Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

26 страниц

300.00 ₽

Купить РТМ 108.031.105-77 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Руководящий технический материал распространяется на стационарные паровые и водогрейные котлы и трубопроводы пара и горячей воды и устанавливает методику оценки долговечности при малоцикловой усталости и ползучести деталей котлов и трубопроводов в соответствии с требованиями ОСТ 108.031.02-75.

  Скачать PDF

Оглавление

1 Условные обозначения

2 Основные положения

3 Переменные нагрузуки

4 Переменные напряжения

5 Размах и амплитуда переменных напряжений

6 Допускаемая амплитуда переменных напряжений

Приложение. Примеры расчета

Показать даты введения Admin

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26

КОТЛЫ СТАЦИОНАРНЫЕ ПАРОВЫЕ И ВОДОГРЕЙНЫЕ И ТРУБОПРОВОДЫ ПАРА И ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ

МЕТОД ОЦЕНКИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ И ПОЛЗУЧЕСТИ

РТМ 108.031.105—77

Издание официальное

РАЗРАБОТАН Научно-производственным объединением по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И. И. Ползунова (НПО ЦКТИ)

Н. М. МАРКОВ

В. Л. МАРКОВ В. С. ПОСТОЕВ Б. В. ЗВЕРЬКОВ, И. А. ДАНЮШЕВСКИЙ Т. И. ТАТУЕВА

Генеральный директор Заведующий базовым отраслевым отделом стандартизации Заведующий отделом прочности Руководители темы:

Исполнитель

Научно-производственным объединением по технологии энергети ческого машиностроения (ЦНИИТМАШ)

Н. Н. ЗОРЕВ Л. П. ТРУСОВ Г. А. ТУЛЯКОВ, В. В. ГРИНЕВСКИЙ, Б. М. СОКОЛ Я некий


Генеральный директор Заведующий отделом Руководители темы:


A.    А. ПАРШИН Л. М. ХРИСТИЧ

B.    Б. НАДЛЕР

Производственным объединением «Красный котельщик»

Генеральный директор Главный конструктор Руководитель темы

ВНЕСЕН Научно-производственным объединением по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И. И. Ползунова (НПО ЦКТИ)

Генеральный директор    Н.    М.    МАРКОВ

ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Техническим управлением Министерства энергетического машиностроения

Начальник Технического управления    В. П.    ПЛАСТОВ

Начальник отдела опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ

по котлостроению    В. В.    ЛЕБЕДЕВ

СОГЛАСОВАНО с Государственным комитетом по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору при Совете Министров СССР (Госгортехнадзор СССР)

Заместитель начальника управления по котлонадзору и подъемным сооружениям

Госгортехнадзора СССР    А. И.    МУРАЧЕВ

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Указанием Министерства энергетического машиностроения от 03.11.77 № ВВ-002/8339

Заместитель министра    В.    М.    ВЕЛИЧКО

PTM >08.031.105—77 Стр. 9


Значения параметра D приведены на графике черт. 4. Для температур, ниже указанных, Я^=Я„ = 1. Рекомендуется принимать

<£.-1,5М-

Расчетное напряжение при ползучести ос представляет собой максимальное главное нормальное напряжение с учетом пластичности и ползучести материала.

Суммарная повреждаемость как функция от повреждаемости, вызываемой ползучестью


В случае отсутствия точного значения допускается принимать ос наибольшим из значений, вычисленных по формулам:


°с =

ос = А!а;'с«.

Д°Э IJ


ПрИ WloW + Mmln) для коллекторов £ ==1,20; для


S

ч

—1

\

и

1

_1

0 0.1 0.2 0.3 0,4 0.5 0.6 0.1 0.8 0.9

КЗУ


т


гибов £*1,2 при sJDH>0,12;

£ = 1,25 при 0,08<s/DH < 0,12;

£=1,35 при s/DH< 0,08.

При гттп—ЦЦн—ч >1 Для коллекторов £=1,30; для гибов

v 1.5((e]max + Иып)

£=1,35 при s/DB>0,\2] £=1,40 при 0,08<$/Ян < 0,12; £=1,5 при s/DH < 0,08.


