МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ТЕМПЕРАТУР И СКОРОСТЕЙ ПРОГРЕВА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ КОТЛОВ И

МОСКВА “ТЕКСУС-ИНФО” 2012

ГЛАВНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГОСИСТЕМ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ДОПУСТИМЫХ РАЗНОСТЕЙ ТЕМПЕРАТУР И СКОРОСТЕЙ ПРОГРЕВА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ КОТЛОВ И ПАРОПРОВОДОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ БЛОКОВ

СЛУЖБА ПЕРЕДОВОГО ОПЫТА И Москм

ИНФОРМАЦИИ СОЮЗТЕХЭНЕРГО 1983

---

- 10 -

- II -

Рис Л, Расчетные кривые усталости для стали:

а - 12Х1МФ ; 5 - I2XI8HI2T; 6 - 15ХШФ; 2 - 15Х1МШ; д- 16ГНМ

и 22К (до температуры 350°С)

Марка стали Интер вал темпе ратуры, t ,°с Модуль упругости Е^-Ю"4, МПа(кгс/мм^) Допустимые напряжения &доп' “На (кгс/ю-г) Длитель нал плас тич ность h -Коэф фици ент Пд Относи тельное сужение ч>, % Предел текучести ^0,2’ (кгс/мм^) Пока затель ползу чести т 12Х1МФ 20-450 18,4(1,88) 135(13.8) 1,00 275(28) 0,51 540 17,4(1,78 72(7,5) 0,08 0,39 40 245(25) 0,54 5,0 560 17,2(1,76) 58(5,9) 0,39 216(22) 0,54 4,3 15Х1М1Ф 20-450 17,8(1,81) 149(15.2) 1,00 314(32) 0,57 _ 540 _ 76(7,5) 0,07 0,32 36 294(30) 0,60 3,6 560 16,9(1,72) 63(6,4) 0,32 284(29) 0,69 3,2 15ХШВД 20-450 17,9(1,83) 126(12.9) 1,00 314(32) 0,55 — 540 _ 65(6,5) 0,06 0,27 33 255(26) 0,73 — 560 17,1(1,74) 53(5,4) 0,27 226(23) 0,90 3,2 I2XI8HI2T 20-450 17,0(1,73) 105(10.7) 1,00 216(22) 0,43 600 15,7 1,60) 72(7,4) 0,04 0,17 39 147 15) 0,42 4,1 650 15,2(1,55) 47(4,8) 0,17 118(12) 0,25 XI6H9M2 20-450 17,4(1,78) 105(10,7) 1,00 216(22) 0,42 600 15,6 1,61) 72(7,4) 0,23 0,58 43 137(14) 0,33 — 650 15,5(1,58) 47(4,8) 0,58 118(12) 0,31 - 20ХЗМВФ 20-450 17,3(1,76) 1,00 471(48) 0,65 _ (ЭИ415) 500 15,3 1,56) 137(14,0) 0,08 0,55 33 551(46) 0,75 4,7 550 13,5(1,38) 118(12,0) 0,55 402(41) 0,76 3,4 25Х1МФ 20-450 19,4(1,98) Г 163(16,6) 1,00 530(54Г 0,76 _ (Р2М) 500 18,2 1,86) 143 14,6) 0,08 0,46 35 412(42) 0,77 3,5 550 17,4(1,78) 98(10,0) 0,46 392(40) 0,77 2,5 ХН35ВТ 20-450 17,6(1,80) 235(24,0) 1,00 510(52) 0,68 _ 600 16,6(1,69) 137 14,0 0,02 0,11 16 373(38) 0,70 — 650 16,1 1,64) 104(10,6) 0,11 353(36) 0,72 8

