Пробное давление

Добрый день!

Согласно ФНП "Правила пром безопасности..." пункт 172:

пробное давление = 1,25*(рабочее давление)*(отношение допускаемых напряжений).

Вопрос по последнему множителю. В ФНП указано, что если сосуд состоит из нескольких материалов, то отношение напряжений берется для того материала, для которого оно наименьшее.

Как я понимаю, этот множитель должен учесть деградацию прочностных свойств материала сосуда при повышении температуры.

В этом случае, логичнее учитывать материал с наибольшей деградацией этих свойств,  соответственно, и отношение (сигма 20/сигма t) брать тоже наибольшее.

Почему в формуле отношение сигм надо брать наименьшее, а не наибольшее?

 

Бровко Кирилл Игоревич
16 октября 22:06
 635

Комментарии:

место
Лучшие комментарии за всё время
Скрытная Марфа Васильевна
19 октября 02:05

Чтобы с дуру не перегрузить те элементы, для которых отношение наименьшее, и не выбрать пластику.

Скрытная Марфа Васильевна
19 октября 02:05

Чтобы с дуру не перегрузить те элементы, для которых отношение наименьшее, и не выбрать пластику.

Т А М
19 октября 14:35

не перегрузитьyes

лучше не "скажешь".

А "деградацию прочностных свойств материала сосуда при повышении температуры" учитывает разработчик/конструктор, "закладывая" в РАСЧЕТНОЕ давление (от которого "пяшет" пробное давление испытания) температуру и материалы/допускаемые напряжения при РАСЧЕТНОЙ (иногда равной при рабочей) температуре. 

Для стандартных аппаратов и трубопроводной арматуры, с расчетным давлением, равном номинальному/условному давлению при 100 град. С, приводится таблица пределов применения/рабочего давления в зависимости от температуры и основного материала под давлением.

Бровко Кирилл Игоревич
19 октября 19:02

1. Тогда какой смысл в этом множителе в формуле? 

2. Расчет на прочность ведется на расчетное давление и расчетную температуру стенки. Испытаниями при пробном давлении мы должны подтвердить расчет на прочность при расчетном давлении. Коэффициент 1,25 - дополнительная гарантия безопасности, отношение сигм - учет того, что испытания проводятся при 20 С, а эксплуатация будет при рабочей температуре t, т. е. учет деградации свойств металла. 

Может оказаться, что прочность одного металла проседает в 1,05 раза, а другого в 1,3 раза. Если берем пробное давление по материалу с наименьшим отношением, то своими испытаниями мы ничего не подтверждаем и не проверяем. При эксплуатации при рабочей температуре может оказаться, что расчет на прочность неверен и произойдет разрушение сосуда. 

3. Пробное давление "пляшет" от рабочего давления. Согласно п. 172 ФНП расчетное давление подставляется в формулу только в случае доизготовления сосуда на месте эксплуатации, в остальных случаях рабочее.

 

Т А М
22 октября 16:05 в ответ на #123810

смысл в этом множителе

- учесть разницу временных сопротивлений различных металлов в СОСЕДНИХ сборках при повышенной температуре, т.е . УЧЕСТЬ отношение временного сопротивления теплостойких металлов при 20 град. С и при расчетной температуре, которое МЕНЬШЕ отношения временных сопротивлений НЕ теплостойких металлов при тех же температурах.

p.s. "отношение сигм - учет того, что испытания проводятся при 20 С, а эксплуатация будет при рабочей температуре t, т. е. учет деградации свойств металла " очень напоминает изложение НПА/разъяснение не аттестованного эХсперта - вероятно сформулированное одним и тем же лицом, под другим "нико

Скрытная Марфа Васильевна
22 октября 02:45

При коэффициенте перегрузки 1,25 мы в любом случае почти ничего не проверяем, учитывая, что при расчете закладывается коэффициент 2,4 от наименьшего табличного значения временного сопротивления, которое как правило значительно меньше фактического значения, получаемого при реальных испытаниях.

Гидравлические испытания предназначены для того, чтобы проверить прочность конструкции в зоне действия ОСН и концентраторов, т.к. их влияние обычным расчетом не проверишь.

При этом, в рассматриваемом случае, действительно, в некоторых частях конструкции буден некоторый "недогруз". Но это считается меньшим злом, чем уменьшение пластичности материала в результате перегруза. Снижение пластичности приводит к тому, что доля хрупкого разрушения в изломе увеличивается и трещина может хрупко "стрельнуть" раньше, чем ее заметят, при относительно высокой температуре.

