Расчетные пределы длительно действующих нагрузок и напряжения деформации

(а) Нагрузки внутреннего давления. Нагрузки, происходящие от внутреннего давления, должны считаться безопасными, если

ASME В31.3 – издание 1999 г. Таблица 302.3.4

Таблица 302.3.4

Качественный фактор Е_j продольных сварных швов

№	Тип соединения	Тип шва	Обследование	фактор Еj
	Непрерывный шов печного плавления		Прямой	Как указано в спецификации	0, 60 [Примечание (1)]
	Электросварочный шов		Прямой или спиральный	Как указано в спецификации	0, 85 [Примечание (1)]
	Сварка электрическим плавлением
	(а) Одинарный торцевой шов (с или без присадочного металла)		Прямой или спиральный	Как указано в спецификации и настоящем Кодексе   Дополнительное радиографическое обследование в соответствии с пунктом 341.5.1   Дополнительная 100% радиографическая проверка в соответствии с пунктом 344.5.1 и Таблицей 341.3.2	0, 80     0, 90   1, 00
	(b) Двойной торцевой шов (с или без присадочного металла)		Прямой или спиральный [за исключением оговорок в п. 4(а) ниже]	Как указано в спецификации и настоящем Кодексе   Дополнительное радиографическое обследование в соответствии с пунктом 341.5.1   Дополнительная 100% радиографическая проверка в соответствии с пунктом 344.5.1 и Таблицей 341.3.2	0, 85     0, 90   1, 00
	При особых спецификациях
	(а) API 5L	Дуговой сварной шов под защитным слоем SAW Газодуговой сварной шов GMAW Сочетание SAW и GMAW	Прямой с одним или двумя швами Спиральный	Как указано в спецификации	0, 95

Примечание:

(1) Не допускается увеличение общего качественного фактора путем дополнительного обследования для швов 1 или 2.

толщина стенок компонентов трубопровода с учетом элементов упрочения отвечает требованиям пункта 304.

(b) Напряжение внешнего давления Напряжение внешнего давления будет считаться безопасным, если толщина стенок компонентов трубопровода и средств его фиксации отвечает требованиям пункта 304.

(с) Продольное напряжение S_L. Сумма продольных напряжений любого компонента трубопровода, вследствие давления, веса и других долговременных нагрузок S_L не должна превышать S_Н, приведенных в нижеследующем п. (d). Толщина трубы, используемая при расчете S_L должна рассчитываться так – номинальная толщина Т за вычетом с – механических допусков, допусков на коррозию, эрозию.

(d Диапазон S_А допустимых напряжений смещения. Расчетный диапазон допустимых напряжений при смещении трубопровода (См. п. 319.4.4) не должен превышать допустимый диапазон напряжения смещения S_А (См. п. 319.2.3 и 319.3.4), рассчитанный по формуле (1а)

S_А = f(1, 25 S_c + 0, 25 S_h) (1a)

Когда, S_h больше, чем S_L, разница между ними может быть прибавлена к значению 0, 25 S_h в формуле (1а). В этом случае допустимый диапазон напряжения рассчитывается по формуле (1b)

S_А = f[1, 25(S_c + S_h) - S_L ] (1b)

В формулах (1а) и (1b):

Sc = Номинальное допустимое напряжение³, при минимально ожидаемой температуре металла в период анализируемого цикла смещения.

S_h = Номинально допустимое напряжение³, при максимально ожидаемой температуре металла в период анализируемого цикла смещения.

f = фактор уменьшения диапазона напряжения⁴. Из Таблицы 302.3.5, или рассчитанная по формуле (1с)⁵

f=6, 0 (N)^{-0, 2} ≤ 1, 0 (1c)

Где N = количество циклов смещения, ожидаемое за весь период эксплуатации системы трубопровода⁶.

Таблица 302.3.5 Фактор уменьшения диапазона напряжения f.

Когда диапазон напряжения отклоняется расчетного из-за термального расширения или вследствие других причин S_E определяется как самая высокая расчетная точка диапазона напряжения смещения. Значение N в таком случае может быть рассчитано по формуле (1d):

N = N_E + Σ (r_i⁵ N_i ) для i = 1, 2, …, n (1d)

Где N_E = количество циклов с максимальным расчетным диапазоном напряжения смещения, S_E

r_i = S_i/S_E

S_i = любой расчетный диапазон напряжения смещения меньше, чем S_E.

N_i = количество циклов, осуществленных при диапазоне напряжения вытеснения S_i.

302.3.6 Пределы расчетного напряжения с учетом случайных разовых нагрузок.