Черт. 4


Примечания:

1.    При расчете о*’ ск по ОСТ 108.031.02—75 нагрузки QCK, AfJK принимаются с коэффициентом релаксации, определяемым в соответствии с РТМ 24.038.08—72 (см. черт. 1 указанного РТМ).

2.    Для гибов внешних паро- и водоперепускных труб в пределах котла диаметром 76 мм и более рекомендуется дополнительная прибавка к расчетной толщине стенки: для давления 100 кгс/см2 3 мм, 140 кгс/см2 2 мм, что связано с различными режимными факторами, возникающими при пуске и останове.


6.5.    Если 1,25    >1, то допускается не более 100 циклов

сд.п

пусков — остановов, если —~<0,5, то Я^ = Я<,=1    (повреждае-

°д.п

мость от ползучести не учитывается).

6.6.    Если в расчетной точке детали имеются сварные швы, то допускаемое число циклов уменьшается в два раза по сравнению с полученным по расчетным кривым малоцикловой усталости при отсутствии швов.

6.7.    Если деталь подвергается циклам нагружения различного типа при неизменных значениях давления, температуры и внешних


Стр. 10 РТМ 108.031.105—77

нагрузок, то для оценки долговечности следует использовать формулу

2й-+('*£Г<°-

Если в процессе работы номинальные значения давления, температуры и внешних нагрузок изменяются, то для оценки долговечности следует использовать формулу

i

6.8.    Если заданное число циклов данного типа меньше 1000, то расчет производится на 1000 циклов.

6.9.    Примеры расчета деталей котлов на малоцикловую усталость при наличии ползучести даны в справочном приложении.

PTM 108.031.IQS—77 Стр. 11

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

1. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ВЫХОДНОЙ КАМЕРЫ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

1.1.    Рассчитать допустимое число пусков — остановов для выходной камеры пароперегревателя котла. Максимальная скорость прогрева 2 и 4°С/мин. Наружный диаметр камеры 426 мм, толщина стенки 90 мм, материал — сталь 15Х1М1Ф. Максимальная температура цикла 555°С, минимальная 250°С. Давление 255 кгс/см2, коэффициент прочности <р = 0,8. Предполагается, что коллектор не несет весовых и компенсационных нагрузок. Перепады температур по длине и периметру коллектора пренебрежимо малы.

1.2.    В начале пуска напряжения от перепада температур по толщине стенки, вызванные прогревом, максимальны, а напряжения от внутреннего давления близки к нулю. При выходе на стационарный режим температурные напряжения падают до нуля, а напряжения от внутреннего давления достигают максимальных значений.

Предполагается, что при останове уровень напряжений ниже, чем при пуске. В этих условиях минимальная интенсивность достигается в начале разогрева, а максимальная — при выходе на стационарный режим.

1.3.    Порядок расчета представлен в табл. 1.

1.4.    При низких скоростях прогрева ot = 2°C/MHH допустимое число циклов составляет 840, при и*=4°С/мин возникает упруго-пластический цикл и допустимое число циклов резко падает до 135. Из примера видно, что в маневренном режиме данная конструкция плохо работает и следует принять меры конструктивного или режимного характера.

2. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ГИБА ПЕРЕПУСКНОЙ ТРУБЫ КОТЛА

2.1.    Рассчитать допустимое число циклов пусков — остановов для гнба необогреваемого трубопровода в пределах котла с параметрами пара 155 кгс/см2 и 500°С, материал — сталь 12Х1МФ. Наружный диаметр трубопровода 108 мм, толщина стенки 10 мм, овальность—не более 8%. Внешний изгибающий момент от само-компенсацнн температурных расширений Af = 9,0 • 10б кгс-мм, расположен в плоскости гиба и сгибает колено.

2.2.    На стационарном режиме гиб находится под действием внутреннего давления и изгибающего момента. При останове нагрузки существенно ниже. В соответствии с РТМ 24.038.08—72 (черт. 1) примем коэффициент, характеризующий релаксацию напряжений от самокомпенсацни, равным 0,6, относительный радиус гиба R/D = 4.

2.3.    Порядок расчета представлен в табл. 2.