I ни ГО I

20	20-350	16,2(	1,65)	104 (	10.6)		1,00		2I6C	22)	0,44
	450	15,3	I 56)	58	5,$)	0,16	0,69	40	157!	16)	0,45	5,3
	500	15,0(	1,52)	25 (	2,6)		0,69		147 (	15)	0,45	4,9
IX2M	20-400						1,00		274(	28)		Mb
	500	17,6!	1,79)	88i	9,0)	0,18	0,90	41	264'	27	—	_
	550	17,2(	1,75)	59 (	6,0)		0,90		255!	26)	-	-
I5XM	20-350			137 (	14,0)		1,00		226 (	23)	0,43	7,2
	450	16,8!	1,71)	124!	12.7	0,08	0,42	40	186'	19	0,39	6,4
	500			103(10,5)			0,42		147!	15)	0,31	6,0
12ХЫ	20-350	19,2(	1,96)	134!	Д3,7)		1,00		206!	21)	0,47	7,2
	450	17,8'	1,62)	122	12.5)	0,05	0,20	35	176'	18	0,42	6,4
	500	17,4!	1,78)	93	,9,S)		0,20		137!	Л4)	0,35	6,0
1ХИВ2МФ	20-450	17,6<	1,79)	122!	,12,4)		1,00		294	,30)	0,43
(ЭИ756)	550	16,Г	1,64)	ЮЬ	10.7)	0,12	0,38	33	265	27	0,90	4,3
	600	15,41	1,57)	59	!б,6)		0,38		216	122)	0,90	3,7
22К	20	20,6!	2,1)	167	[17,0)		1,0		226	123)	0,5	•m
	350	19,6!	,2,0)	118	(12,0)	-		32	167	!l7)	0,5
I6FHM	20	20,1!	'2,05)	186	[19,0)				294	;зо)	0,5
		18,6	.1,9)	157	[16,0)	—	1,00	37	255	[26)	0,5	-

Примечание. £>. &доп_У &п    ^и    т    определены    по    данным    [10-13].    Значения

коэффициента п$ дакы без учетЛ Одностороннего накопления остаточной деформации (при о^г = 0), что характерно для трубопроводов, коллекторов, корпусов арматуры, барабанов котлов и гнутых элементов при отсутствии овальности поперечного сечения, В случае овальности или искажения формы поперечного сечения гибов значение коэффициента необходимо рассчитывать с учетом 6.

14 -

Для углеродистой и низколегированной сталей коэффициент ослабления % = 1,0 при наличии термообработки и = 0,9 без термообработки.

Для хромомолибденованадиевых, высокохромистых и аустенитных сталей при температуре до 500°С коэффициент = 0,8 при наличии термообработки и =0,6 без термообработки. Цри более высоких температурах значение У*_с принимаются равными 0,7 и 0,5 соответственно .

При наличии исходных данных по свойствам металла расчеты сварных соединений выполняются по п.2.8.

2.13. В случаях определения допустимой амплитуды напряжений для элементов оборудования, которые на стадии изготовления или монтажа подвергались деформированию без последующей термообработки, принимается дополнительный запас , учитывающий снижение деформационной способности материала

где

- значение технологической деформации металла при изготовлении данной конструкции с учетом снижения пластичности

вследствие деформационного старения.

2.14.    При наличии результатов испытаний натурных конструкций или их моделей для режимов нагружения, соответствующих эксплуатационным, принятые значения коэффициентов запасов и концентрации напряжений могут быть уточнены.

2.15.    Оценка ресурса (расчетной долговечности по числу циклов) с учетом нестационарных силовых и температурных нагрузок при эксплуатации оборудования на различных режимах является завершающим этапом поверочных расчетов и производится на основе линейного суммирования относительной повреждаемости при каждом расчетном режиме (цикле) нагружения, т.е.

15 -

где Ni - число циклов нагружения на I -м режиме нагружения;

[Nдопустимое число циклов на i-м режиме нагружения, определяемое по формуле, приведенной в п.2.8;

К — общее число режимов нагружения.

При использовании экспериментальных данных по фактическим значениям пластичности и прочности металла расчет допустимых напряжений и располагаемого ресурса длительно работавшего оборудования допускается выполнять без учета предистории его нагружения.

При выборе режимов эксплуатации оценка относительной повреждаемости с учетом фактического количества циклов на каждом режиме является исходным этапом расчетов, в процессе которого производится определение допустимых значений амплитуд напряжений.

Количество циклов, определяемое по амплитудам приведенных напряжений от внутреннего давления и внешних нагрузок (изгибающего и крутящего моментов от самокомпенсации, весовых и других нагрузок), характеризует предельно возможную долговечность Н_пр и яв-ляется показателем работоспособности конструкций прй переменных нагрузках.