(а) Расчеты. Сумма продольных напряжений вследствие давления, веса и других долговременных нагрузок S_L и напряжение, вызываемое случайными нагрузками, такими как ветер или землетрясение, которые могут достигать значений в 1, 33 раза превышающие допустимые напряжения, указанные в Приложении А. Для литья номинальное допустимое напряжение следует умножить на качественный фактор литья Е_С. В случаях если допустимое значение напряжения превышает две трети предела текучести при данной температуре, допустимое значение напряжения должно быть уменьшено, как указанно в пункте 302.3.2 (е). Силу ветра и землетрясения не следует рассматривать как действующие одновременно.

(b) Проверка. Напряжения, вызванные проведением испытаний, не регламентируются ограничениями, указанными в пункте 302.3. Нет необходимости принимать во внимание другие случайные нагрузки, такие как

³ Для литья значения номинально допустимого напряжения следует умножить на применяемый фактор качества литья Е_С. Для продольных сварных швов нет необходимости умножать номинально допустимое напряжение на фактор качества сварки Е_j.

⁴ Применяется к трубопроводам практически не подверженным коррозии. Коррозия может резко снизить эксплуатационный период, поэтому следует применять устойчивые к коррозии материалы там, где предусматривается большое количество основных циклов напряжения.

⁵ Уравнение (1с) не применяется после величины примерно = 2х10⁶ циклов. Ответственность за выбор f факторов за пределами 2х10⁶ циклов несет конструктор.

⁶ Конструктору следует учитывать, что срок службы материалов, работающих в условиях повышенной температуры, может снизиться.

ASME В31.3 – издание 1999 г. 302.3.6 – 304.1.1

ветер и землетрясение, как действующие одновременно с проведением испытаний.

302.4 Допуски

При определении минимально необходимой толщины стенок компонентов трубопровода, должны делаться допуски на коррозию, эрозию, глубину резьбы или проточки. См. характеристики для с - в пункте 304.1.1(b).

302.4.1 Механическая прочность. В случае необходимости толщина стенок должна быть увеличена для предотвращения перенапряжения, вреда, крушения или опрокидывания в связи с чрезмерными нагрузками от опор, обледенения, возвратного движения или вследствие других причин. В случае, когда увеличение толщины стенок приведет к чрезмерному увеличению локального напряжения или увеличению риска поломки структуры, или по другим причинам окажется неприемлемым, необходимая прочность может быть достигнута при помощи создания дополнительных опор, хомутов или с использованием других средств без увеличения толщины стенок. Особое внимание следует обратить на механическую прочность небольших соединительных трубопроводов между оборудованием и основным трубопроводом.

Часть 2

Расчетное давление в компонентах трубопровода

303. Общие положения

Компоненты, выпускаемые в соответствии со стандартами, перечисленными в Таблице 326.1, считаются пригодными для использования в трубопроводах с номинальным значением давления и температуры, в соответствии с пунктом 302.2.1. Правила пункта 304 предназначены для расчета давления компонентов, не вошедших в Таблицу 326.1, но могут быть использованы для расчета специальных и более жестких требований к таким компонентам. Расчеты следует проверять на соответствие механической прочности при применяемых нагрузках, перечисленных в пункте 301.

304 Расчетное давление компонентов

304.1 Прямая труба

304.1.1 Общие положения.

(а) Требуемая толщина стенок прямой секции трубопровода определяется в соответствии с формулой (2)

t_m = t + c (2)

Минимальная толщина стенок Т выбранной трубы должна быть, с учетом вычета допусков указанных производителем, не менее чем t_m.

ТАБЛИЦА 304.1.1

Значения коэффициента Y для t < D/6

(b) В формуле используемой при расчете давления прямого участка трубы используются следующие обозначения.

t_m = минимально необходимая толщина стенок, включая механические допуски и допуски на коррозию и эрозию.

t = толщина стенок при расчетном значении давления, как рассчитано в пункте 304.1.2 для внутреннего давления или в соответствии с порядком изложенном в пункте 304.1.3 для внешнего давления

c = сумме механических допусков (резьба или глубина проточки) плюс допуски на коррозию и эрозию. Для компонентов имеющих резьбу, должна учитываться ее номинальная глубина (размер h по ASME B1/20/1 или ее эквивалент).Для поверхности машинной обработки или поверхности имеющую проточки, где допуски не указаны, величина допуска принимается как 0, 5 мм (0, 02 дюйма) в дополнение к установленной глубине проточки.

Т = толщина стенок трубы (измеренная или минимальная по спецификации)

d = внутренний диаметр трубы. При расчете давления за внутренний диаметр трубы берется его наибольшее значение допустимое по спецификации продавца.

