ГОСТ 34724-2021
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Арматура трубопроводная
СОЕДИНЕНИЯ БУГЕЛЬНЫЕ РАЗЪЕМНЫЕ
Расчет на прочность и герметичность
Pipeline accessories. Hoop-in detachable joints. Strength and leak-tightness calculation
МКС 23.060.01
ОКПД2 28.14.1
Дата введения 2022-01-01
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "Иркутский научно-исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения" (АО "ИркутскНИИхиммаш")
2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 259 "Трубопроводная арматура и сильфоны"
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 июня 2021 г. N 141-П)
За принятие проголосовали:
|
|
|
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Армения | AM | ЗАО "Национальный орган по стандартизации и метрологии" Республики Армения
|
Беларусь | BY
| Госстандарт Республики Беларусь |
Казахстан | KZ | Госстандарт Республики Казахстан
|
Киргизия | KG | Кыргызстандарт
|
Россия | RU | Росстандарт
|
Таджикистан | TJ | Таджикстандарт
|
Узбекистан | UZ | Узстандарт
|
Украина | UA | Минэкономразвития Украины |
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2021 г. N 1777-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34724-2021 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2022 г.
(Поправка. ИУС N 7-2022).
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 В настоящем стандарте реализованы нормы Технических регламентов Таможенного союза ТР ТС 010/2011 "О безопасности машин и оборудования" и ТР ТС 032/2013 "О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением"
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 7, 2022 год, введенная в действие с 18.06.2022
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на разъемные бугельные соединения трубопроводов и трубопроводной арматуры, предназначенных для эксплуатации в составе технологических трубопроводов номинальных диаметров от DN 32 до DN 250 на номинальные давления до PN 1000 при температуре среды согласно ГОСТ 32569.
Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность и герметичность бугельных соединений с самоуплотняющимся и упорным кольцами.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 356 Арматура и детали трубопроводов. Давления номинальные пробные и рабочие. Ряды
ГОСТ 977 Отливки стальные. Общие технические условия
ГОСТ 14249 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность
ГОСТ 24856 Арматура трубопроводная. Термины и определения
ГОСТ 25136 Соединения трубопроводов. Методы испытаний на герметичность
ГОСТ 32569 Трубопроводы технологические стальные. Требования к устройству и эксплуатации на взрывопожароопасных и химически опасных производствах
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24856, нормативным документам государств, принявших настоящий стандарт*, а также следующие термины с соответствующими определениями:
_______________
* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 55429-2013 "Соединения трубопроводов бугельные разъемные. Конструкция, размеры и общие технические условия".
3.1 разъемное соединение трубопроводной арматуры: Совокупность деталей, обеспечивающих возможность соединения-разъединения деталей трубопроводной арматуры, работающей под давлением, между собой и с трубопроводами, а также герметичность мест стыка соединяемых деталей в условиях эксплуатации; включает в себя уплотнение (уплотнительное соединение) и крепежные детали.
3.2 бугельное соединение трубопроводной арматуры: Разновидность разъемного соединения трубопроводной арматуры, работающей под давлением.
3.3 уплотнение (уплотнительное соединение): Составная часть разъемного соединения, включающая в себя уплотнительное кольцо (прокладку) и уплотнительные элементы соединяемых деталей, непосредственно обеспечивающие герметичность разъемного соединения.
4 Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
b - толщина лапки бугеля, мм;
D - внутренний диаметр соединяемых деталей и уплотнительного кольца, мм;
DN - номинальный диаметр трубопровода;
h - толщина юбки уплотнительного кольца, мм;
K - коэффициент;
L - высота уплотнительного кольца, мм;
M - внешний изгибающий момент, действующий на соединение, Н·мм;
n - количество шпилечных разъемов бугельного соединения, шт.;
P - расчетное давление, МПа;
PN - номинальное давление;
_______________
* Числовые значения данных параметров - постоянные величины.
_______________
* Числовые значения данных параметров - постоянные величины.
r - радиус закругления уплотнительной поверхности, мм;
S - ширина площадки бугеля для размещения гаек, мм;
t - расчетная температура, °С;
W - ширина уплотнительной поверхности кольца, мм;
z - количество шпилек в бугельном соединении, шт.;
_______________
* Числовые значения данных параметров - постоянные величины.
5 Общие положения
Конструкция бугельного соединения - по нормативным документам государств, принявших настоящий стандарт*, представлена на рисунке 1.
_______________
* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 55429-2013 "Соединения трубопроводов бугельные разъемные. Конструкция, размеры и общие технические условия".
|
1 - бугель; 2 - соединяемая деталь; 3 - уплотнительное кольцо; 4 - упорное кольцо; 5 - шпилька по ГОСТ 10494; 6 - гайка по ГОСТ 10495
Рисунок 1 - Конструкция бугельного соединения
Бугельное соединение включает в себя: два бугеля 1, охватывающих соединяемые детали (концевые части трубопровода или арматуры) 2, расположенные между ними уплотнительное 3 и упорное 4 кольца. Бугелями стягивают соединяемые детали с помощью шпилек 5 и гаек 6.
Бугельные соединения применяют в трубопроводной арматуре для следующих соединений:
- соединение нескольких корпусных деталей;
- соединение корпуса и крышки;
- соединение патрубков арматуры с трубопроводом;
- соединение нижнего патрубка с корпусом клапана;
- присоединение заглушки;
- прочих конструктивных соединений.
Применение бугельного соединения взамен фланцевого на патрубке углового клапана показано на рисунке 2.
|
1 - бугель; 2 - соединяемая деталь; 3 - корпус; 4 - уплотнительное кольцо; 5 - упорное кольцо; 6 - шпилька по ГОСТ 10494; 7 - гайка по ГОСТ 10495
Рисунок 2 - Угловой клапан с бугельными соединениями
Примечание - Клапан снизу закреплен бугельным соединением без уплотнительного и упорного колец.