3. БАРАБАНЫ КОТЛОВ

3.1. Цри определении допустимых скоростей прогрева-расхолаживания барабанов и разностей температур "верх-низ" в качестве типовых расчетных режимов принимаются: пуск из холодного состояния, пуск из неостывшего состояния (после ночного простоя) и гидроопрессовка.

Джя оценки относительной повреждаемости соотношение числа пусков из холодного состояния Nf | из неостывшего состояния N_r и гидроопрессовок Н_го принимается соответственно I : 4 : 0,1* .

В качестве исходного расчетного режима принимается пуск из холодного состояния. Допустимое число таких пусков Ы* определяется согласно уравнению линейного суммирования повреждаемости с учетом рекомендуемого соотношения пусков.

r’".o ^hdi^hj)~ Фактическое и предельное число нерасчетных режимов, ^г сумма отношений которых характеризует относительную повреждаемость металла (исчерпание ресурса) вследствие отклонений от нормальных условий эксплуатации барабанов (позднее замыкание циркуляции в экранах, тепловые удары при заполнении водой и др.);

Мцр- вычисляется по амплитудам напряжений, определяемых в каждом конкретном случае расчетно-экспериментальными методами в соответствии с требованиями разд.2 и приложения 2.

3.2.    Расчет допустимых скоростей прогрева , выбор допустимых разностей температур "верх-низ" при прогреве расчет N?¹

у    Л/    ^

N¹ и N¹q производятся по напряженному состоянию кромки в продольном сечении отверстия водоопускных труб.

3.3.    Допустимое число гидроопрессовок N_rQ и пусков из неос-

V

тывшего состояния Nr определяется по амплитудам приведенных условных напряжений (6_а Vo и (6а )_rt вычисляемых соответственно по формулам:

(4L=T- -№-р_и-/о-ч4Л

&а)г^{=    +} 0'fa~Р^Г 1

+ O_l5^_tS²0M-j^m^.]>

р    I

где р_И~ давление при номинальном режиме, кгс/см (10“^х МПа);

p_r - давление в барабане котла перед пуском из неос-_Л тывшепо состояния, кгс/см² (I0"¹ МПа);

Q

оСр~ коэффициент концентрации от внутреннего давления в окружном направлении;

V_r- скорость прогрева барабана в начальный момент пуска из неостывшего состояния, принимаемая равной 3°С/мин;

^макс'^^мшГ ^М0ДУ^ЛЬ УПРУ™⁰™ соответственно при максимальной и минимальной температуре цикла; кгс/мм^

(10 МПа);

П,0 - индексы, указывающие принадлежность параметра соответственно пуску и останову.

3.4.    Амплитуда напряжений в пусках из холодного состояния в

кромке отверстий водоопускных труб при продольном сечении их определяется по максимальным напряжениям сжатия в начальный момент пуска (р-0) и максимальных напряжениях растяжения при номинальных параметрах. Необходимая для расчета допустимой скорости прогрева У а    до пустимая амплитуда напряжений (&##) вычисляет

ся по допустимому числу циклов N* , получаемому по уравнению п.3.1 для задаваемого ряда значений числа пусков из холодного состояния N% .

3.5.    Допустимая скорость прогрева V_n при пусках из холодного состояния для ряда принимаемых значений разностей температур верх-низ (AZ^) определяется по формуле

18 -

Ур и AZ?c учетом нужд эксплуатации, конструктивных особенностей барабана и возможностей пусковой схемы, но при обязательном сохранении полученной взаимной зависимости между У_п и Так, для котлов, эксплуатируемых в полупиковых и пиковых режимах, рекомендуется выбирать комбинацию V_n И А тД с повышенным значением Vp , а для котлов с малой пропускной способностью пуско-сбросных устройств (неблочные котлы), наоборот, с повышенным значением ДгЯ.

3.6.    Допустимые скорости охлаждения ( Vq )и перепад температур "верх-низ" при останове А определяются двумя условиями прочности кромки отверстий на боковой образующей барабана:

-    непревышением допустимого размаха приведенных условно упругих напряжений за цикл пуска-останова в поперечном сечении отверстий;

-    ограничением при охлаждении барабана максимума растягивающих окружных напряжений р продольном сечении отверстий значением, обусловленным только внутренним номинальным давлением.

Для выполнения последнего условия необходимо, чтобы начальная скорость охлаждения в зоне давления р_н - 0,8р_н не превышала 1,0 °С/мин.