Р = расчетное внутреннее давление

D = Внешний диаметр трубы, как указано в таблицах или стандартах или в результате замера

Е = фактор качества из Таблицы А-1А или А-1В

S = допустимое напряжение материала из Таблицы А-1

Y = коэффициент из Таблицы 304.1.1, действующий при t < D/6, и для указанных материалов

ASME В31.3 – издание 1999 г. 304.1.1 – 304.2.3

Значение Y может быть интерполировано для промежуточных температур. Для t ≥ D/6

304.1.2 Прямой участок трубы при внутреннем напряжении: Для t < D/6 расчетная толщина стенок трубы должна быть не менее, чем рассчитанное по формуле (3а):

(3а)

формулы (3b) (3с) (3d) могут применяться вместо формулы (3а):

(3b)

Уравнение Ламе (3с)

(3d)

(b) Для t ≥ D/6, или для P/SE > 0, 385 для вычисления толщины стенок трубы при расчетном давлении, необходимо принимать во внимание особые факторы, такие как теория сбоев, эффект усталости и термическое напряжение.

304.1.3 Прямой участок трубы при внешнем напряжении.

Толщина стенок трубы и требования крепления для прямого участка трубы под внешним напряжением должна определяться в соответствии с Кодексом BPV, Раздел VIII, Подраздел 1, должны соблюдаться положения от UG-28 до UG-30, используя при расчетах длину L бегущей центральной линии между любыми двумя закрепленными, в соответствии UG –29 секциями. Исключение составляет труба, где D_o /t < 10, значение S, используемое для определения P_a2, должно быть наименьшим из следующих значений для материала трубы при расчетной температуре:

(а) 1, 5 от значения напряжения, приведенного в Таблице А-1 настоящего Кодекса; или

(b) 0, 9 от предела текучести в таблицах Раздела II, Часть D, Таблица Y-1 для указанных в ней материалов. (Обозначение D_о в Разделе VIII равнозначно D в настоящем Кодексе).

304.2 Изогнутые и коленчатые участки трубы

304.2.1 Изгибы трубы. Минимально необходимая толщина стенок изгиба t_m, после осуществления гнутия, может быть определена как и для прямого участка трубы в соответствии с пунктом 304.1.

304.2.2 Колена. Промышленные колена, изготовленные не в соответствии с пунктом 303, должны быть аттестованы как указано в пункте 304.7.2.

304.2.3 Составное колено. Угловые изменения направления величиной 3 градуса или менее (угол α на Рис 304.2.3) не следует принимать в расчет, как составное колено. Приемлемые методы расчета напряжения для одиночных и нескольких последовательных составных колен приведены ниже, в п. (а) и (b).

(а) Многосекционное составное колено. Максимальным допустимым внутренним давлением будет являться наименьшая величина рассчитанная по формулам (4а) и (4b). Эти формулы не применяются, если θ превышает 22, 5 градуса

(4b)

(b) Одиночные составные колена:

(1) Максимально допустимое внутреннее давление для одиночных составных колен, когда угол θ не превышает 22, 5 градуса, должно рассчитываться по формуле (4а).

(2) Максимально допустимое внутреннее давление

ASME В31.3 – издание 1999 г. 304.2.3-304.3.2

для одиночных составных колен, когда угол θ превышает 22, 5 градуса, должно рассчитываться по формуле (4с):

(с) Толщина стенок Т трубы, составных колен, используемая в формулах (4а), (4b) и (4с), должна составлять не меньше, чем М от внутренней развилки и до конца сварного шва.

М = большая из величин: 2, 5 (r ₂ T)^{0, 5} или tang θ (R ₁ – r₂ )

Длина фаски на конце трубы может включаться в величину М.

(d) В формулах (4а), (4b) и (4с) используются следующие условные обозначения для расчета напряжения составных колен

c = как определено в пункте 304.1.1.

Е = как определено в пункте 304.1.1.

Р _m = максимально допустимое внутреннее давление для составных колен.

r ₂ = радиус трубы с номинальным значением стенок Ť

R ₁ = действительный радиус изгиба составного колена, определяемый как кратчайшее расстояние от центрально-осевой линии трубопровода до пересечения с плоскостями, примыкающих соединений составного колена.

S = как определено в пункте 304.1.1.

Т = толщина стенок составного колена (измеренная или минимальная по спецификации продавца)

θ = угол среза колена

α = угол изменения направления в составном колене и =2 θ

Для выполнения условий настоящего Кодекса, значения R ₁ должно быть не меньше, чем то, которое приведено в уравнении (5)

(5)

Где А имеет следующие эмпирические значения (1) Для SI метрические единицы:

(2) Для единиц измерения принятых в США.