Напряжения при квазистацно-


парном режиме на внутренней поверхности коллектора


Минимальные эквивалентные напряжения при:

0|“2*С/мии


0|-4°С/мин


Максимальные эквивалентные напряжения


РТМ 24 03811—72


П. 4.3


Таблица /

Стр.12 РТМ 108.031.105- 77

Расчет

«„ = 0.167.10-**-^- у^-. кгс/мм*

(черт. 3, 5, 6 и 7 РТМ 24.038.11—72)

Имеем <f = -0,43, а = 0,8-10“5 м^/с, а = 13,6-10“6.

К,п- 2.07.10* кгс/см*. -^= — = 1,73. о„_0

- V,, “«„ - 2-0.167-10-» (-0.43)    х

13,610-‘.2,07.106 Х-1 —0.3- -12,1    кгс/мм*

= *i V -«„-2.0,167.10-» (-0,43)    X

X

°ИЗш„ - k?°,p~°rp = 3=

- 3 255 <».”>»+*    255    _

в3ТЯГ (J,7f)5- i 4 Too а 17,9кгс/м

Размах эквивалентных напряжений при:

П 5.1

У|-2вС/мнн

II. 5.2

0|«4®С/мин

Расчетная амплитуда напряжений при:

vi — 2'С/мин

ОСТ 108.031 02-75

Расчет

/ сШвв

(да

да]


= '■+ тЙй>

“ 1 ■»• 10*(тшог + дат) '38.6 кгс/ии»


в§

max

г д*»»

Д**!»

2

1.5(1*,+ MS)'

HS-

6,76 кгс/мм?; [в]^*" 18.6 кгс/мм*:

^°*13

П 74 ^

ТО

1,5(6,76+18.6) 0,74 <

«

|# = До.» =

^ = 14,0 кгс/мм-


РТМ 108.031.105- 77 Стр. 13


Допускаемое число циклов по расчетным кривым малоцнк-ловой усталости при о, = — 2*С/мин


Расчетная амплитуда напряжений при 0|=4®С/мии


Допускаемое число циклов по расчетным кривым малоцикловой усталости при Oi* = 4®С/мнн


П. 6.2


П 52


П. 62


Расчет


(Л') = 2000


Стр. И РТМ 108.031.105- 77


-19.3:


Лэ,,


38,6


«.•([*+НЬ)

х 1,мб,га6цЬ.б)


(iVJ = 650


УДК 621.18:539.4    Группа    Е21

РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

КОТЛЫ СТАЦИОНАРНЫЕ ПАРОВЫЕ И ВОДОГРЕЙНЫЕ И ТРУБОПРОВОДЫ ПАРА И ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ

МЕТОД ОЦЕНКИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ И ПОЛЗУЧЕСТИ


РТМ 108.031.105-77

Введен впервые


Указанием Министерства энергетического машиностроения от 03.11.77 № ВВ-002/8339 введен как рекомендуемый.

Настоящий руководящий технический материал (РТМ) распространяется на стационарные паровые и водогрейные котлы и трубопроводы пара и горячей воды и устанавливает методику оценки долговечности при малоцикловой усталости н ползучести деталей котлов и трубопроводов в соответствии с требованиями ОСТ 108.031.02—75.

1. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

оя — расчетная амплитуда напряжений, кгс/мм2;

а|—допускаемая амплитуда напряжений, определенная по графикам долговечности, кгс/мм2;

[°а]—Допускаемая амплитуда напряжений, кгс/мм'2;

г — главные условно-упругие напряжения в расчетной точке.детали (i— 1, 2, 3), кгс/мм2;

9ц — эквивалентные напряжения (/, /= 1, 2, 3), кгс/мм2;

Дa9iJ — размах эквивалентных напряжений, кгс/мм2; Mm**» Mmin—допускаемые напряжения по ОСТ 108.031.02—75, соответствующие температуре, при которой достигаются максимальные и минимальные эквивалентные напряжения, кгс/мм2;

£щж» £mfo — модуль упругости, соответствующий температуре, при которой достигаются максимальные и минимальные эквивалентные напряжения, кгс/см2;