Определение значений рабочего и расчетного давлений, расчетной температуры - в соответствии с ГОСТ 14249.
Пробное давление назначают в соответствии с [1], [2], ГОСТ 356.
Методы испытания на герметичность - в соответствии с ГОСТ 25136.
Элементы соединяемых деталей бугельных соединений - в соответствии с нормативным документом государств, принявших настоящий стандарт*.
_______________
* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 55599-2013 "Сборочные единицы и детали трубопроводов на давление свыше 10 до 100 МПа. Общие технические требования".
При расчете усилий, действующих на детали бугельного соединения, необходимо учитывать тепловые воздействия в следующих случаях:
- при расчетной температуре t>200°С;
Среднюю температуру деталей уплотнения для стационарных режимов работы определяют на основании тепловых расчетов, результатов измерений фактических температур на деталях трубопроводной арматуры, аналогичной проектируемой, а также результатов экспериментов.
В случае отсутствия таких данных следует принимать:
Физико-механические характеристики материалов деталей бугельного соединения для расчетных температур приведены в приложении А. Также их можно определить в соответствии с [4] и нормативными документами государств, принявших настоящий стандарт**.
_______________
** В Российской Федерации действует ГОСТ Р 55429-2013 "Соединения трубопроводов бугельные разъемные. Конструкция, размеры и общие технические условия".
Характеристики материалов для промежуточных значений температур определяют методом интерполяции.
Расчет на прочность и герметичность бугельного соединения выполняют по формулам разделов 6, 7 с учетом [5].
|
6 Расчет уплотнительного соединения
6.1 Исходные данные
Рассчитываемое бугельное соединение представлено на рисунке 4, уплотнительные детали и элементы уплотнительного соединения - на рисунке 5, уплотнительное и упорное кольца - на рисунке 6.
Материал уплотнительного кольца выбирают коррозионно-стойким по отношению к рабочей среде, с твердостью на 20 НВ меньшей, чем у материалов соединяемых деталей. В случае, если используют мягкие защитные покрытия, в качестве материала для уплотнительного кольца можно использовать тот же материал, что и материал соединяемых деталей. Если соединяемые детали изготовлены из различных материалов, в расчете используют механические характеристики каждого из них.
|
Рисунок 4 - Бугельное соединение
|
1 - уплотнительное кольцо; 2 - элемент уплотнения; 3 - элемент уплотнения в корпусе; 4 - упорное кольцо
Рисунок 5 - Уплотнительные детали и элементы
|
1 - уплотнительное кольцо; 2 - упорное кольцо
Рисунок 6 - Уплотнительное и упорное кольца
6.2 Расчет допускаемых напряжений
Допускаемые напряжения в уплотнительном кольце вычисляют по формулам:
Допускаемое напряжение смятия вычисляют по формуле
Допускаемые напряжения среза вычисляют по формулам:
6.3 Расчет уплотнительного кольца
|
Рисунок 7 - Зависимости для определения размеров уплотнительного кольца
6.3.2 Толщину юбки уплотнительного кольца из условия прочности на изгиб вычисляют по формуле
6.3.3 Наружный диаметр юбки кольца вычисляют по формуле
6.3.4 Ширину уплотнительной поверхности кольца вычисляют по формуле
где
6.3.5 Толщину юбки уплотнительного кольца проверяют из условия прочности на срез и на изгиб. Выбирают максимальную толщину юбки из значений, вычисляемых по формуле
6.3.6 Диаметр контакта уплотнительных поверхностей до затяжки вычисляют по формуле
6.3.7 Полную высоту уплотнительного кольца вычисляют по формуле
|
6.3.9 Максимально допустимую радиальную деформацию уплотнительного кольца вычисляют по формуле
6.3.10 Исходный осевой зазор между торцевой поверхностью соединяемой детали (с одной стороны) и торцом упорного кольца (см. рисунок 5) вычисляют по формуле
6.3.11 Диаметр контакта уплотнительного кольца после затяжки вычисляют по формуле
6.3.12 Проверяют правильность выбора геометрических параметров уплотнительного кольца из условия прочности юбки на изгиб по формуле
Должно выполняться условие
6.3.13 Проверяют условие наступления в уплотнительном кольце пластических деформаций по формуле
где
Должно выполняться условие
7 Расчет бугельного соединения
7.1 Расчет усилий, действующих на детали бугельного соединения
7.1.1 Расчетное усилие, действующее на щеки бугеля, вычисляют по формуле
где
Суммарный коэффициент осевой податливости деталей соединения вычисляют по формуле
Усилие, действующее на щеки бугеля при действии изгибающего момента, вычисляют по формуле
В случае, если отсутствуют данные об изгибающем моменте, действующем со стороны трубопровода, определяют допустимый изгибающий момент от трубопровода по наименее прочной детали соединения, согласно [3]. Полученное допустимое значение изгибающего момента используют в расчете и указывают в сопроводительных документах на бугельное соединение (технические условия, паспорт).
7.1.2 Осевое усилие, действующее на бугельное соединение после затяжки шпилек, вычисляют по формуле
7.1.3 Осевое усилие, действующее на опорные поверхности упорного кольца, вычисляют по формуле
7.1.4 Допускаемое осевое усилие, действующее на опорные поверхности упорного кольца, вычисляют по формуле
где
7.1.5 Должно выполняться условие прочности:
7.1.6 Усилие в шпильках бугельного соединения после их затяжки вычисляют по формуле
7.2 Расчет соединяемых деталей
7.2.1 Наружный диаметр соединяемой детали (см. рисунки 9-11) вычисляют по формуле
|
Рисунок 9 - Концевая часть соединяемой детали резьбовая
|
Рисунок 10 - Концевая часть соединяемой детали с переходным диаметром
|
Рисунок 11 - Концевая часть соединяемой детали гладкая
7.2.2 Диаметр уплотнительного конуса на торце соединяемой детали вычисляют по формуле
7.2.3 Проводят выбор конструкции концевой части соединяемой детали бугельного соединения.