3.7.    Расчет допустимых скоростей охлаждения производится по формулам:

v₀=[w~²(cc^sp -jrq-+0(p_H-Pi)~^o^Et_o^^AA]ot_tsU_z<p_M0

для кромки в продольном сечении отверстия и

^V<T {[^Z6aJ-[^W'²(^Up' jSr ⁺ 0(pi +Р_п)+^Кы)^Etn^niT}~^^A^n

для кромки в поперечном сечении отверстия.

- 19 -

oLp - коэффициент концентрации напряжений от внутреннего давления в осевом направлении;

коэффициент концентрации напряжений при одноосном растяжении - сжатии от разности температур "верх-

Ф Ф - коэффициенты, характеризующие свойства материала

цри температурах, соответствующих максимальным напряжениям сжатия при пуске и растяжения при оста-нове;

давление в начальный момент пуска при AVn принято р_п = 0,5 МПа = 5 кгс/см^

% " ^LP

I H    Q

где    -    температура насыщения при номинальном давлении, С;

tp - температура насыщения цри текущем давлении, °С;

- опытный коэффициент, зависящий от конструктивных характеристик котла; в различных типах меняется в пределах 0,4-0,8.

3.9. Допустимая амплитуда напряжений в поперечном сечении отверстий ё>_аТ для пусков из холодного состояния рассчитывается по допустимому числу циклов N*2. » которое, в свою очередь, определяется из уравнений пп.3.1 и 3.3 при выбранных по пп.3.6-3.8 значениях Ур ,    и    замене    в    уравнениях п.3.2 оСр

на оС р •

Целесообразно принимать * 400, что соответствует предель-ноцу числу пусков из холодного состояния за две рабочие кампании между капитальными ремонтами.

ЗЛО. Для определения скорости расхолаживания прирУргр рекомендуется формула п.3.7, допуст^ршй перепад температур "верх-низ" принимается равным L^₀^Kf^tp_H - tp ). При р- ^ Ррр Д** определения по уравнению п.3.7 допустимого значения рекомендуется задаваться следующими значениями \1₀ :

O_t*    МЛа(кгс/см^).....Св.6 до 8    Св.    2 до б Св.0,1 до 2

'    (Св.60 до    80)    (Св.    20 до 60) (Св.1 до 20)

У0    °С/мин ........ Св.1,0 до    4,0    Св.    1,0 до 3,0 Св.0,5 до 2,0

РАЗРАБОТАНО ВТИ им.Ф.Э.Дзержинского ИСПОЛНИТЕЛИ В.Г.Зеленский, А.А.Бельский, В.Л.Плотников, В.В.Севрюгин, А.Г.Землянская (ВТИ), А.Д.Горешник, А.А.Фе-доришин (Штехэнерго), В.М.Вигак, А.В.Костенко (Институт прикладных проблем механики и математики АН УССР) УТВЕРЖДЕНО Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистем

Главный инженер Ю.И.ТИМОФЕЕВ

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.    Общие положения ................................... 3

2.    Основные критерии прочности....................... 4

3.    Барабаны котлов ................................... 15

4.    Коллекторы котлов и детали паропроводов ........... 20

Приложение!. Условные обозначения........... 33

П р и л о я е н и е 2. Формулы для определения напряжений в кромках отверстий водоопускных и подъемных труб барабанов котлов по характеристикам изменении параметров рабочей среды................. 36

ПриложениеЗ. Формулы для определения напряжений в характерных точках гиба трубы, трубы со штуцером и в сварном стыке трубы.................. 41

Приложение 4. Примеры расчетов .............. 45

Список использованной литературы............ 83

© СПО Союзтахзнерго, 1983.

- 20 -

4. КОЛЛЕКТОРЫ КОТЛОВ И ДЕТАЛИ ПАРОПРОВОДОВ

4.1.    Расчет допустимых скоростей прогрева коллекторов котлов и деталей паропроводов (труб со штуцерами, тройников, корпусов арматуры, гибов и сварных соединений) осуществляется при следующих основных типовых режимах:

-    пуске из холодного состояния, когда температура рассчитываемого узла не превышает 150°С;

-    пуске из горячего (неостывшего) состояния.

