Приложение А. Расчет максимально допустимого напряжения в стенке трубы сигма_0 при переменном температурном режиме с помощью правила Майнера (справочное)

Информация об изменениях:

Изменением N 1, утвержденным приказом Ростехрегулирования от 17 ноября 2009 г. N 506-ст, в наименование настоящего приложения внесены изменения, вступающие в силу с 1 июня 2010 г.

См. текст наименования в предыдущей редакции

Приложение А

(справочное)

Расчет максимально допустимого напряжения в стенке трубы при переменном температурном режиме с помощью правила Майнера [6]

С изменениями и дополнениями от:

17 ноября 2009 г.

А.1 Суммарное годовое повреждение TYD, %, определяется по формуле

, (A.1)

где - время действия температуры i в течение года, %;

- время непрерывного действия температуры i, которое труба может выдержать без разрушения, выраженное в часах или годах.

А.2 Срок службы трубы является величиной, обратной TYD, и составляет

. (А.2)

А.3 Пример расчета трубы из полибутена, предназначенной для класса эксплуатации 2.

В соответствии с таблицей 26 для указанного класса установлен следующий температурный режим в течение срока службы 50 лет:

- 49 лет, т.е. время действия данной температуры в течение года составляет ;

- 1 год, т.е. ;

- 100 ч, т.е. .

Коэффициенты запаса прочности при температурах , , согласно приложению Ж составляют: ; ; .

Определение проводится путем последовательной аппроксимации. К примеру, задаем расчетное напряжение в стенке трубы МПа. Получаем следующие значения напряжений:

для МПа;

для МПа;

для МПа.

Пользуясь графиками или уравнениями, представленными в приложении В, определяем время , , , которое труба может выдержать, не разрушаясь при непрерывном действии каждой из указанных температур в отдельности, при напряжениях в стенке соответственно , , .

Из правила Майнера следует, что если время до разрушения трубы составляет (лет) при непрерывном действии температуры , то отношение - это "доля повреждения", приходящаяся на год при непрерывном действии указанной температуры.

Если действие этой температуры в течение года не непрерывно и составляет величину , то "доля годового повреждения" составит .

Так же определяют "долю годового повреждения" для температур и .

     Таким образом, для Т_1 "доля годового повреждения" a_1/t_1;

                    для Т_2 "доля годового повреждения" a_2/t_2;

                    для Т_3 "доля годового повреждения" a_3/t_3.

"Суммарное годовое повреждение" (TYD) определяется по формуле (A.1), а срок службы трубы - по формуле (А.2).

В таблице A.1 представлены результаты трех приближений. Расчет выполнялся в часах, а окончательный результат переведен в годы.

Из данных таблицы следует, что максимальное допустимое (расчетное) напряжение в стенке трубы из полибутена, соответствующей классу эксплуатации 2, должно составлять примерно 5,04 МПа.

Таблица А.1

сигма, МПа

1,5 сигма, МПа

t_1, ч

а_1, %

а_1/t_1, %/ч

1,3 сигма, МПа

t_2, ч

а_2, %

а_2/t_2, %/ч

t_3, ч

а_3, %

а_3/t_3, %/ч

Сумма а_i/t_i, %/ч

t_x, лет

5,0

7,5

5,5 х 10(5)

97,98

1,8 х 10(-4)

6,5

1,4 х 10(5)

2

1,4 х 10(-5)

10,5 х 10(3)

0,0228

2,2 х 10(-6)

1,9 х 10(-4)

58,9

5,1

7,65

3,7 х 10(5)

"

2,6 х 10(-4)

6,63

1,0 х 10(5)

"

2,0 х 10(-5)

8,2 х 10(3)

"

2,8 х 10(-6)

2,9 х 10(-4)

39,9

5,04

7,56

4,7 х 10(5)

"

2,1 х 10(-4)

6,55

1,2 х 10(5)

"

1,6 х 10(-5)

9,5 х 10(3)

"

2,4 х 10(-6)

2,3 х 10(-4)

50,4