Концевые части соединяемых деталей могут быть приварными или изготовленными заодно с корпусной деталью изделия.
При использовании гладких концевых частей соединяемых деталей
При других исполнениях (см. рисунки 9, 10) должно соблюдаться условие
7.2.4 Переходный диаметр фланца (см. рисунок 12) вычисляют по формуле
где K - коэффициент (см. рисунок 13).
|
Рисунок 12 - Расчетная схема соединяемой детали
|
7.2.6 Внутренний диаметр бугеля вычисляют по формуле
где C (см. рисунок 4) определяют по таблице 1.
Таблица 1 - Значения радиусов закругления опорных поверхностей и радиальных зазоров бугельного соединения
|
|
|
|
В миллиметрах | |||
D | C | ||
32 | 1,5 | 2,0 | 1,5 |
50 |
|
|
|
75 |
|
|
|
100 | 2,0 |
|
|
150 |
| 2,5 | 2,0 |
200 |
|
|
|
250 |
|
|
|
Примечание - Для промежуточных значений внутреннего диаметра принимают ближайшее минимальное значение параметра.
| |||
7.2.7 Внутренний диаметр поверхности контакта соединяемой детали с бугелем (см. рисунок 12) вычисляют по формуле
7.2.8 Наружный диаметр поверхности контакта соединяемой детали с бугелем (см. рисунок 14) вычисляют по формуле
|
Рисунок 14 - Расчетная схема бугеля
7.2.9 Наружный диаметр соединяемой детали (см. рисунки 4 и 12) вычисляют по формуле
7.2.10 Высоту опорной части соединяемой детали (см. рисунки 4 и 12) вычисляют по формуле
где
7.2.12 Высоту опорной части соединяемой детали вычисляют по формуле
7.2.13 Определяют напряжения в опасных сечениях соединяемой детали (см. рисунки 4 и 12).
Напряжение в сечении I-I вычисляют по формуле
Напряжение среза в сечении II-II вычисляют по формуле
7.3 Расчет шпильки
Расчетный диаметр стержня шпильки вычисляют по формуле
z - принимают равным 4;
7.4 Расчет бугеля
Внутренний диаметр проточки бугеля (см. рисунок 14) вычисляют по формуле
Опорную высоту бугеля вычисляют по формуле
Высоту элемента бугеля вычисляют по формуле
Полную высоту бугеля (см. рисунок 4) вычисляют по формуле
Толщину бугеля в сечении I-I (см. рисунок 14) вычисляют по формуле
Наружный диаметр бугеля (см. рисунок 4) вычисляют по формуле
Суммарное напряжение от растяжения и изгиба в сечении I-I (см. рисунок 14) вычисляют по формуле
где
Напряжение среза бурта бугеля в сечении II-II (см. рисунок 14) вычисляют по формуле
где
Диаметр отверстия в бугеле под шпильку вычисляют по формулам:
Расстояние между шпильками на площадке бугеля вычисляют по формуле
Ширину площадки для размещения гаек вычисляют по формуле
Толщину лапки бугеля вычисляют по формуле
Ширину бугеля вычисляют по формуле
Конструктивное исполнение бугеля - в соответствии с рисунком 15.
|
Рисунок 15 - Конструктивное исполнение бугеля
Примечание - На рисунке 15 два бугеля рассматриваются как единая конструкция.
Приложение А
(справочное)
Физико-механические характеристики материалов деталей бугельного соединения
Таблица А.1 - Характеристики материалов уплотнительных колец при повышенных температурах
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка стали | Обозна- чение | Характеристики материала, МПа (кгс/см ) при температуре, ° С | ||||||
| харак- теристик мате- риала | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 560 |
10 | 210 (2100) | 200 (2000) | 180 (1800) | 140 (1400) | 100 (1000) | - | - | |
| 340 (3400) | 340 (3400) | 340 (3400) | 320 (3200) | 280 (2800) | - | - | |
20 | 200 (2000) | 200 (2000) | 190 (1900) | 160 (1600) | 120 (1200) | - | - | |
| 400 (4000) | 400 (4000) | 400 (4000) | 390 (3900) | 375 (3750) | - | - | |
25 | 280 (2800) | 270 (2700) | 250 (2500) | 220 (2200) | 180 (1800) | - | - | |
| 460 (4600) | 460 (4600) | 460 (4600) | 440 (4400) | 390 (3900) | - | - | |
09Г2С | 300 (3000) | 285 (2850) | 260 (2600) | 210 (2100) | 190 (1900) | - | - | |
| 460 (4600) | 450 (4500) | 440 (4400) | 390 (3900) | 380 (3800) | - | - | |
30ХМА | 400 (4000) | 380 (3800) | 370 (3700) | 340 (3400) | 330 (3300) | - | - | |