4.2.    Для каждого типового режима расчет выполняется для следующих характерных точек (рис.2), отличающихся между собой значением переменных температур, давления и скорости прогрева-охлаждения:

а - исходное состояние перед прогревом p-Q'_y    0£t<tp

( tp- рабочая температура);

6 - номинальный рабочий режим V =0; t ~tp', р ~рр (^-рабочее давление);

6 - кратковременное изменение температуры за счет эксплуатационных отклонений режима от номинального со скоростью VrZ- 1,0°С/мин;

2 - режим останова блока с обеспариванием паропроводов

V-0; р=0; t-tp ;

для коллекторов высокого давления и паропроводов свежего пара блоков с барабанными котлами данный режим не учитывается;

~    — промежуточные текущие точки основных типовых ре

жимов, соответствующие выбору интервалов температур через каждые Ю0-150°С и фактическому значению давления в этих точках.

Первая точка соответствует началу прогрева (р > 0; V > 0;

0    4. tp ), а последняя характеризуется параметрами р = рр\

t= tp\ V > о.

4.3.    Предусматривается применение двух методов расчета:

-    прямой расчет допустимых температурных напряжений D зависимости от компонентов напряженного состояния для коллекторов, штуцеров при коэффициентах концентрации напряжений в отверстиях оСр = oi_u~ 3 и 2, гибов с действием компенсационных моментов в плоскости гиба и сварных соединений;

УДК [621.186.3 + 621.165) : 669.001.5(083.96)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ДОПУСТИМЫХ

РАЗНОСТЕЙ ЙМГЕРАТУР    МУ    34-70-    030-81

И СКОРОСТЕЙ ПРОГИБА ОСНОВНЫХ ДЕТМЕЙ КОТЛОВ И ЛАКШРОВОДОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ БЛОКОВ

Срок действия установлен

с 01.01.83 г до 01.01.88 г.

Настоящие Методические указания определяют основные методы и требования по расчетной оценке допустимых разностей температур и скоростей прогрева деталей котлов и паропроводов энергетических блоков ТЭС и предназначены для проектных и наладочных организаций Минэнерго СССР в качестве рекомендуемого; МУ могут также использоваться другими организациями при отработке режимов эксплуатации и наладке оборудования ТХ.

Рекомендуемые методы расчета применимы при условии, что конструкции, материалы, изготовление, монтаж и контроль удовлетворяют требованиям соответствующих норм и правил Госгортехнадзора СССР.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Выбор допустимых перепадов температур и скоростей прогрева деталей энергоблоков производится на основе расчетов, устанавливающих взаимосвязь между режимами эксплуатации и долговечностью оборудования.

1.2.    В качестве допустимых принимаются расчетные перепады температур и скорости прогрева или расхолаживания, при которых обеспечивается заданная долговечность без повреждения (образования трещин) конструкций.

1.3.    Расчеты конструкций выполняются с учетом в^л<зх действующих на них нагрузок при типовых режимах эксплуатации.

1.4.    В качестве расчетных принимаются наиболее напряженные узлы конструкций.

1.5.    В случаях вынужденного превышения расчетных значений скоростей и достижения расчетной долговечности возможность эксплуатации барабанов котлов, коллекторов, тройников, корпусов армату-- 4 -

ры и других толстостенных элементов оборудования должна подтверждаться результатами контроля сплошности металла.

При этом интервалы между контрольными проверками состояния металла в наиболее напряженных зонах конструкций не должны превышать половину расчетной долговечности по числу циклов.

Для деталей, например гибов трубопроводов, в которых образование поверхностных трепан сопряжено с быстрой потерей несущей способности, превышение расчетных скоростей прогрева и расхолаживания недопустимо.

1.6. Условные обозначения приведены в приложении I.

2. ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ ПРОЧНОСТИ

^к,рмакс

2.1. Расчеты производятся по амплитудам приведенных условных упругих напряжений 6_а . В качестве расчетной принимается амплитуда напряжений, равная половине максимального размаха приведенных условных упругих напряжений (&д)_макс * определяемого по произведению местной общей деформации на норуяъ упругости материала при максимальной температуре цикла

*а=Щ6_к)_маюгфЕ_икс[

где    К₁ ^ = I, 2, 3;(^ ; =    -    условные приведенные на-

**    пряжения;

Еj и - модули упругости при температурах, соответствующих максимальным и минимальным приведенным напряжениям.