304.2.4 Изогнутые сегменты трубы при внешнем давлении. Толщина стенок изогнутого и состоящего из колен сегмента трубы, испытывающего внешнее давление, может быть определена, как и для прямого участка трубы, в соответствии с пунктом 304.1.3.

304.3 Подсоединение отводов.

304.3.1. Общие положения.

(а) За исключением случаев, предусмотренных в нижеследующем п. (b), для подсоединения отводов трубопровода ниже перечисленными способами применяются пункты с 304.3.2 до 304.3.4.

(1) Фитинги (Т-образные, экструдированные отводы, отводные выходы, отводные выходные фитинги по стандарту MSS SP-97, боковые и крестообразные);

(2) Литые, полученные ковкой соединительные фитинги, не вошедшие в перечень, (см. пункт 300.2) и соединения, не превышающие DN 80 (NPS 3), подсоединенные к магистрали методом сварки;

(3) Вваривание отводного трубопровода непосредственно в магистраль с/или без добавлением/я усиления, как указанно в пункте 328.5.4.

(b) Правила, указанные в пунктах с 304.3.2 по 304.3.4, являются минимальными требованиями, действительными только для подсоединения трубоотводов, в которых (используются условные обозначения на Рисунке 304.3.4):

(1) Магистраль, соотношение диаметра к толщине стенок (D_h /T_h) меньше, чем 100, а соотношение диаметра отвода к диаметру магистрали (D_b /D_h) не более, чем 1, 0;

(2) Для магистрали, где соотношение диаметра к толщине стенок (D_h /T_h) ≥ 100, диаметр отвода D_b к диаметру магистрали D_h должен быть меньше, чем 1/2;

(3) Угол β составляет по крайней мере 45 градусов;

(4) Центральная ось отвода пересекается с центральной осью магистрали.

(с) В случаях, когда условия пунктов (а) и (b) не соблюдены, расчетное напряжение должно вычисляться, как указано в пункте 304.7.2

(d) Прочие условия подсоединения отводов перечислены в пункте 304.3.5.

304.3.2 Напряжение в боковых отводах.

Труба, в которой проделано боковое подсоединение, ослабляется за счет отверстия, которое необходимо в ней проделать. Если толщина стенок трубы не является достаточной, чтобы выдержать давление, необходимо предусмотреть добавочное упрочение. Необходимая величина упрочения должна рассчитываться в соответствии с пунктами 304.3.3 или 304.3.4.В тоже время существуют способы подсоединения отводов, которые имеют достаточный запас прочности за счет конструкционных решений. Можно принять без расчетов, что подсоединение отвода обладает достаточной прочностью, чтобы выдержать расчетное внутреннее и внешнее давление, при условии:

ASME В31.3 – издание 1999 г. 304.3.2 – 304.3.3

(a) При подсоединении боковых отводов используются фитинги, вошедшие в перечень в соответствии с пунктом 303;

(b) Боковые отводы изготовлены при помощи сварки, резьбовых или втулочных сварных соединений, муфтовых или полумуфтовых соединений и подсоединены непосредственно к магистрали в соответствии с пунктом 328.5.4, при условии, что размер отвода не превышает DN 50 (NPS 2) и не превышает 1/4 номинального размера магистрали. Минимальная толщина стен соединения в любом месте зоны упрочения (если резьба находится в этой зоне, толщина стен измеряется от корня резьбового соединения до минимального внешнего диаметра) должна быть не меньше, чем толщина отводной трубы, не имеющей резьбы. Ни при каких обстоятельствах втулочное или муфтовое соединение не могут иметь характеристики ниже, чем Класс 2000 по стандарту ASM E B16.11

(c) При подсоединении боковых отводов с использованием фитингов, не вошедших в перечень (в соответствии с пунктом 300.2), при условии, что материалы, применяемые для изготовления фитингов, внесены в перечень Таблицы А-1, и при условии, что подсоединение отвода соответствует пункту 304.7.2.

304.3.3 Упрочение сварных боковых отводов. Дополнительное упрочение необходимо, чтобы соответствовать критериям пунктов 304.3.3 (b) и (с), когда это конструктивно не заложено в компоненты для подсоединения отводов. Примеры, иллюстрирующие трудности расчетов для подсоединения отводов, приведены в Приложении М.