| 600 (6000) | 580 (5800) | 550 (5500) | 520 (5200) | 490 (4900) | - | - | |
18Х3МФА | 450 (4500) | 435 (4350) | 400 (4000) | 380 (3800) | 350 (3500) | 461 (4610) | - | |
| 600 (6000) | 575 (5750) | 550 (5500) | 525 (5250) | 500 (5000) | 515 (5150) | - | |
22ХЗМ | 450 (4500) | 425 (4250) | 400 (4000) | 350 (3500) | 300 (3000) | 241 (2410) | - | |
| 600 (6000) | 580 (5800) | 555 (5550) | 500 (5000) | 450 (4500) | 392 (3920) | - | |
20Х2МА | 400 (4000) | 385 (3850) | 360 (3600) | 345 (3450) | 330 (3300) | 216 (2160) | - | |
| 550 (5500) | 535 (5350) | 510 (5100) | 495 (4950) | 480 (4800) | 358 (3580) | - | |
20ХЗМВФ | 680 (6800) | 660 (6600) | 630 (6300) | 600 (6000) | 580 (5800) | 500 (5000) | 440 (4400) | |
| 800 (8000) | 760 (7600) | 730 (7300) | 690 (6900) | 650 (6500) | 559 (5590) | 490 (4900) | |
08Х13 | 380 (3800) | 380 (3800) | 340 (3400) | 330 (3300) | 300 (3000) | 275 (2750) | 235 (2350) | |
| 570 (5700) | 550 (5500) | 510 (5100) | 500 (5000) | 460 (4600) | 353 (3530) | 300 (3000) | |
12Х13 | 380 (3800) | 380 (3800) | 340 (3400) | 330 (3300) | 320 (3200) | 275 (2750) | 235 (2350) | |
| 600 (6000) | 600 (6000) | 550 (5500) | 550 (5500) | 520 (5200) | 383 (3830) | 363 (3630) | |
20Х13 | 480 (4800) | 460 (4600) | 420 (4200) | 370 (3700) | 370 (3700) | 324 (3240) | 280 (2800) | |
| 640 (6400) | 600 (6000) | 540 (5400) | 500 (5000) | 470 (4700) | 363 (3530) | 310 (3100) | |
30Х13 | 570 (5700) | 550 (5500) | 530 (5300) | 510 (5100) | 450 (4500) | 417 (4170) | 380 (3800) | |
| 710 (7100) | 680 (6800) | 670 (6700) | 640 (6400) | 580 (5800) | 530 (5300) | 460 (4600) | |
15ХМ | 280 (2800) | 240 (2400) | 240 (2400) | 220 (2200) | 200 (2000) | 200 (2000) | 200 (2000) | |
| 450 (4500) | 440 (4400) | 430 (4300) | 420 (4200) | 380 (3800) | 422 (4220) | 380 (3800) | |
12Х18Н10Т | 200 (2000) | 195 (1950) | 175 (1750) | 150 (1500) | 130 (1300) | 132 (1320) | 132 (1320) | |
| 500 (5000) | 440 (4400) | 400 (4000) | 400 (4000) | 380 (3800) | 390 (3900) | 390 (3900) | |
10Х17Н13М3Т | 200 (2000) | 195 (1950) | 175 (1750) | 150 (1500) | 130 (1300) | 132 (1320) | 132 (1320) | |
| 500 (5000) | 440 (4400) | 400 (4000) | 400 (4000) | 380 (3800) | 390 (3900) | 390 (3900) | |
08Х18Н10Т | 200 (2000) | 195 (1950) | 175 (1750) | 150 (1500) | 130 (1300) | 132 (1320) | 132 (1320) | |
| 500 (5000) | 440 (4400) | 400 (4000) | 400 (4000) | 380 (3800) | 390 (3900) | 390 (3900) | |
03Х17Н14М3 | 176 (1760) | 170 (1700) | 160 (1600) | 150 (1500) | 147 (1470) | - | - | |
| 490 (4900) | 480 (4800) | 450 (4500) | 425 (4250) | 400 (4000) | - | - | |
Таблица А.2 - Характеристики материалов бугелей и соединяемых деталей при повышенных температурах
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка стали | Нормативные | Условный предел текучести , МПа (кгс/см ) | Временное сопротивление разрыву , МПа (кгс/см ) | |||||||||||||||
| характеристики при 20°С | Температура, °С | ||||||||||||||||
| , МПа (кгс/см ) | , МПа (кгс/см ) | 100 | 200 | 300 | 400 | 450 | 475 | 500 | 560 | 100 | 200 | 300 | 400 | 450 | 475 | 500 | 560 |
20 | 167 (1670) | 334 (3340) | 167 (1670) | 167 (1670) | 147 (1470) | 132 (1320) | 112 (1120) | 112 (1120) | - | - | 333 (3330) | 323 (3230) | 294 (2940) | 274 (2740) | 225 (2250) | 205 (2050) | - | - |
| 215 (2150) | 410 (4100) | 206 (2060) | 196 (1960) | 177 (1770) | 157 (1570) | 135 (1350) | 130 (1300) | - | - | 410 (4100) | 402 (4020) | 392 (3920) | 373 (3730) | 350 (3500) | 325 (3250) | - | - |
20К | 195 (1950) | 390 (3900) | 177 (1770) | 167 (1670) | 157 (1570) | 147 (1470) | 147 (1470) | 142 (1420) | - | - | - | 373 (3730) | 363 (3630) | 353 (3530) | 305 (3050) | 255 (2550) | - | - |
20КА | 195 (1950) | 390 (3900) | 177 (1770) | 167 (1670) | 157 (1570) | 147 (1470) | 147 (1470) | 142 (1420) | - | - | - | 373 (3730) | 363 (3630) | 353 (3530) | 305 (3050) | 255 (2550) | - | - |
