Допустимые напряжения и другие ограничения напряжения

302.3.1. Общие положения. Допустимые напряжения, определяемые в пунктах 302.3.1.(а), (b), (c), должны использоваться в вычислениях, если иное не определено в других разделах настоящего Кодекса.

(а) Растяжение. Номинальным допустимым значением напряжения S при растяжении металлов и расчете напряжения S для материалов болтов является величина, указанная в Таблицах А-1 и А-2 соответственно, которая рассчитывается в соответствии с пунктом 302.3.2.

В формулах. Используемых в Кодексе, где появляется элемент SE, значение S умножаются на один из следующих факторов качества: ¹

(1) Фактор качества литья Е_с, определяемый пунктом 302.3.3, и занесенный в таблицу для различных материалов по спецификациям, в Таблицы А-1А, и для различных уровней дополнительно проводимого обследования в Таблицы 302.3.3C; или

(2) Фактор продольного сварного шва E_j, определенная в пункте 302.3.4. и сведенная в таблицу для различных материалов по спецификациям, в Таблицы А-1В, и для различных видов соединений и дополнительно проводимого осмотра в Таблицы 302.3.4.

Значения напряжений в Таблицах А-1 и А-2 сгруппированы по материалам и по формам изделий и указаны для определенных температур, вплоть до предельных, в соответствии с пунктом 323.2.1 (а). Допускается прямая линейная межтемпературная интерполяция. Определяемая температура и будет являться расчетной (см. пункт 301.3).

(b) Скручивание и поперечный сдвиг. Допустимое напряжение при скручивании составляет 0, 80 номинального допустимого напряжения растяжения. Данные приведены в Таблице А-1 и А-2. Допустимые напряжения сдвига должны быть 1, 60 от той же величины.

(с) Сжатие. Допустимое напряжение при сжатии не должно быть больше, чем номинально допустимые напряжения при растяжении, сведенные в таблицу в Приложении А. Следует учитывать структурную стабильность.

302.3.2 Критерий для расчета напряжений ². Критерием для определения расчетной величины напряжения в материалах, используемых для болтовых соединений и величин допустимого напряжения для других металлических материалов в настоящем Кодексе, является следующее:

(а) Материалы для болтовых соединений. Значение расчетного напряжения при температуре

^1. Если компоненты изготовлены при помощи литья и соединены продольным сварным швом, необходимо применять как качественный фактор литья, так и качественный фактор сварки. Эквивалентом качественного фактора Е является величина Е_с, Таблица А-1А и величина Е_j, Таблица А-1В.

^2. Эти критерии, такие же как и в Кодексе BPV, Раздел VIII, Подраздел 2, приведенные в Разделе II, Часть D. Величина напряжения в В31.3, Приложение А при температурах ниже установленного диапазона является такой же как указано в Разделе II, Часть D, Таблица 2А и 2В и в Таблице 3 для болтовых соединений, и соответствует тем же критериям. Они были уточнены, чтобы исключить качественные факторы литья и продольного сварного шва. Величины напряжения при температурах в приделах установленного диапазона являются такими же, как указано в Разделе II, Часть D, Таблица 1А и 1В и соответствует критериям раздела VIII, Подраздела I. Значения напряжений для температур выше тех, которые указаны в Кодексе BPV, и для материалов, не вошедших в перечень Кодекса BPV, критерием являются данные, приведенные в Приложении А, издание ASA В31.3 1966 года. Такие величины будут пересматриваться Комитетом после получения достоверных данных о механических свойствах при повышенных температурах на вновь появившиеся материалы.