(99) (a) Условные обозначения. Приводимые ниже условные обозначения используются при расчете напряжения боковых отводов. Это проиллюстрировано на Рисунке 304.3.3, который не дает детальной информации по конструкции или сварке. Некоторые термины, определенные в Приложении J, требуют дополнительного разъяснения или имеют небольшие отличия:

b = обозначение, относящееся к отводу;

d₁ = фактическая длина отверстия для отвода. Для поперечного сечения отвода, где отверстие отвода является проекцией внутреннего диаметра отвода (например, труба-к-трубе, отвод промышленного изготовления),

d₁ = [ D_b – 2 (T_b – c ]/ sin β

d₂ = «половинная ширина», зона упрочения = d₁ или(T_b – c) + (T_h – c) + d₁ / 2, в зависимости от того, что больше, но в любом случае не больше, чем D_h;

h = обозначение, относящееся к магистральной трубе;

L₄ = Высота зоны упрочения с внешней стороны магистральной трубы = 2.5(T_h – c) или 2, 5 (T_b – c) + T_r; в зависимости от того, что меньше;

T_b = Толщина отводной трубы (измеренная или по спецификации продавца), за исключением фитингов для подсоединения отводов (см. пункт 300.2). Для таких подсоединений значением T_b, используемое для расчета L₄, d₂ и А₃, является толщина слоя упрочения (минимальный размер по спецификации продавца), при условии, равномерной толщины этого слоя (см. Рисунок К328.5.4), и что его протяженность по крайней мере достигает границы L₄. (см. Рисунок304.3.3).

T_r = Минимальная толщина кольца упрочения или хомута, изготовленного из трубы. (При изготовлении из листа следует брать его номинальную толщину) = 0, если не используется кольцо упрочения или хомут;

t = толщина расчетного напряжения трубы, рассчитанная по соответствующей формуле, как определено в пункте 304.1. Для сварных труб, если отвод не пересекает продольный сварной шов магистрали, номинально допустимое значение напряжения S трубы может быть использовано t_h только при вычислении необходимого упрочения. В случае, когда отвод пересекает продольный сварной шов магистрали, значения SE (значение напряжения S и соответствующий фактор качества сварного шва Е_j, из Таблицы А-1В) для магистрали должно использоваться при расчете. Значение SE отвода должно использоваться при вычислении t_b;

β равняется наименьшему углу между осями отвода и магистральной трубы.

(b) Необходимая зона упрочения. Зона упрочения А₁ , необходимая для подсоединения отвода, при внутреннем давлении равна

А₁ = t_hd₁ (2 – sin β) (6)

Для подсоединения отводов под внешним давлением площадь А₁ составляет ½ от площади, рассчитанной по формуле (6), используя t_h – толщина, необходимая при внешнем давлении.

(с) Зона доступа. Зона, доступная для произведения упрочения, определяется как

А₂ + А₃ + А₄ ≥ А₁ (6а)

Все указанные зоны находятся в зоне упрочения и поясняются ниже.

(1) Зона А₂ – это зона, возникающая при чрезмерной толщине стенок магистральной трубы:

А₂ = (2 d₂ – d₁) (T_h – t_h – c) (7)

(2) Зона А₃ – это зона, возникающая при чрезмерной толщине стенок отводной трубы:

А₃ = 2 L₄ (T_b – t_b – c) / sin β (8)

(3) Зона А₄ – это зона других металлов, возникающая при сварке и надежно закрепленная в сварном шве упрочения. [См. Пункт 304.3.3(f).]. Сварные зоны должны иметь минимальные размеры, указанные в пункте 328.5.4,

Рис. 304.3.3 Условные обозначения подсоединения отвода к трубопроводу.

Примечания:

Общие примечания:

Этот рисунок иллюстрирует условные обозначения к пункту 304.3.3. Он не дает подробные детали сварки или желательный метод конструкции. Для ознакомления с типичными особенностями сварного шва см. Рис. 328.5.4D.

(А1) Для получения размера нужной площади следует умножить площадь, указанную стрелкой на (2-sinβ)

ASME В31.3 – издание 1999 г. 304.3.3 – 304.3.4

за исключением, когда сварщику были даны указания сделать сварной шов большего размера.

(d) Зона упрочения. Зона упрочения – это параллелограмм, длина которого составляет расстояние d₂ с каждой стороны от центральной линии отводной трубы и ширина которого начинается от внутренней поверхности магистральной трубы (в ее коррозийном состоянии) и тянется за внешнюю поверхность магистральной трубы перпендикулярно расстоянию L₄.