22К | 215 (2150) | 432 (4320) | 215 (2150) | 196 (1960) | 186 (1860) | 176 (1760) | 176 (1760) | 171 (1710) | - | - | 430 (4300) | 392 (3920) | 392 (3920) | 373 (3730) | 353 (3530) | 320 (3200) | - | - |
20ЮЧ | 235 (2350) | 432 (4320) | 215 (2150) | 195 (1950) | 185 (1850) | 165 (1650) | 160 (1600) | 155 (1550) | - | - | 430 (4300) | 390 (3900) | 370 (3700) | 360 (3600) | 350 (3500) | 320 (3200) | - | - |
10Г2 | 215 (2150) | 432 (4320) | - | 210 (2100) | 200 (2000) | 185 (1850) | 165 (1650) | 155 (1550) | - | - | - | 410 (4100) | 390 (3900) | 360 (3600) | 320 (3200) | 300 (3000) | - | - |
15ГС | 275 (2750) | 470 (4700) | 275 (2750) | 265 (2650) | 226 (2260) | 167 (1670) | 150 (1500) | 145 (1450) | - | - | 461 (4610) | 441 (4410) | 412 (4120) | 392 (3920) | 312 (3120) | 300 (3000) | - | - |
16ГС | 275 (2750) | 451 (4510) | 275 (2750) | 255 (2550) | 226 (2260) | 167 (1670) | 150 (1500) | 145 (1450) | - | - | 451 (4510) | 441 (4410) | 412 (4120) | 392 (3920) | 312 (3120) | 300 (3000) | - | - |
09Г2С | 294 (2940) | 451 (4510) | 280 (2800) | 255 (2550) | 206 (2060) | 186 (1860) | 175 (1750) | 170 (1700) | - | - | 441 (4410) | 432 (4320) | 383 (3830) | 373 (3730) | 355 (3550) | 345 (3450) | - | - |
| 265 (2650) | 430 (4300) | 255 (2550) | 240 (2400) | 200 (2000) | 185 (1850) | 175 (1750) | 170 (1700) | - | - | 425 (4250) | 420 (4200) | 375 (3750) | 370 (3700) | 355 (3550) | 345 (3450) | - | - |
14ХГС | 314 (3140) | 490 (4900) | 294 (2940) | 275 (2750) | 255 (2550) | 226 (2260) | 195 (1950) | 185 (1850) | - | - | 466 (4660) | 441 (4410) | 422 (4220) | 392 (3920) | 372 (3720) | 365 (3650) | - | - |
12ХМ | 245 (2450) | 470 (4700) | 245 (2450) | 240 (2400) | 220 (2200) | 200 (2000) | 190 (1900) | 190 (1900) | 190 (1900) | 190 (1900) | 470 (4700) | 440 (4400) | 420 (4200) | 390 (3900) | 380 (3800) | 370 (3700) | 355 (3550) | 315 (3150) |
15ХМ | 275 (2750) | 530 (5300) | 275 (2750) | 275 (2750) | 265 (2650) | 215 (2150) | 200 (2000) | 200 (2000) | 200 (2000) | 200 (2000) | 530 (5300) | 520 (5200) | 500 (5000) | 500 (5000) | 491 (4910) | 470 (4700) | 422 (4220) | 380 (3800) |
12МХ | 235 (2350) | 412 (4120) | 235 (2350) | 230 (2300) | 225 (2250) | 205 (2050) | 200 (2000) | - | - | - | 402 (4020) | 392 (3920) | 383 (3830) | 353 (3530) | 314 (3140) | - | - | - |
12Х1МФ | 245 (2450) | 470 (4700) | 245 (2450) | 245 (2450) | 216 (2160) | 196 (1960) | 196 (1960) | 177 (1770) | 167 (1670) | 150 (1500) | 461 (4610) | 451 (4510) | 441 (4410) | 422 (4220) | 392 (3920) | 392 (3920) | 392 (3920) | 305 (3050) |
30ХМА | 395 (3950) | 615 (6150) | 373 (3730) | 323 (3230) | 323 (3230) | 314 (3140) | 294 (2940) | 385 (3850) | - | - | 595 (5950) | 555 (5550) | 540 (5400) | 530 (5300) | 471 (4710) | 450 (4500) | - | - |
20Х2МА | 395 (3950) | 539 (5390) | 378 (3780) | 348 (3480) | 304 (3040) | 260 (2600) | 240 (2400) | 220 (2200) | 216 (2160) | - | 520 (5200) | 500 (5000) | 452 (4520) | 402 (4020) | 383 (3830) | 370 (3700) | 358 (3580) | - |
15Х5М | 216 (2160) | 392 (3920) | 206 (2060) | 186 (1860) | 177 (1770) | 167 (1670) | 162 (1620) | 152 (1520) | 142 (1420) | 125 (1250) | 373 (3730) | 324 (3240) | 314 (3140) | 304 (3040) | 284 (2840) | 265 (2650) | 245 (2450) | 225 (2250) |
22Х3М | 441 (4410) | 589 (5890) | 417 (4170) | 392 (3920) | 343 (3430) | 294 (2940) | 270 (2700) | 256 (2560) | 241 (2410) | - | 569 (5690) | 540 (5400) | 490 (4900) | 441 (4410) | 412 (4120) | 402 (4020) | 392 (3920) | - |
| 395 (3950) | 539 (5390) | 373 (3730) | 343 (3430) | 294 (2940) | 245 (2450) | 221 (2210) | 210 (2100) | 196 (1960) | - | 525 (5250) | 490 (4900) | 441 (4410) | 392 (3920) | 368 (3680) | 351 (3510) | 334 (3340) | - |
15Х2МФА, 25Х2МФА, 25Х3МФА | 432 (4320) | 539 (5390) | 422 (4220) | 412 (4120) | 402 (4020) | 395 (3950) | 395 (3950) | 380 (3800) | 363 (3630) | - | 520 (5200) | 491 (4910) | 471 (4710) | 461 (4610) | 432 (4320) | 422 (4220) | 412 (4120) | - |