Ветров Сергей Владимирович
22 октября 23:38 в ответ на #123817
Серт за час - фиг получишь

Кстати, пластичность металла "перегрузом" (пробным давлением выше допустимого) никак не уменьшить. Не путайте нагружение пробным давлением с высокоскоростной штамповкой, ковкой стали или обработкой металла давлением на прессах, при которых снижается пластичность, и то не всегда (чаще при высокоскоростной штамповке или ковке), но это совсем иное деформирующее воздействие!

Скрытная Марфа Васильевна
29 октября 05:10 в ответ на #123843

Уточню. Уменьшится не пластичность вообще, а запас пластичности.

В исчерпание ресурса конструкции вносят свой вклад и статическая и динамическая (циклическая) составляющие. Нечаянно перегрузив часть конструкции мы уменьшаем ресурс.

Разумеется, если мы в результате неправильных испытаний, тем не менее, не догрузим конструкцию до предела выносливости, то ничего не произойдет. Но это ведь надо знать реальный предел выносливости, надо рассчитать какое напряжение возникнет при испытаниях в разных элементах конструкции. И прикинуть, как изменился ресурс конструкции. Это сложно. А ввести ограничения на испытательное давление - это легко и доступно любому инженеру.

Ветров Сергей Владимирович
29 октября 05:32 в ответ на #123904
Серт за час - фиг получишь

Уменьшится не пластичность вообще, а запас пластичности.

Что такое "запас пластичности", откуда сей термин? Если у меня оболочка и ее разорвало внутренним давлением, то с пластичностью её металла (хоть с "вообще", хоть с "запасом") ничего не изменится.

если мы ... не догрузим конструкцию до предела выносливости

"Предел выносливости" – тоже неиспользуемый в НД на ОРПИД термин. Случайно, сосуд со спортсменом не путаете? wink

Бровко Кирилл Игоревич
31 октября 16:38 в ответ на #123905

Очевидно, имеется в виду предел длительной прочности, который в сопромате фигурирует как предел выносливости. 

Если напряжения, возникшие в ходе испытаний пробным давлением, локально превысили предел длительной прочности для числа циклов нагружения 10^6, но не превысили предел текучести, при нормативных коэффициентах запаса прочности, понизится ли предел длительной прочности для цикла 10^6?

Т А М
31 октября 16:43 в ответ на #123949

понизится ли предел длительной прочности для цикла 10^6?

где идея/разъяснение, тамА и ОЖИДАЕМ дальнейшее обоснование " для цикла . . . ."

Ветров Сергей Владимирович
31 октября 19:42 в ответ на #123949
Серт за час - фиг получишь

Пределом длительной прочности называется напряжение, при котором металл разрушается не ранее заданного времени. Он зависит от температуры и длительности её воздействия на металл, находящийся под нагрузкой, но никак не от циклов нагружения давлением (накачали-стравили). А мы сейчас речь ведем о нагружении пробным давлением при комнатной температуре.

Скрытная Марфа Васильевна
1 ноября 03:01 в ответ на #123905

Что такое "запас пластичности", откуда сей термин?

Из механики разрушения. В рамках этого форума подробности не поместятся.

Скрытная Марфа Васильевна
1 ноября 03:09 в ответ на #123953

Говоря упрощенно, чем выше интенсивность пластической деформации, тем быстрее продвижение трещины.

 

Ветров Сергей Владимирович
1 ноября 04:05 в ответ на #123954
Серт за час - фиг получишь

Да, но пластичность и её запас - это свойства самого металла (без учета дефектов - трещин и т.п.), и если оболочку разорвать пробным давлением, то пластичность её металла не изменится. Проще говоря - если я потом эту оболочку снова сварю (залатаю и т.п.), то пластичность её основного металла (не швов, а металла) останется прежней и, теоретически, должна снова разорваться при том же давлении, что и до этого, если швы будут прочнее основного металла. А тема изначально была о свойствах металла, учитываемых формулой расчета пробного давления.

Скрытная Марфа Васильевна
7 ноября 06:23 в ответ на #123955

Надо только решить, в каких попугаях эту пластичность измерять.

Мне как-то довелось расследовать аварию сосуда, при которой он разорвался от превышения давления. Так вот в средней части обечайки толщина уменьшилась с 9,0 мм до 6,0 мм. По Вашему, если теперь сварить снова этот сосуд, то его пластичность не изменится.

Это не так. Он действительно разорвется при том же давлении, при котором разорвался в первый раз. Но это не имеет отношения к пластичности, т.к. во второй раз пластической деформации не будет и разрушение произойдет хрупко.

