемые напряжения [о] для теплоустойчивой стали, МПа

Продолжение табл. 2.3

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

2. Значения допускаемых напряжений в колонках для ресурса 10(4), 2·x 10(5) и 3·x 10(5) ч, отмеченные выше черты знаком "-", принимаются равными соответствующим значениям в колонке для ресурса 10(5) ч.

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

Таблица 2.4

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

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

2. Значения допускаемых напряжений в колонках для ресурса 10(4), 2·x 10(5) и 3·x 10(5) ч, отмеченные выше черты знаком "-", принимаются равными соответствующим значениям в колонке для ресурса 10(5) ч.

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

Таблица 2.5
Рекомендуемая

Номинальные допускаемые напряжения [o] для стали 10Х9МФБ, МПа

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

2. Значения допускаемых напряжений в колонках для ресурса 10(4) и 2·x 10(5) ч, отмеченные выше черты знаком "-", принимаются равными соответствующим значениям в колонке для ресурса 10(5) 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.

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 10(4) 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 Сг1Мо (10СrМо910 для труб по ДИН 17175 и для листа по ДИН 17155) могут быть использованы значения допускаемых напряжений, приведенные в табл. 2.6.

Таблица 2.6

Номинальные допускаемые напряжения для стали 2.1/4 Сr1Мо(10СrМо910) на расчетный ресурс 10(5) ч

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.

Таблица 2.7

Формулы для определения номинального допускаемого напряжения [о], не зависящего от расчетного ресурса, или для расчетного ресурса 10(5) ч

Материал	Формула
1	2
Углеродистая и теплоустойчивая сталь*		оВ	,		о0,2/t	,		о10(5)/t	,		о1/10(5)/t
		2,4			1,5			1,5			1,0
Аустенитная хромоникелевая сталь		оВ	,		**	,		о10(5)/t	,		о1/10(5)/t
					о0,2/t
		3,0			1,5			1,5			1,0
Чугун с шаровидным графитом при >= 12% после отжига		оВ	,		о0,2
		4,8			3,0
Чугун с пластинчатым графитом, ковкий чугун и чугун с шаровидным графитом при: после отжига < 12%		***
		оВ
		7,0
без отжига		***
		оВ
		9,0
Медь и медные сплавы		****				,			,
		оВ	,		оВ			о1,0/t			о10(5)/t
		3,5			2,4			1,5			1,5

* Для углеродистой и теплоустойчивой стали повышенной прочности (оВ > 490 МПа и минимальное относительное удлинение < 20%) запас прочности по пределу текучести следует увеличить на 0,025 на каждый процент уменьшения относительного удлинения ниже 20%.

** Характеристики прочности должны определяться без учета термического и механического упрочнения. Условие неприменимо для деталей, в которых недопустима пластическая деформация (фланцы, шпильки). Допускается использовать минимальное значение условного предела текучести при остаточной деформации 0,2% с запасом 1,15.

*** При расчете на изгиб допускаемые напряжения принимаются уменьшенными на 50%.

**** Условие используется, если в стандартах или технических условиях на металл отсутствуют гарантируемые значения оВ, о1,0/t, о10(5)/t.

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 оВ;

предел текучести оТ/t или условный предел текучести о0,2/t, о1,0/t;

условный предел длительной прочности о10(4)/t, о10(5)/t, о2 x 10(5)/t, о3 x 10(5)/t;

условный предел ползучести о1/10(5)/t.

Значения характеристик оВ, оТ/t, о0,2/t, о1,0/t следует принимать равными минимальным значениям, установленным в соответствующих стандартах или технических условиях для металла данной марки.

Значения характеристик о10(4)/t, о10(5)/t, о2 x 10(5)/t, о3 x 10(5)/t и о1/10(5)/t 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 оТ/t вместо о0,2/t, если в стандартах или технических условиях на металл нормированы значения оТ/t и отсутствуют нормированные значения о0,2/t.

Уровень расчетных характеристик используемых металлов и полуфабрикатов должен быть подтвержден статистической обработкой данных 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 [о_e], вычисленное по формуле

,

где T1, T2,..., Tn - длительность периодов эксплуатации деталей с температурой стенки соответственно t1, t2,..., tn, ч;

[o]1, [o]2,..., [o]n - номинальные допускаемые напряжения для расчетного ресурса при температурах t1, t2,..., tn, МПа;

- общий расчетный ресурс, ч;

m - показатель степени в уравнении длительной прочности стали.

Для углеродистых, низколегированных хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых, а также аустенитных сталей допускается принимать m = 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 10(4) 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.

Таблица 2.8

Формулы для определения допускаемого напряжения при вычислении пробного давления

Материал	Формула
Углеродистая, теплоустойчивая и аустенитная сталь (катаная и кованая)			o0,2
			1,1
Стальные отливки			o0,2
			1,4
Отливки из чугуна с шаровидным графитом при >= 12%			,	*
		oB		o0,2
		2,4		1,5
Отливки из чугуна с пластинчатым графитом, из ковкого чугуна и чугуна с шаровидным графитом при < 12%			oB
			3,5
Медь и медные сплавы			,	*
		oB		o1,0/t
		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 по сравнению со случаем, когда используются формулы расчета по внутреннему давлению (например, для дымогарных труб).

Таблица 2.9
Рекомендуемая

Номинальные допускаемые напряжения [o] для расчетного ресурса 4·x 10(5) ч