15Х2МФА-А | 390 (3900) | 490 (4900) | 375 (3750) | 355 (3550) | 335 (3350) | 315 (3150) | 295 (2950) | 290 (2900) | 290 (2900) | 540°С
285 (2850) | 475 (4750) | 455 (4550) | 430 (4300) | 410 (4100) | 400 (4000) | 390 (3900) | 375 (3750) | 540°С
355 (3550) |
18Х2МФА, 25Х2МФА, 25ХЗМФА | 530 (5300) | 638 (6380) | 520 (5200) | 500 (5000) | 490 (4900) | 490 (4900) | 481 (4810) | 471 (4710) | 461 (4610) | - | 608 (6080) | 589 (5890) | 559 (5590) | 540 (5400) | 530 (5300) | 520 (5200) | 515 (5150) | - |
15Х2НМФА | 500 (5000) | 620 (6200) | - | 470 (4700) | 450 (4500) | 470 (4700) | 392 (3920) | 375 (3750) | 370 (3700) | 350 (3500) | - | 592 (5920) | 565 (5650) | 525 (5250) | 480 (4800) | 460 (4600) | 450 (4500) | 440 (4400) |
10Х2М1А | 310 (3100) | 490 (4900) | 310 (3100) | 285 (2850) | 260 (2600) | 225 (2250) | 220 (2200) | 205 (2050) | 195 (1950) | 185 (1850) | 490 (4900) | 450 (4500) | 400 (4000) | 360 (3600) | 340 (3400) | 310 (3100) | 275 (2750) | 265 (2650) |
18Х3МВ | 441 (4410) | 589 (5890) | 427 (4270) | 392 (3920) | 373 (3730) | 343 (3430) | 304 (3040) | 290 (2900) | 275 (2750) | - | 564 (5640) | 540 (5400) | 515 (5150) | 490 (4900) | 461 (4610) | 430 (4300) | 402 (4020) | - |
20Х3МВФ | 667 (6670) | 784 (7840) | 648 (6480) | 618 (6180) | 589 (5890) | 569 (5690) | 530 (5300) | 515 (5150) | 500 (5000) | 440 (4400) | 746 (7460) | 716 (7160) | 677 (6770) | 638 (6380) | 608 (6080) | 575 (5750) | 559 (5590) | 490 (4900) |
38ХН3МФА | 638 (6380) | 784 (7840) | 618 (6180) | 579 (5790) | 564 (5640) | 549 (5490) | 540 (5400) | - | - | - | 736 (7360) | 706 (7060) | 697 (6970) | 667 (6670) | 608 (6080) | - | - | - |
08Х13 | 373 (3730) | 559 (5590) | 373 (3730) | 334 (3340) | 324 (3240) | 298 (2980) | 284 (2840) | 280 (2800) | 275 (2750) | 235 (2350) | 539 (5390) | 500 (5000) | 490 (4900) | 453 (4530) | 402 (4020) | 378 (3780) | 353 (3530) | 300 (3000) |
12Х13 | 373 (3730) | 589 (5890) | 373 (3730) | 334 (3340) | 324 (3240) | 319 (3190) | 304 (3040) | 290 (2900) | 275 (2750) | 235 (2350) | 589 (5890) | 539 (5390) | 539 (5390) | 510 (5100) | 490 (4900) | 430 (4300) | 383 (3830) | 363 (3630) |
20Х13 | 471 (4710) | 628 (6280) | 451 (4510) | 417 (4170) | 363 (3630) | 363 (3630) | 343 (3430) | 330 (3300) | 324 (3240) | 280 (2800) | 589 (5890) | 530 (5300) | 490 (4900) | 461 (4610) | 432 (4320) | 401 (4010) | 363 (3630) | 310 (3100) |
30Х13 | 559 (5590) | 696 (6960) | 539 (5390) | 520 (5200) | 500 (5000) | 441 (4410) | 427 (4270) | 420 (4200) | 417 (4170) | 380 (3800) | 667 (6670) | 657 (6570) | 628 (6280) | 569 (5690) | 549 (5490) | 540 (5400) | 530 (5300) | 460 (4600) |
08Х22Н6Т | 343 (3430) | 539 (5390) | - | 318 (3180) | 260 (2600) | - | - | - | - | - | - | 520 (5200) | 464 (4640) | - | - | - | - | - |
08Х21Н6М2Т | 343 (3430) | 539 (5390) | - | 318 (3180) | 260 (2600) | - | - | - | - | - | - | 520 (5200) | 464 (4640) | - | - | - | - | - |
03Х17Н14МЗ | 176 (1760) | 490 (4900) | 170 (1700) | 160 (1600) | 150 (1500) | 147 (1470) | 142 (1420) | - | - | - | 480 (4800) | 450 (4500) | 425 (4250) | 400 (4000) | 390 (3900) | - | - | - |
08Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13МЗТ, 08Х17Н15МЗТ | 196 (1960) | 490 (4900) | 186 (1860) | 172 (1720) | 157 (1570) | 147 (1470) | 142 (1420) | 137 (1370) | 132 (1320) | 132 (1320) | 470 (4700) | 440 (4400) | 420 (4200) | 420 (4200) | 400 (4000) | 400 (4000) | 390 (3900) | 390 (3900) |
ХН32Т | 176 (1760) | 470 (4700) | 165 (1650) | 165 (1650) | 160 (1600) | 160 (1600) | 155 (1550) | 155 (1550) | 155 (1550) | 150 (1500) | 460 (4600) | 430 (4300) | 410 (4100) | 395 (3950) | 385 (3850) | 385 (3850) | 370 (3700) | 360 (3600) |
Примечание - В случае, когда концевые части соединяемых деталей могут быть изготовлены заодно с корпусной деталью, допускается применение литейных сталей по ГОСТ 977.