ASME B31.3 – издание 1999 г. 302.3.2 – 302.3.3

А00 (1) за исключением обозначенного в (3) ниже одной четвертой указанного предела прочности на растяжение при комнатной температуре (S_T) и одной четвертой предела прочности на растяжение при рабочей температуре;

А00 (2) за исключением обозначенного в (3) ниже, ниже двух третей указанного предела текучести при комнатной температуре (S_Y) и двух третей предела текучести при рабочей температуре;

А00 (3) при температурах ниже уровня сдвига для крепежных материалов, усиленных термообработкой или механическим упрочнением, ниже одной пятой S_T и одной четвертой S_Y (если только эти данные не ниже, чем соответствующие данные для отожженных материалов, в случае чего следует использовать данные для отожженных материалов);

S_T R_T

(4) две трети от «предела напряжения текучести при рабочей температуре» [ см. пункт 302.3.2(f)];

(5) 100% средней нагрузки, достаточной для сдвига в 0, 01% за 1000 часов;

(6) 67% средней нагрузки, приводящей к разрыву через 100 000 часов;

(7) 80% средней нагрузки, приводящей к разрыву через 100 000 часов;

(b) Чугунное литье. Базовые допустимые значения при предельной температуре для чугунного литья не должны превышать минимального из следующих значений:

(1) одной десятой от указанного минимального значения предела прочности на растяжение при комнатной температуре;

(2) одной десятой предела прочности на растяжение при рабочей температуре [см. пункт 302.3.2(f)].

(c) Ковкий чугун. Базовые допустимые значения при предельной температуре для ковкого чугуна не должны превышать минимального из следующих значений:

(1) одной четвертой от указанного минимального предела прочности на растяжение при комнатной температуре;

(2) одной четвертой предела прочности на растяжение при рабочей температуре [см. пункт 302.3.2(f)].

(d) Прочие материалы. Базовые допустимые значения при предельной температуре для всех прочих материалов, кроме крепежных болтов, чугунного литья и ковкого чугуна не должны превышать минимального из следующих значений:

А00 (1)менее одной трети отS_T и одной трети предела прочности на растяжение при предельной температуре;

А00 (2) за исключением указанного в (3) ниже, ниже двух третей от (S_Y) и двух третей предела прочности на растяжение при рабочей температуре;

А01 А00 3) для аустенитной нержавеющей стали и никелевых сплавов, имеющих с идентичными характеристиками посжатию/растяжению, (ниже двух третей (S_Y) и 90% предела прочности на растяжение при предельной

температуре;

(4) 100% средней нагрузки, дающей уровень сдвига 0, 01% за 1000 часов;

(5) 67% средней нагрузки, приводящей к разрыву через 100 000 часов;

(6) 80% минимальной нагрузки, приводящей к разрыву через 100 000 часов;

(7) для конструкционных материалов, базовая допустимая нагрузка должна быть 0, 92 раза от самого низкого значения, определенного в пунктах 302.3.2(d) от (1) до (6).

А00 (8) В рассматриваемых случаях напряжение текучести при комнатной температуре считается равным S_YR_Y, а предел А01 прочности на растяжение при комнатной температуре считается равным 1, 1 S_T R_T.

Применение указанных данных по сжатию для фланцевых соединений и других узлов, в которых небольшая деформация может вызвать протечку или выход из строя не рекомендуется. [Эти данные указаны курсивом или выделены жирным шрифтом в Таблице А-1, как поясняется в Примечании (4) к таблицам, содержащимся в Приложении А.] Вместо них следует пользоваться такими данными: 75% нагрузки на сжатие в Таблице А-1 или две трети напряжения текучести при рабочей температуре, указанной в Таблице Y-1 Раздела II части D Стандарта BVP.

A00 (е) Не указанные материалы. Для материалов, соответствующих пункту 323.1.2, предел прочности на растяжение

А01 (или предел текучести) при предельной температуре должен выводиться путем умножения среднего расчетного предела прочности на растяжение (текучести) при предельной температуре на отношение S_T (S_Y) к расчетному среднему пределу прочности на растяжение (текучести) при комнатной температуре.

302.3.3 Показатель качества литья Е_С

(а) Общие положения. Употребленное здесь понятие «показатель качества литья Е_С » используется для деталей из литья, без определенных параметров по давлению и температуре, указанных в Таблице 326.1 Станрдарта.