Е1—модуль упругости, соответствующий максимальной температуре цикла, кгс/мм1 2 3;

N—число циклов нагружения;

N. — число циклов нагружения данного типа;

[Wj — допускаемое число циклов по расчетным кривым малоцикловой усталости;

(ЛР]— допускаемое число циклов;

ос — расчетное напряжение с учетом ползучести, кгс/мм1;

°ж.пios    —    условный предел длительной прочности при растя*

ai n2 ip    жении (напряжение, вызывающее разрушение при

расчетной температуре соответственно через 10\ 104 и 2* 105 ч), кгс/мм1;

[о] — номинальное допускаемое напряжение при расчете детали только на действие давления, кгс/мм1;

D — параметр, характеризующий допускаемое повреждение от ползучести и усталости;

/7в> nN—коэффициенты, учитывающие влияние ползучести на допускаемую амплитуду напряжений и допускаемое число циклов; т — показатель степени в уравнении длительной прочности стали; п — количество различных типов циклов;

I — количество различных номинальных режимов; х,— длительность работы элемента при данных номинальных параметрах нагружения, включая время пуска и останова, ч; х — суммарное расчетное время работы элемента, ч; oj — эквивалентное напряжение от весовых нагрузок и внутреннего давления по ОСТ 108.031.02—75, кгс/мм1;

0в, ск — эквивалентное напряжение от весовых нагрузок, самокомпенсации и внутреннего давления по ОСТ 108.031.02—75, кгс/см1.

PTM 108.031.105—77 Стр. 3

2.4. Методика применима для расчета вновь проектируемых деталей, работающих при малоцикловой усталости, во всем диапазоне изменения рабочих температур. Уровень температур, обуславливающий необходимость учета ползучести, устанавливается в соответствии с ОСТ 108.031.02—75.

3. ПЕРЕМЕННЫЕ НАГРУЗКИ

3.1.3а цикл нагружения принимается повторяющееся изменение нагрузки от первоначальной до максимальной (минимальной) и возврат к первоначальной нагрузке.

Тип цикла характеризуется расчетной амплитудой напряжения аа, числом нагружений и максимальной температурой.

3.2. При расчете на усталость учитываются следующие нагрузки:

изменение давления при пуске — останове котла;

колебания рабочего давления при эксплуатации (кроме пуска — останова);

дополнительные внешние нагрузки и их изменение при эксплуатации (весовые нагрузки, наддув и т. п.);

температурные перепады при пуске — останове котла, включая компенсационные нагрузки при тепловых расширениях трубопроводов;

дополнительные перепады температуры, вызываемые колебаниями температуры среды или теплового потока при эксплуатации.

4. ПЕРЕМЕННЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

4.1.    Расчет на усталость основывается на условно-упругих напряжениях, действующих в расчетной точке детали. Расчет производится для всех основных этапов эксплуатации: пуска, рабочего режима, останова и т. д. в точках, где ожидается наибольший размах напряжений.

4.2.    Для каждой расчетной точки определяют три главных нормальных условно-упругих напряжений (с учетом местных концентраторов напряжений), представляющих собой алгебраическую сумму действующих в одном направлении напряжении от всех приложенных нагрузок, 0|, 02, о3. Составляющие главных нормальных напряжений определяются теоретическим или экспериментальным путем.

В случае отсутствия точного значения местных напряжений допускается принимать коэффициент концентрации окружных напряжений от действия внутреннего давления на кромках отверстий в цилиндрических элементах равным 3,0, в сферических н выпуклых днищах 2,2, а коэффициент концентрации окружных и осевых напряжений от действия температурных градиентов для цилиндрических и сферических деталей равным 2,0. Для гибов коэффициент концентрации окружных напряжений от внутреннего давления

1*

Стр. 4 РТМ 108.031.105—77

в зонах нейтральной (внутренняя поверхность трубы) и внешней образующих (наружная поверхность трубы) допускается принимать равным 3,5 при slDn>0,12; 4,0 при 0,08<s/DH < 0,12; 4,7 при 0,05 <s/D„< 0,08.