(e) Множественные ответвления. Когда два или более ответвлений располагаются близко друг к другу так, что зоны их упрочения накладываются одна на другую, расстояние между центрами отверстий должно составлять как минимум 1, 5 их среднего диаметра, а зона упрочения между любыми двумя отверстиями должна быть не менее 50% от общей площади необходимой для обоих отверстий. Каждое отверстие должно иметь достаточное упрочение в соответствии с пунктом 304.3.3 (b) и (с). Ни одна часть поперечного сечения металла не может учитываться больше, чем для одного отверстия, или учитываться больше, чем один раз при подсчете общей площади. (За более подробной консультацией по размещению сварных отверстий обращайтесь к PFI стандарт ES 7).

(f) Дополнительное упрочение.

(1) Дополнительное упрочение в форме кольца или хомута как часть зоны А₄ должно иметь примерно одинаковую ширину.

(2) Материалы, используемые для упрочения, могут отличаться от материала для магистральной трубы, при условии, что они совместимы с магистралью и отводной трубой по таким параметрам как: сварные характеристики, требования по термообработке, по гальванической коррозии, тепловому расширению и т.д.

(3) Если допустимое напряение для материалов упрочения меньше чем у магистральной трубы, расчет его зоны упрочения должен производиться пропорционально значению допустимого напряжения и с учетом его площади в зоне А₄ .

(4) Не существует никаких повышающих коэффициентов при расчете, если значение допустимого напряжения материала выше, чем у магистральной трубы.

304.3.4. Упрочение экструдированных отводных фитингов.

(a) Критерии упрочения, указанные в пункте 304.3.3, особенно важны при применении экструдированных отводных фитингов. Экструдированный отводной фитинг представляет собой отрезок трубы с одним или более отводом для подсоединения боковых ответвлений, выполненный методом экструзии с применением фильеры или фильер для контроля за диаметром отверстий. Экструдированные фитинги выступают над поверхностью отвода на высоту h_x, равную по крайней мере внешнему радиусу отверстия r_x (т.е. h_x ≥ r_x).

(b) Правила пункта 304.3.4 не являются полными требованиями и применяются только в геометрических пределах, приведенных на Рисунке 304.3.4, и только в случаях, когда оси отводов пересекают и перпендикулярны к осям фитингов. В случае, когда эти условия не соблюдены, и в случаях, когда используемые материалы, такие как кольца, фланцы или хомуты, не являются интегральной частью фитинга, расчет номинального напряжения должен осуществляться в соответствии с требованиями пункта 304.7.2.

(c) Условные обозначения. Приводимые ниже условные обозначения проиллюстрированы на Рисунке 304.3.4. Обратите внимание на обозначение _x, которое означает – экструдированный. Условные обозначения, не вошедшие в настоящий пункт, даны в пункте 304.3.3 (а).

d_x = расчетный внутренний диаметр экструдированного фитинга, измеренный на уровне внешней поверхности в месте его примыкания. Этот размер получается после вычета всех допусков на толщину, коррозию, а также механических допусков;

h_x = высота экструдированного фитинга. Должна быть равной или больше чем r_x [за исключением изображения (b) на Рис. 304.3.4];

L₅ = Высота зоны упрочения 0, 7√ D_bT_x.

T_x = Окончательная, корродированная толщина экструдированного фитинга, измеренная на высоте равной r_x над его поверхностью.

d₂ = половинная ширина зоны упрочения, (равная d_x);

r_x = радиус отверстия по его внешнему контуру, измеренный в плоскости пересечения осей фитинга и трубы.

(d) Ограничения радиуса r_x. Ограничения внешнего контура радиуса r_x следующие:

(1) Минимальный r_x = 0, 05D_b или 38мм. (1, 50 дюйма), в зависимости от того, какая величина меньше.

(2) Максимальный r_x не должен превышать:

(a) D_b < DN 200 (NPS 8), 32мм. (1, 25 дюйма).

(b) D_b ≥ DN 200, 0, 1 D_b + 13мм.(0, 50 дюйма)

(3) Для внешнего контура с множественными радиусами применяются пункты (1) и (2), максимальный радиус выбирается как наиболее подходящий радиус с дугой более 45 градусов.

(4) Машинная обработка не приемлема для приведения параметров в соответствие с требованиями.

(e) Необходимая зона упрочения. Необходимая зона упрочения вычисляется по формуле

А₁ = Kt_hd_x (9)

где К определяется следующим образом.

(1) Для отношения D_b/ D_h > 0, 60, K = 1, 00

(2) Для 0, 60 ≥ D_b/ D_h > 0, 15, K = 0, 6 + ⅔ (D_b/ D_h).

(3) Для D_b/ D_h ≤ 0, 15, K = 0, 70.

Рисунок 304.3.4 Экструдированный отводной фитинг, условные обозначения.