2.2.    В местах концентрации амплитуда напряжений равна произведению

V ^K6’⁶L,

здесь соответствует оСЕ.

2.3.    Главные напряжения (6 2» ^3 определяются как алгебраическая сумма напряжений от всех видов нагрузок, действующих

в данном направлении с учетом концентраторов по каждой составляющей.

- 5 -

2.4.    Деформирование считается упругим, если размах условных приведенных напряжений 6/? не превышает сумму пределов текучести

при максимальной (<£)§ £ ) 1макс ^{и минимальн}°Й ( <&о,2 ^мин ^тем~ пературах цикла,

^*^0,2* ^макс ⁺ ^0,2^мин*

2.5.    При упругом деформировании коэффициент концентрации деформаций oCg принимается равным эффективному коэффициенту концентрации напряжений, значение которого равно

)$ф = ос₆ при CL₆£ 3 и (об_й)_р^= I + <£ (о6^- I) при об £ > 3.

Коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений

9 ” i Vii~/j> ’

где J0 - радиус кривизны в зоне концентраций, мм;

U - константа материала. При ibg , равном 35; 53 и 70, и соответственно равна 0,38; 0,25; 0,17 мм L9] . Допускается применять следующие значения упругих коэффициентов концентрации:

-    окружных напряжений от внутреннего давления на внутренних кромках одиночных отверстийotp= 3 - для цилиндрических элементов и оLp- 2 - для сферических элементов;

-    окружных и осевых температурных напряжений на кромках отверстий = 1,8 ♦ 2,0;

-    напряжений от внутреннего давления и изгиба для угловых сварных соединений типа"штуцер-труба"о6^ ~сС^= 4, для стыковых соединений труб равной толщины cLp = с£-_и = 2. Если в зоне концентрации произведена обработка сварных соединений радиусом не м«Н(

10 мм, указанные коэффициенты принимаются равными 3 и 1,2 соответственно. При полном удалении концентраторов для стыковых сварных соединений

-р —    ц_ —    1,0.

Для всех других случаев определение коэффициентов концентрации упругих напряжений рекомендуется проводить согласно |б,9,Ю].

- 6 -

2.6. При неупругом деформировании коэффициент концентрации деформаций оС^ определяется численными либо экспериментальными методами или по формуле

oci

где

<4

(р^О

⁴ и)^4,1макс ^и,с 1

мин

2б¹а

Коэффициент К_г при линейном упрочнении сталей равен

*>- '

Модуль упрочнения &х Для сталей 12Х1МФ, 15Х1М1Ф и I2XI8HI2T может приниматься равным 0,15,

^6а - при <Ь'_а 4 (.6_0/2\

t-макс

6_п=1 + (£-/)&_т    ЧР" ^а^>(^о,г\

'макс

макс

где

£ - относительная деформация, равная отношению деформации при ё>_а к деформации, соответствующей (<&q 2} ^макс'

При    >1,25    и    отсутствии    данных    по    &_т    значение    Кг    ДЛЯ

ос

других жаропрочных сталей допускается принимать равным 0,8.

Если окажется, что по расчету K_F>1 ио041, то принимается

^КГ=<= I-

Размах условных приведенных напряжений с учетом K_F при неупругом деформировании вычисляется по формуле

K_F

⁽⁶«^)н-У (6_0Z)_t +(6_0Z)_t

^и>⁴ LM/rx-r ^и>^с ч

мин

Для отверстий типовых элементов трубопроводов предельное значение К& допускается принимать равным 4,5.

2.7. Прочность рассчитываемого элемента обеспечивается, если размах приведенных условных напряжений, вычисленных без учета концентраторов и местных температурных напряжений, соответствует ус-

- 7 -

ловлю упругого деформирования и амплитуда условных приведенных напряжений Ъ_а , определенная с учетом концентрации по всем компонентам главных напряжений, не превышает допустимое значение для заданного числа и асимметрии циклов.