| ||||||||||||||||||
Таблица А.3 - Характеристики материалов крепежных деталей при повышенных температурах
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наименование | Марка стали | Характе- | Температура, °С | |||||||||
детали |
| ристика | 20 | 250 | 300 | 400 | 425 | 450 | 475 | 500 | 525 | 600 |
|
|
| Характеристики прочностные сталей, МПа (кгс/см ) | |||||||||
Шпилька | 09Г2С | 294 (2940) | 232 (2320) | 206 (2060) | 186 (1860) | 181 (1810) | 175 (1750) | 170 (1700) | - | - | - | |
|
| 451 (4510) | 407 (4070) | 383 (3830) | 373 (3730) | 364 (3640) | 355 (3550) | 345 (3450) | - | - | - | |
| 10Г2 | 215 (2150) | 205 (2050) | 200 (2000) | 185 (1850) | 175 (1750) | 165 (1650) | 155 (1550) | - | - | - | |
|
| 432 (4320) | 400 (4000) | 390 (3900) | 360 (3600) | 355 (3550) | 350 (3500) | 320 (3200) | - | - | - | |
| 35Х, 38ХА, 40Х, 40ХФА | 588 (5880) | 520 (5200) | 510 (5100) | 472 (4720) | 452 (4520) | - | - | - | - | - | |
|
| 735 (7350) | 686 (6860) | 666 (6660) | 550 (5500) | 530 (5300) | - | - | - | - | - | |
| 30ХМА, 35ХМ | 637 (6370) | 560 (5600) | 550 (5500) | 510 (5100) | 500 (5000) | 485 (4850) | - | - | - | - | |
|
| 784 (7840) | 700 (7000) | 696 (6960) | 647 (6470) | 628 (6280) | 600 (6000) | - | - | - | - | |
| 25X1МФ | 667 (6670) | 585 (5850) | 559 (5590) | 490 (4900) | 470 (4700) | 452 (4520) | 425 (4250) | 402 (4020) | - | - | |
|
| 784 (7840) | 755 (7550) | 725 (7250) | 645 (6450) | 618 (6180) | 589 (5890) | 557 (5570) | 525 (5250) | - | - | |
| 25Х2М1Ф | 667 (6670) | 627 (6270) | 617 (6170) | 578 (5780) | 568 (5680) | 559 (5590) | 547 (5470) | 539 (5390) | - | - | |
|
| 785 (7850) | 735 (7350) | 725 (7250) | 676 (6760) | 661 (6610) | 647 (6470) | 627 (6270) | 608 (6080) | - | - | |
| 20Х1М1Ф1БР | 667 (6670) | 598 (5980) | 568 (5680) | 510 (5100) | 500 (5000) | 490 (4900) | 480 (4800) | 470 (4700) | 460 (4600) | - | |
|
| 785 (7850) | 736 (7360) | 726 (7260) | 697 (6970) | 672 (6720) | 647 (6470) | 623 (6230) | 598 (5980) | 570 (5700) | - | |
| 38ХНЗМФА | 785 (7850) | 766 (7660) | 687 (6870) | 646 (6460) | 626 (6260) | - | - | - | - | - | |
|
| 883 (8830) | 785 (7850) | 785 (7850) | 755 (7550) | 725 (7250) | - | - | - | - | - | |
| 12Х18Н10Т | 196 (1960) | 170 (1700) | 160 (1600) | 147 (1470) | 144 (1440) | 144 (1440) | 143 (1430) | 140 (1400) | 138 (1380) | - | |
|
| 510 (5100) | 440 (4400) | 438 (4380) | 436 (4360) | 432 (4320) | 428 (4280) | 422 (4220) | 420 (4200) | 416 (4160) | - | |
| 08Х16Н13М2Б | 215 (2150) | 214 (2140) | 196 (1960) | 167 (1670) | 167 (1670) | 167 (1670) | 167 (1670) | 167 (1670) | 167 (1670) | 167 (1670) | |
|
| 550 (5500) | 432 (4320) | 432 (4320) | 392 (3920) | 392 (3920) | 392 (3920) | 392 (3920) | 392 (3920) | 392 (3920) | 392 (3920) | |
| 31Х19Н9МВБТ | 315 (3150) | 314 (3140) | 314 (3140) | 284 (2840) | 280 (2800) | 275 (2750) | 275 (2750) | 275 (2750) | 270 (2700) | 196 (1960) | |
|
| 589 (5890) | 510 (5100) | 491 (4910) | 441 (4410) | 441 (4410) | 441 (4410) | 402 (4020) | 412 (4120) | 392 (3920) | 392 (3920) | |
Гайка, шайба | 35 | 275 (2750) | 225 (2250) | 216 (2160) | 206 (2060) | 196 (1960) | 185 (1850) | - | - | - | - | |
|
| 529 (5290) | 520 (5200) | 510 (5100) | 490 (4900) | 475 (4750) | 445 (4450) | - | - | - | - | |
| 40 | 295 (2950) | 216 (2160) | 216 (2160) | 216 (2160) | 200 (2000) | 190 (1900) | - | - | - | - | |
|
| 549 (5490) | 510 (5100) | 510 (5100) | 490 (4900) | 475 (4750) | 445 (4450) | - | - | - | - | |
| 35Х, 38ХА, 40Х, 40ХФА | 491 (4910) | 412 (4120) | 373 (3730) | 363 (3630) | 343 (3430) | 320 (3200) | - | - | - | - | |
|
| 657 (6570) | 608 (6080) | 589 (5890) | 550 (5500) | 491 (4910) | 460 (4600) | - | - | - | - | |
| 30ХМА, 35ХМ | 491 (4910) | 452 (4520) | 422 (4220) | 402 (4020) | 392 (3920) | 363 (3630) | 360 (3600) | 355 (3550) | - | - | |