Настоящий рисунок иллюстрирует условные обозначения к пункту 304.3.4. Он не дает указаний, подробные детали и/или рекомендуемые методы конструкции.

Общие примечания: (к схеме (а)) Внутренний диаметр отверстия скоса [в случае см. схему (d)] для совпадения с трубой отвода максимальное значение скоса 1: 3

Общие примечания: (к схеме (b)) Схема показывает метод определения T_x, когда скос вписывается в соединительный радиус.

(с)

Общие примечания: Схема дана для условий, где К = 1, 00.

ASME В31.3 – издание 1999 г. 304.3.4 – 304.3.5

Рисунок 304.3.4 Экструдированный отводной фитинг, условные обозначения (продолжение).

Настоящий рисунок иллюстрирует условные обозначения к пункту 304.3.4. Он не дает указаний, подробные детали и/или рекомендуемые методы конструкции.

(f) Зона доступа. Зона, доступная для произведения упрочения, определяется как

А₂ + А₃ + А₄ ≥ А₁ (9а)

Все указанные зоны находятся в зоне упрочения и поясняются ниже.

(99) (1) Зона А₂ – это зона, возникающая при чрезмерной толщине стенок фитинга:

А₂ = (2 d₂ – d_х) (T_h – t_h – c) (10)

(99) (2) Зона А₃ – это зона, возникающая при чрезмерной толщине стенок отводной трубы:

А₃ = 2 L₅ (T_b – t_b – c) (11)

(99) (3) Зона А₄ – это зона, возникающая при чрезмерной толщине фланца экструдированного отвода

А₄ = 2r _x (T_x – T _b – c) (12)

(g) Упрочение многочисленных отводов: Должны соблюдаться правила пункта 304.3.3 (е), кроме тех случаев, когда необходимая зона упрочения должна соответствовать пункту 304.3.4

(h) Индивидуальная маркировка. Производитель должен разработать маркировку с указанием расчетного напряжения и температуры для каждого экструдированного выводного фитинга, и наносить эту информацию на фитинги вместе с символом «В31.3» (означающий раздел, применяемого Кодекса), и своим именем или торговой маркой.

304.3.5 Дополнительные конструкционные требования. Требования пунктов с 304.3.1 до 304.3.4 предназначены, чтобы гарантировать удовлетворительную работу отводных соединений только с учетом давления. Конструктор должен принимать во внимание также следующие требования:

(a) В дополнение к нагрузочным напряжениям внешние силы и сдвиги действуют на соединения отводов путем температурного расширения и усадки, активных и общих нагрузок, сдвигов опор и терминалов трубопровода. Особое внимание следует уделять конструкции соединений отводов для противодействия этим силам и факторам.

(b) При подсоединении отводного трубопровода к магистрали следует избегать сварных соединений непосредственно на магистрали при следующих обстоятельствах

(1) когда размер отводного трубопровода приближается к размеру магистрали, особенно, когда трубы более чем на 1, 5 % сформованы методом холодной экспансии, или если магистральный трубопровод изготовлен из таких труб, с последующим их упрочнением;

(2) когда повторяющиеся напряжения могут происходить в месте соединения из-за вибрации, пульсации давления, перепадов температуры и т.д.

ASME В31.3 – издание 1999 г. 304.3.5 – 304.4.2

В таких случаях рекомендуется применять консервативные конструкционные методы и отдавать предпочтение Т-образным фитингам или цельно охватывающим видам упрочения.

Достаточная гибкость должна быть предусмотрена и в отводном трубопроводе, которая должна компенсировать тепловое расширение и другие сдвиги более крупного магистрального трубопровода (см. пункт 319.6).

Если косынки, ребра жесткости или зажимы, используются для крепления подсоединения отводного трубопровода, то их площадь упрочения не может считаться, в качестве упрочения соединения, как это определено в пунктах 304.3.3(с) или 304.3.4(f). Однако, ребра жесткости и косынки могут использоваться в качестве средства увеличения стойкости к напряжению давления отвода, вместо средств упрочения, рассмотренных в пунктах 304.3.3 или 304.3.4, если их конструкция может быть квалифицирована в соответствии с пунктом 304.7.2.

Для подсоединения отводов, которые не отвечают требованиям пункта 304.3.1(b), должно применяться интегральное упрочение, упрочение с полным кольцевым охватом, или другие средства упрочения.

304.3.6 Подсоединение отвода при внешнем давлении. Расчетное давление для отводного трубопровода, находящегося под внешним давлением, может быть определено в соответствии с пунктом 304.3.1, используя требования пункта 304.3.3(b) в отношении зон упрочения.