2.8. Для пластичных сталей, применяемых в котлотурбостроении (табл.1), допустимая амплитуда условных приведенных напряжений Ь_а

у ^

или допустимое количество циклов (расчетная долговечность) А/⁷*при заданной амплитуде напряжения определяется из соотношения

2* . 2,3*/fc 'Е-мин р ЮО + I

Ц    '    ⁹    100    2

•>

где

- минимальное значение модуля упругост бочих температур, МПа(кгс/мм²). Расчетное значение относительного сужения

и в интервале ра-

ч>=

2 ⁴ мин

+*ь>

где

(jjt

^тман

%

t

минимальное значение относительного сужения в рабочем интервале температур, %;

равномерное сужение, определяемое при напряжении, равном пределу прочности, по формуле

Коэффициент асимметрии цикла определяется для упругого и повторно упруго-пластического нагружения по формулам:

Г =

_ &макс~~&я -

^макс

при    iмин    и

<i/?^< ^о^_макр (\z)t

'MUH

Г =

Щ ₂)_t    -    b_R

^и*^{г L}MUH

май

- 8 -

⁺ №o,zh

^ПР^И 6макс ^ W ^{и h}* * (⁶оАмин

+

макс

^о&макс

при &Л(Ф₀₂)+    ⁺    (&0.2}t

к ^и>*¹макс ^ ^lmuh

Если же окажется, что r<- I или Г>I, то в расчете принимается Г* =    - I.

При упругом нагружении, когда максимальная температура ниже техтзратуры ползучести, коэффициент асимметрии вычисляется с учетом остаточных напряжений, определяемых соответствующим расчетом или экспериментально.

П_ы - принимается равным 10. Для отдельных толстостенных элементов, ограничивающих маневренные характеристики установок, значение П_N может быть снижено до 5 ,цри условии опытного подтверждения такой возможности или организации контроля металла с периодичностью, равной половине расчетной долговечности N^x при 10.

Коэффициент /£ выбирается в зависимости от значения концентрации условных приведенных напряжений: ty * 0,75, если Л^1,2 или ^^30^; ^ - 1>0* если Л^£3. При 1,2 <К&< 3 коэффициент ^ оценивается интерполяцией.

Коэффициент tig учитывает снижение циклической прочности металла в условиях ползучести и релаксации напряжений и выражается следующим образом:

£y(i+8j-S’)

"^д= ’

-    длительная пластичность металла (относительное удлинение при длительном разрыве за расчетный период);

-    относительное удлинение при кратковременных испытаниях;

-    односторонне накопленная деформация вследствие ползучести, равная

- 9 -

где T^J - время работы металла в условиях ползучести;

Т - расчетное время.

Допускается принимать = 1,5 Ьд_оп ;

(Э_эк- эквивалентное напряжение, определяемое на основании анализа напряженного состояния рассчитываемого элемента.

При переменном значении текущего напряжения Ь<£>, при котором происходит процесс ползучести, эквивалентное напряжение определяется по формуле    ^    ,

Т-

Наиболее представительные результаты расчетов *Ь_а обеспечиваются при использовании фактических характеристик металла. При отсутствии фактических данных допускается использовать характеристики сталей, приведенные в табл.1.

2.9. Долговечность считается неограниченной, если в области малоцикловой усталости    ■

2.10.    Кривые малоцикловой усталости ряда сталей для определения допустимого числа циклов по амплитудам напряжений, либо допустимых амплитуд напряжений по требуемому числу циклов цри>£= I и

Г = — I приведены на рис Л.

2.11.    При определении допустимой амплитуды напряжений {Э^для элементов теплоэнергетического оборудования из углеродистых и низколегированных сталей (барабанов котлов, водоопускных и пароперепускных труб и др.), работающих при переменных нагрузках в условиях коррозионного воздействия горячей воды и влажного пара, принимается дополнительный запас Уд' по напряжениям Ьак = # К • ^ГД®

9_К для углеродистых сталей равен 0,5; для низколегированных - 0,7 и нержавеющих - 0,85.    ^

2.12.    Допустимая амплитуда напряжений &>ас Для сварных соединений, удовлетворяющих требованиям ОСТ 108.031.02-75, определяется по амплитудам, допустимым для основного металла с учетом коэффициента ослабления

6* = Ч> 6*

°ас    '

1

При условиях эксплуатации, существенно отличающихся от принятых, соотношение N_x : N_r : N_ro следует скорректировать.

где коэффициент, учитывающий характер распределения температуры по периметру поперечного сечения барабана; для зоны опускных труб принимается равным 0,3; для боковых отверстий - 0,4.

Окончательный выбор допустимой скорости прогрева и разности температур "верх-низ" производится из полученного ряда значений