(в) Базовые показатели качества. Литье из литейного (серого) и ковкого чугуна, соответствующее указываемым спецификациям, присваивается базовый показатель качества Е_С , равный 1, 00 (поскольку они имеют определенный базовый показатель допустимой нагрузки). Большей части прочих металлов, изготовленных методом статической заливки согласно спецификации материала и прошедших визуальных контроль согласно MSS SP-55, «Стандарту качества чугунного литья для клапанов, фланцев и фитингов и прочих деталей трубопроводов – метод визуального контроля», присваивается базовый показатель качества литья, равный 0, 80. Отливки, полученные центробежным методом, соответствующие требованиям спецификаций только по химическому анализу, гидростатическим испытаниям, испытаниям на растяжение и растяжение, а также прошедшие визуальный контроль, присваивается базовый показатель качества, равный 0, 80. Базовые показатели качества представлены согласно спецификациям, указанным в Таблице А-1А.

(с) Показатели повышенного качества. Показатели качества литья могут быть повышены, если качество каждой отливки подверглось дополнительным способам контроля. В Таблице 302.3.3С даются показатели качества литья Е_С, ,

ASME B31.3 – издание 1999 г. 302.3.2 – 302.3.3

ТАБЛИЦА 302.3.3.С⁴

ПОКАЗАТЕЛИ ПОВЫШЕННОГО КАЧЕСТВА ЛИТЬЯ, Е_С

ПРИМЕЧАНИЯ:

(1) Обработать все поверхности до чистоты 6, 3 μ m ((250 μ in. R_a согласно ASME В46.1), для более эффективной инспекции поверхности.

(2) (а) Проинспектировать все поверхности каждой отлитой детали (только магнитный материал) методом магнитной дефектоскопии согласно ASTM E 709. Оценить приемлемость детали согласно MSS SP-53, используя образцы фотографий в ASTM E 125.

(b) Произвести дефектоскопию всех поверхностей каждой литой детали проникающими жидкостями согласно ASTM E 165. Оценить детали на наличие неприемлемых раковин и некачественной сварки согласно Таблице 1 в MSS SP-53, используя ASTM E 125 в качестве руководства по оценке поверхностных раковин.

(3) (а) Полностью проинспектировать каждую литую деталь ультразвуком согласно ASTM E 114, принимая деталь только если дефектный слой не составляет более 5% толщины ее стенки.

(b) Произвести полную рентгеноскопию каждой отлитой детали согласно ASTM E 142. Оценку производить согласно требованиям приемки, содержащимся в Таблице 302.3.3D.

(3) Названия стандартов, упоминаемых в данной таблице:

ASTM

E 114 Практика применения контактного метода ультразвукового импульсного эхо-тестирования узким пучком

Е 125 Образцы фотографий индикации магнитными частицами при магнитной дефектоскопии отливок из черных металлов

Е 142 Метод контроля качества при рентгеноскопии

Е 165 Практика применения метода дефектоскопии проникающими жидкостями

Е 709 Практика применения метода дефектоскопии магнитными частицами

ASME

В46.1 Текстура поверхности (неровность поверхности, волнистость и слоистость)

MSS

SP-53 Стандарт качества стального литья для клапанов, фланцев, фитингов и прочих деталей трубопроводов – метод

дефектоскопии магнитными частицами. которые должны применяться для различных сочетаний вспомогательной инспекции. В Таблице 302.3.3D представлены критерии приемлемости при использовании методов инспекции, перечисленных в Примечании к Таблице 302.3.3С. Показатели качества, превышающие указанные в Таблице 302.3.3С, не являются результатом сложения тестов 2а и 2b или 3а и 3b. Показатель качества ни при каких обстоятельствах не должен превышать 1, 00.

Некоторые из спецификаций, содержащихся в Приложении А требуют обработки всех поверхностей и/или одного или более одного из вспомогательных методов инспекции. В таких случаях соответствующий показатель повышенного качества дается в Таблице А-1А.

ТАБЛИЦА 302.3.3D¹