304.4. Запорные устройства.

304.4. 1 Общие положения.

(а) Запорные устройства, не соответствующие пунктам 303 или 304.4.1(b), должны соответствовать требованиям пункта 304.7.2.

(b) для материалов и расчетных условий, рассматриваемых здесь, запорные устройства могут иметь конструкцию, определяемую правилами Кодекса BPV, Разделом VIII, Подразделом 1, рассчитанную по формуле (13):

tm = t + c (13)

где,

tm - минимально необходимая толщина, включая механические допуски и допуски на коррозию и эрозию;

t - расчетная толщина, рассчитанная для запорных устройств и направления давления, как показано в таблице 304.4.2, за исключением символов используемых при расчете t, которые должны быть следующими:

Е = как определено в пункте 304.1.1;

Р = расчетное давление;

S = как определено в пункте 304.1.1;

c = сумма допусков, как определено в пункте 304.1.1;

304.4.2 Отверстия в запорных устройствах

(а) Правила пункта 304.4.2(b) до (g) применяются к отверстиям, диаметр которых не превышает 0, 5 внутреннего

Таблица 304.4.1

Справочные материалы1 на запорные устройства по Кодексу BPV.

Примечание: (1) Номера пунктов взяты из Кодекса BPV Раздел VIII, Подраздел 1.

диаметра запорного устройства Раздел VIII, Подраздел 1 UG – 36. Запорные устройства большего диаметра должны иметь конструкцию редукторного типа, в соответствии с пунктом 304.6 или, если используется запорное устройство плоского типа, в виде фланца, в соответствии с пунктом 304.5.

(b) Конструкция запорного устройства ослабляется имеющимся отверстием, и, если толщина его стенок недостаточна для сдерживания давления, необходимо использовать дополнительное упрочение. Необходимость упрочения и его величина должна определяться в соответствии с подразделами, следующими ниже, за исключением случаев, когда считается, что запорное устройство имеет достаточную прочность, когда отводные подсоединения соответствуют пункту 304.3.2 (b) или (с).

(с) Упрочение отверстия в запорном устройстве должно распределяться таким образом, чтобы площадь упрочения с каждой стороны упрочения (рассматривая любую плоскость от центра отверстия заглушки при ее стандартном открытии) будет равна, по крайней мере 0, 5 от всей необходимой площади упрочения в данной плоскости.

(d) Общая площадь квадратного сечения, необходимого для упрочения в данной плоскости, считая от центра отверстия, должна быть не меньше, чем определено в UG – 37(b), UG – 38 и в UG – 39.

(е) Площадь и зона упрочения должны рассчитываться в соответствии с пунктом 304.3.3 или 304.3.4, с учетом обозначения h и других примечаний к магистральной трубе или отводных фитингов, имеющих отношение к запорному устройству. В случае, если запорное устройство имеет изогнутую форму, границы зоны упрочения должны следовать ее контурам, а размеры зоны упрочения определяться параллелью и перпендикуляром к запорной поверхности.

(f) Если запорное устройство имеет два и более отверстий, то должны применяться требования пунктов 304.3.3 и

ASME В31.3 – издание 1999 г. 1999 г. 304.4.2 – 304.7.2

упрочение при множественных отверстиях.

(g) Дополнительные требования к отводным соединениям, рассмотренные в пункте 304.3.5, в равной степени относятся и к отверстиям в запорных устройствах.

Расчетное давление для фланцев и заглушек

304.5.1 Фланцы – Общие положения

(а) Фланцы, не соответствующие пунктам 303 или 304.5.1(b) или (с), должны соответствовать пункту 304.7.2

(b) Конструкция фланцев может соответствовать Кодексу BPV Раздел VIII, Подраздел 1, Приложение 2, с учетом допустимого напряжения и температурных пределов по Кодексу В31.3. Условные обозначения соответствуют Приложению 2, за исключением следующих:

Р = расчетное давление

Sa = расчетное напряжение болтов при атмосферной температуре

Sb = расчетное напряжение болтов при рабочей температуре

Sf = значение SE (значение напряжения S и соответствующий фактор качества Е из Таблицы А-1А или А-1В) для фланцев или трубных материалов. См. пункт 302.3.2 (е)

(с) Правила вышеизложенного пункта (b) не применяются, если во фланцевом соединении имеются прокладки, выступающие за границу болтов (обычно за диаметр фланца). Для фланцев, имеющих соединение и за пределами болтов, применяются требования Раздела VIII, Подраздел 1, Приложение Y.

(d) Прочие условия, применяемые для болтовых соединений, изложены в Разделе VIII, Подраздел 1, Приложение S