А дело как раз в том, что при проектировании и проведении ресурсных расчетов стремятся избежать именно хрупкого разрушения.

У материала с невыбранной пластикой критический размер трещины такой, что ее скорее всего заметят до того, как она приведет к реальному разрушению. А если пластика уже выбрана при пластической деформации, то значение то трещина может "стрельнуть" раньше.

Вообще тут студопедией не обойдешься. Надо почитать кого-нибудь посерьезнее. Например В.М. Горицкого.

Ветров Сергей Владимирович
7 ноября 06:46 в ответ на #123999
Серт за час - фиг получишь

Так вот в средней части обечайки толщина уменьшилась с 9,0 мм до 6,0 мм.

Хотите сказать, что это утонение на целых 3 мм - результат воздействия только давления (коррозии не было и толщина листа изначально соответствовала чертежу)? То есть металл растянуло, как резиновый шар, с соответствующим утонением по всему периметру средней части обечайки? Или утонение произошло только в зоне разрыва кромок, а по всему периметру осталось 9 мм?

Скрытная Марфа Васильевна
8 ноября 02:33 в ответ на #124001

Сосуд именно раздуло как шарик. Возле сварных швов приварки днищ деформация не произошла, т.к. днища придали дополнительную жесткость, так что деформация охватила всю среднюю часть. Затем сосуд разорвался. Причем, днища разлетелись целиком, а среднюю часть разорвало на фрагменты разной величины от 100х100 до 500х500 мм. Т.е. это говорит о том, что материал, сварные швы и качество изготовления были на высоком уровне, т.к. не было явно выраженного очага разрушения, хотя процесс раздутия сосуда занял около 5-10 мин.

Это была статика.

А теперь динамика.

При экспертизе мостового перегружателя были выявлены трещины из под накладки болтового соединения. В ходе демонтажа участков болтового соединения отрезанный лист металла был сброшен вниз с высоты примерно 20 метров на бетонное основание. При падении лист разлетелся на несколько частей. Т.е. никакой обширной пластической деформации не было, но , тем не менее, пластика была выбрана и металл стал хрупким.

Т.е. в одном случае главную роль сыграла статическая составляющая разрушения, а в другом динамическая. Но результат один и тот же - хрупкое разрушение.

Еще раз повторю - чтение форумов и студо- и википедий недостаточно. Нужно грызть монографии разной степени заумности. Горицкий пишет с привязкой к диагностике, поэтому с него хорошо начинать.

Ветров Сергей Владимирович
8 ноября 02:59 в ответ на #124012
Серт за час - фиг получишь

Благодарю за интересный ответ! Но насчет студопедии - изначально наш диалог начался по той причине, что Вы немного в терминах запутались (либо использовали не общепринятые), из-за чего стало непонятно - о чём речь, поэтому мне пришлось для наглядности использовать ссылки на то, что быстро нашлось в инете, и исключительно ради уточнения терминов, а не ради глубокого изучения процессов разрушения металлоконструкций.

Скрытная Марфа Васильевна
8 ноября 08:52 в ответ на #124014

либо использовали не общепринятые

Наоборот - были использованы вульгарные, т.е. общепринятые и привычные, но не совсем точно подходящие термины.

Ветров Сергей Владимирович
8 ноября 03:59 в ответ на #124012
Серт за час - фиг получишь

У того сосуда, который разорвало, обечайка была из листовой стали (сварная)?

Скрытная Марфа Васильевна
8 ноября 08:54 в ответ на #124016

Это была бочка для транспортировки фреона. Сварная из листовой стали. В нее перелили аммиака.

Ветров Сергей Владимирович
8 ноября 12:16 в ответ на #124018
Серт за час - фиг получишь

В нее перелили аммиак.

Если не секрет - что потом произошло? Аммиак начал испаряться и чпых? То есть бочка не обеспечила теплоизоляцию?

Скрытная Марфа Васильевна
9 ноября 02:54 в ответ на #124021

Не выдержали уровень.

Бочки наполняли с вечера. Уровень контролировали по обмерзанию, т.к. на фреоновой бочке ничего нет для контроля уровня. Одну бочку налили не полностью и оставили так на ночь. Утром стали доливать. Естественно, наполовину заполненная бочка уже не стала обмерзать снаружи так же, как пустая, и в нее налили аммиака почти до верху. Так и оставили. Через некоторое время бочку стало раздувать и персонал АХУ попытался охладить ее водой из шланга. В процесса поливания водой бочка взорвалась, причинив жертвы и разрушения.

Как обычно, причина аварии- рас....