Для цилиндрических деталей

°1 = aff °2 в агI °г — при наличии крутящего момента

о, = 0,5 [зт + аг + У (ot — огу + 4т2];

«2 = 0,5 [о, + о* — У (ат — oz)2 + 4t2];

О) = аг■

4.3. По значениям главных условно-упругих напряжений определяют эквивалентные напряжения для расчетных точек детали в заданные моменты времени как алгебраическую разность главных нормальных напряжений:

°»12 ~ °1

°»28 ^ °2 — «V»

°918 = 01 °3-

5. РАЗМАХ И АМПЛИТУДА ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИИ

5.1. Для каждого цикла нагружения существуют режимы, при которых принимают максимальные и минимальные значения величины:

m    ®9/ymln

Em ах    ^mln

Даэ12

°э12гаах

eai2mln \ .

Е max

Ет\п Г

Ь°.п = Е‘{

°эззтах

99Пш\и V

, Еж

' ®э 13 max

®913т1п \

, Ехамх

£mln /


В расчет вводится размах условно-упругих эквивалентных напряжений Доэц, равный наибольшему значению алгебраической разности:

5.2. Расчетная амплитуда напряжений определяется по следующим формулам (берется наибольшая из величин):

А«э и

°-=—;

_ ba9lj    boBlj

а«—    2    1,5    ([«]    max

PTM 108.031.106-77 Стр. 5

5.3. Если деталь подвергается действию циклов разного типа, то величина расчетной амплитуды аа определяется отдельно для каждого типа цикла.

6. ДОПУСКАЕМАЯ амплитуда переменных напряжении

6.1. Допускаемое число циклов [jV*] для заданной амплитуды переменных напряжений ол определяется по формуле

допускаемая амплитуда переменных напряжений [о*] для заданного числа циклов N определяется по формуле

6.2.    Допускаемая амплитуда переменных напряжений {аа] для заданного числа циклов N или допускаемое число циклов (jV] для заданной амплитуды переменных напряжений аа определяется по кривым малоцикловой усталости, приведенным на графиках (черт. 1, 2, 3), для максимальной температуры цикла.

Расчетные кривые были откорректированы с целью учета максимального влияния среднего напряжения (асимметрии цикла). Поскольку при испытаниях, по результатам которых построены усталостные кривые, не учитывалось влияние коррозии при нарушениях водного режима и консервации котлов н трубопроводов, влияние этих факторов должно учитываться дополнительно.

6.3.    При температуре металла, отличающейся от приведенной на графиках черт. 1, 2, 3, допускаемое напряжение (<та] или допускаемое число циклов [W] определяется линейной интерполяцией. Экстраполяция кривых не допускается.

6.4.    Значения коэффициентов Пу и Яа, учитывающих повреждаемость, вызываемую ползучестью, вычисляются для углеродистых сталей при температурах, превышающих 400°С, а также для легированных сталей при температурах, превышающих 450°С, по следующим формулам:




I «»»h


Стр- 6 РТМ 108.031.105-77


^ 5 % S

цлгяз xni3HTod»irjX ихэощэХ уоаотптогаи эпаийя зпшэьэв^

2»*/»9Я*[вр]


РТМ 108.03I.I0S—77 Стр. 7


Расчетные кривые малоцикловой усталости низколегированных хромомолибденоваиалиевых сталей

& а],



Z

ухп'п <(н]

яOfSUSSb £ Z {O^tiSSh f I 1^9813 Sh £ Z r<»68iSS


М.**с/мм*


110? г J 4 5676 10*    2    3    4    56    7i

10 4    2    3    4    5    6    78    Ю5    г    3    4 5670 10*

I /IJ.uunfl


Черт. 3

1

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2

2.1.    Расчет на малоцикловую усталость является поверочным и выполняется после выбора основных размеров детали в соответствии с ОСТ 108.031.02—75.

3

2.2.    Поверочный расчет производят с учетом всех нагрузок

4

2.3.    Характеристики используемых материалов (допущенных к применению Госгортехнадзором СССР) и качество изготовления должны удовлетворять требованиям соответствующих технических условий.

5

(основных и дополнительных) для всех расчетных режимов работы.