|
| 657 (6570) | 608 (6080) | 589 (5890) | 550 (5500) | 530 (5300) | 491 (4910) | 460 (4600) | 440 (4400) | - | - | |
| 25X1МФ | 667 (6670) | 581 (5810) | 540 (5400) | 500 (5000) | 491 (4910) | 480 (4800) | 480 (4800) | 470 (4700) | 460 (4600) | - | |
|
| 784 (7840) | 706 (7060) | 667 (6670) | 638 (6380) | 618 (6180) | 590 (5900) | 570 (5700) | 549 (5490) | 525 (5250) | - | |
| 08Х18Н12Б, 12Х18Н10Т | 196 (1960) | 170 (1700) | 160 (1600) | 147 (1470) | 144 (1440) | 144 (1440) | 143 (1430) | 140 (1400) | 138 (1380) | 132 (1320) | |
|
| 510 (5100) | 440 (4400) | 438 (4380) | 436 (4360) | 432 (4320) | 428 (4280) | 422 (4220) | 420 (4200) | 416 (4160) | 390 (3900) | |
| 08Х16Н13М2Б | 215 (2150) | 214 (2140) | 196 (1960) | 167 (1670) | 167 (1670) | 167 (1670) | 167 (1670) | 167 (1670) | 167 (1670) | 167 (1670) | |
|
| 550 (5500) | 432 (4320) | 432 (4320) | 392 (3920) | 392 (3920) | 392 (3920) | 392 (3920) | 392 (3920) | 392 (3920) | 392 (3920) | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Группа и марки стали | Средний коэффициент линейного расширения ·10 , 1/ ° С, для интервала температур, ° С | ||||||||||
| 20- 50 | 20- 100 | 20- 150 | 20- 200 | 20- 250 | 20- 300 | 20- 350 | 20- 400 | 20- 450 | 20- 500 | 20- 550 |
Углеродистые и низколегированные: стали 10; 20; 25; 09Г2С; 15ХМ; 30ХМ; 20Х2МА; 20ХЗМВФ; 22ХЗМ; 18ХЗМФА | 11,5 | 11,9 | 12,2 | 12,5 | 12,8 | 13,1 | 13,4 | 13,6 | 13,8 | 14,0 | 14,2 |
Хромистые коррозионно-стойкие: стали 08Х13; 12Х13; 20Х13; 30Х13 | 10,0 | 10,3 | 10,6 | 10,8 | 11,0 | 11,2 | 11,4 | 11,5 | 11,7 | 11,8 | 11,9 |
Хромоникелевые аустенитные: стали 12Х18Н10Т; 10Х17Н13М2Т | 16,4 | 16,6 | 16,8 | 17,0 | 17,2 | 17,4 | 17,6 | 17,8 | 18,0 | 18,2 | 18,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Группа и марки стали | Модуль упругости материала E ·10 , МПа, при расчетной температуре, ° С | ||||||
| 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
Углеродистая (С<0,25%): стали 10; 20; 25 | 2,04 | 1,99 | 1,94 | 1,84 | 1,73 | 1,63 | - |
Низколегированная (С<0,25%): стали 09Г2С; 15ХМ; 20Х2МА | 2,14 | 2,09 | 2,04 | 1,99 | 1,88 | 1,79 | 1,68 |
Низколегированная (С>0,25%): стали 30ХМА; 22ХЗМ; 18ХЗМФА; 20ХЗМВФ | 2,19 | 2,14 | 2,09 | 2,04 | 1,94 | 1,84 | 1,73 |
Высокохромистая: стали 08Х13; 12Х13; 20Х13; 30Х13 | 2,24 | 2,19 | 2,14 | 2,04 | 1,94 | 1,84 | 1,73 |
Хромоникелевая аустенитная: стали 12Х18Н10Т; 10Х17Н13М2Т | 2,09 | 2,04 | 1,94 | 1,84 | 1,73 | 1,68 | 1,63 |
Библиография
|
|
|
[1] | Руководство по безопасности "Рекомендации по устройству и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов" (Утверждено приказом Ростехнадзора от 27 декабря 2012 г. N 784)
| |
[2] | Сосуды и трубопроводы высокого давления: Справочник/в 2-х т. - 3-е изд., перераб. и доп. Под ред. А.М.Кузнецова. - М.: Машиностроение, 2014 - Т1. 560 с.: ил.
| |
[3] | РД РТМ 26-01-44-78 | Детали трубопроводов на давление свыше 100 до 1000 кгс/см (свыше 9,81 до 98,10 МПа). Нормы и методы расчета на прочность
|
[4] | Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-002-86/Госатомэнергонадзор СССР. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 525 с. (Правила и нормы в атомной энергетике)
| |
[5] | Гуревич Д.Ф. Расчет и конструирование трубопроводной арматуры: Расчет трубопроводной арматуры. Изд.5-е. - М.: Издательство ЛКИ, 2008. - 480 с.
| |
[6] | СТ ЦКБА 010-2004 | Арматура трубопроводная. Поковки, штамповки и заготовки из проката. Технические требования
|
[7] | Расчет на прочность деталей машин: Справочник/И.А.Биргер, Б.Ф.Шорр, Г.Б.Иосилевич. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1993. - с.447-456 | |
|
|
|
УДК 621.646.9:006.354 | МКС 23.060.01 | ОКПД2 28.14.1 |
| ||
Ключевые слова: арматура трубопроводная, соединения бугельные разъемные, расчет на прочность и герметичность | ||