Ремизов Павел Юрьевич
9 ноября 05:24 в ответ на #124051
бывший завод НЗНО

бочка взорвалась

а что надо было или не надо было делать в этом случае?

Т А М
22 октября 13:55

какой смысл в этом множителе в формуле

объяснил Марфа Васильевна https://www.nadzor-info.ru/post/50510#123797

от себя добавлю - не Усе, что содержит ФНП/перепечатано с изложением/дополнением ПБ 03-576-03 является окончательной истиной (писанной под конкретного РУКАМИводителя).

p.s. Для исключения вопроса на его стадии формулировки, следует ознакомится с НД конкурирующего ведомства/Росстандарта. Например, уже замененный ГОСТ Р 52630- . . . . содержал более расширенную/понятную/все расставляющие на свои места, формулировку "8.11.3 . . . Пробное давление испытания сосуда следует определять с учетом минимальных значений расчетного давления и отношения допускаемых напряжений материалов сборочных единиц (элементов сосуда) . . ." коей или аналогичной формулировкой пользовалось не одно поколение инженеров (по крайней мере почти так же звучало в ОСТ 26-291-94, ОСТ . . . . -8..., заменившего аналогичный ГОСТ . . . . -73)

Бровко Кирилл Игоревич
22 октября 15:53

p.s. Для исключения вопроса на его стадии формулировки, следует ознакомится с НД конкурирующего ведомства/Росстандарта. Например, уже замененный ГОСТ Р 53630- . . . . содержал более расширенную/понятную/все расставляющие на свои места, формулировку "8.3.11 . . .

Видимо вы имели в виду ГОСТ Р 52630 и пункт 8.11.3.

Сейчас действует почти полностью его повторяющий стандарт ГОСТ 34347-2017 (действует с 1 августа 2018 г.) с соответствующим пунктом 7.11.3 о пробном давлении.

К сожалению, мы не можем пользоваться данным нормативом напрямую, т. к. он касается только стальных сосудов, о чем говорит название ГОСТа. Мы же делаем алюминиевые сосуды.

При коэффициенте перегрузки 1,25 мы в любом случае почти ничего не проверяем

Согласно ФНП проверяется прочность и плотность сосуда, а также сварные и паяные соединения. По своему опыту могу сказать, что после испытаний периодически устраняем неплотности в сварных швах подваркой.

Коэффициент можно заложить хоть 100, если расчет на прочность ошибочный, то при эксплуатации будет взрыв. Испытаниями мы подтверждаем расчет на прочность, а также качество сварных и паяных соединений (и других). 

Могу сказать, что хоть и существует целая группа ГОСТов по расчетам на прочность сосудов под давлением, но все разобранные там расчетные схемы не подходят под наше нестандартное оборудование (теплообменники), поэтому ручаться за правильность расчета без проведения испытаний мы не можем.

Конечно материал и его сечения должны выбираться таким образом, чтобы во время испытаний не произошло снижение пластичности. Мы пока рассматриваем рассчитанное по формуле пробное давление как минимальное, а реально испытываем большим, которое определяется большим отношением сигм. 

Т А М
23 октября 13:54

наше нестандартное оборудование (теплообменники)

Искренне рад за ваш завод, освоивший производство АЛЮМИНИЕВЫХ/очень ЭФФЕКТИВНЫХ теплообменников. А мы, в советское время, ремонтировали немецкие/полученные по репатриации "люминевые/дюралевые" теплообменники", партией/Минхимпромом или как то иначе обзывавшемся . . . поставленной задачей "восстановить и освоить производство", а смогли освоить только навивку алюминиевых ребер на теплообменных трубах. Помнится ОСТ на алюминиевые сосуды/теплообменники. Завтра постараюсь найти на работе и если найду, то скину Вам в личку.

 

Т А М
24 октября 14:14 в ответ на #123851

ОСТ на алюминиевые сосуды/теплообменники нашел, отправил в личку, но увидел, что он НЕ прикрепился/НЕ загрузился (8,4 Мб - возможно существуют ограничения по объему отправки).

ТАМа то же самое, что и везде - при определении давления ГИ учитывается НАИМЕНЬШЕЕ отношение сигма t20/сигма tраб.

p.s. Вы можете ИСПЫТЫВАТЬ, что угодно и как вам угодно/на сколько хватит денег, лишь бы не меньше ВСЕОБЩИХ установленных требований, но при этом не надо навязывать другим СВОЮ "логику/изложение/поиск ошибок в НПА/НД" с "уЧОтом наибольшей деградации свойств".