Страница 7: НПАОП 0.00-7.02-93. Проведення робіт щодо оцінювання залишкової роботоздатності технологічного устаткування нафтопереробних, нафтохімічних та хімічних виробництв (1311)

Приложение 8

ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ ХРУПКОМУ РАЗРУШЕНИЮ

1. КОЭФФИЦИЕНТ ИНТЕНСИВНОСТИ НАПРЯЖЕНИЙ

1.1. Коэффициент интенсивности напряжений для выбранных расчетных трещин определяют аналитически, численно или экспериментально в соответствии с положениями Государственных или отраслевых стандартов или по апробированным методикам.

1.2. Коэффициент интенсивности напряжений, МПа м1/2,для цилиндрических, сферических, конических, эллиптических, плоских элементов, нагружаемых внутренним давлением и температурными воздействиями, допускается определять по формуле

, / П 8.1/

где  — коэффициент, учитывающий влияние концентрации напряжении;

 — составляющая напряжений растяжения, МПа;

 — составляющая изгибных напряжений, МПа;

;

а — глубина трещины, мм;

с — полудлина трещины, мм;

h — длина зоны, в пределах которой составляющая изгибных напряжений сохраняет положительное значение, мм,

/ П 8.2/

Формула справедлива при а≤0,25S и a/c≤2/3, где S — толщина стенки изделия.

При расчете зон, где отсутствует концентрация напряжений, принимают =1.

2. ДОПУСКАЕМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ИНТЕНСИВНОСТИ НАПРЯЖЕНИЙ

2.1. Допускаемые значения коэффициентов интенсивности напряжении зависят от приведенной температуры /Т-Тк/. Зависимость []1 от [Т-Тк] получают как огибающую двух кривых, определяемых по исходной температурной зависимости К1с. Одну из этих кривых получают делением ординат исходной кривой вдоль оси абсцисс на значение температурного запаса ΔТ.

Принимают:

для нормальных условий эксплуатации /i=2/ nk=1,5, ΔТ=ЗОС;

при нарушении нормальных условий эксплуатации

i=2/ nk=1,5, ΔТ=ЗОС;

для аварийных ситуаций

/i=3/ nk=1, ΔТ=ОС.

2.2. Исходные температурные зависимости К1с принимают по данным, полученным при испытаниях в соответствии с ГОСТ 25.50685, либо по данным, приведенным в соответствующих аттестационных отчетах по материалом, если возможно подтверждение того, что взаимодействие материала с рабочей средой не приводит к снижению характеристик сопротивления хрупкому разрушению ниже гарантируемого в упомянутом отчете уровня.

2.3. Для сталей перлитного класса и высокохромистых сталей и их сварных соединений с пределом текучести при температуре 20С не превышающем 600 МПа /60 кгс/мм2/, можно использовать обобщенные кривые допускаемых коэффициентов интенсивности напряжений, приведенные на рисунке П 8.1.

3. КРИТИЧЕСКАЯ ТЕМПЕРАТУРА ХРУПКОСТИ

3.1. Критическую температуру хрупкости материала определяют по формуле

, /П 8.3/

где — критическая температура хрупкости материала в исходном состоянии;

 — сдвиг критической температуры хрупкости вследствие температурного старения;

 — сдвиг критической температуры хрупкости вследствие циклической повреждаемости.

Обобщенные зависимости допускаемых коэффициентов интенсивности напряжений

1 — нормальные условия эксплуатации, []1=13+18е0,02(Т-Тк)

2 — нарушение нормальных условий эксплуатации и гидравлические /пневматические/ испытания, []2=17+24е0,018(Т-Тк)

3 — аварийная ситуация, []3=26+36е0,02(Т-Тк)

Рис. П 8.1

3.2. Значение , , принимают по данным, полученным в результате исследований, данным соответствующих аттестационных отчетов по материалам, данным технических условий на материалы.

Методики определения , , должны соответствовать государственным стандартам.

3.3. Допускается определять значения ΔТN по формуле

, /П 8.4/

где  — число циклов нагружения при i-м режиме эксплуатации;

 — допускаемое число циклов для i-го режима эксплуатаций;

 — число режимов.

4. РАСЧЕТ ПРИ НОРМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

4.1. Сопротивление хрупкому разрушению следует считать обеспеченным, если выполняется условие /П 8.5/

При определении в качестве расчетного дефекта принимают поверхностную полуэллиптическую трещину глубиной а=0,25S с соотношением а/с= 2/3. Размер h допускается принимать равным 0,5S. Размеры расчетного дефекта уточняются специализированной организацией.

Тогда формула для определения принимает вид

, /П 8.6/

где и в МПа; S в мм; в МПа.м1/2.

4.2. Коэффициент для зон перехода жесткостей /соединение фланцев с цилиндрической частью корпуса, галтели и др/ определяют по формулам:

при 0

, /П 8.7/

при S/R>5

/П 8.8/

В формулах /П 8.7/ R — радиус кривизны концентратора в рассчитываемом сечении;  — теоретический коэффициент концентрации напряжений /допускается принимать равным значению при растяжении/.

При >принимают =.

4.3. Коэффициент для зон отверстий /присоединения патрубков, штуцеров, труб/ определяют по формулам:

при S/R1≤0,8

; /П 8.9/

при S/R1>0,8

, /П 8.10/

где R1 — радиус отверстия.

4.4. Для определенного значения температуры Т с учетом значений критической температуры хрупкости Тк определяют приведенную температуру (Т-Тк) и по температурной зависимости

[]1=

/рис. П 8.1/ устанавливают значение []1. Значения К1, полученные по формуле /П 8.6/, сравнивают с определенными значениями []1и проверяют выполнение условия /П 8.5/.

4.5 Расчет требуется проводить только до приведенной температуры (Т-Тк)*, наибольшее значение которой на графике []1=соответствует значению определяемому по формуле

[]1*=0,35, /П 8.11/

где в МПа, S в мм, []1* в МПа⋅м1/2.