1.5. Толщина стенки и прибавки
1.5.1. Расчетная толщина стенки , вычисленная по формулам раздела 3 настоящих Норм, должна определяться по заданным значениям расчетного давления и номинального допускаемого напряжения с учетом ослабления отверстиями и (или) сварными соединениями.
1.5.2. Номинальная толщина стенки s должна приниматься по расчетной толщине стенки с учетом прибавок, указанных в пп. 1.5.5 и 1.5.6, с округлением до ближайшего большего размера, имеющегося в сортаменте толщин соответствующих полуфабрикатов. Допускается округление в меньшую сторону не более 3% принятой окончательно номинальной толщины стенки.
1.5.3. Допустимая толщина стенки [s] должна определяться по расчетной толщине стенки с учетом эксплуатационной прибавки , определяемой согласно пп. 1.5.5 и 1.5.7.
1.5.4. Фактическая толщина стенки , полученная непосредственными измерениями толщины готовой детали при операционном и (или) эксплуатационном контроле, должна быть не менее допустимой толщины стенки. Точность измерительного прибора, используемого при определении , следует учитывать, если его погрешность превышает 1%.
1.5.5. По назначению прибавки к расчетной толщине стенки следует подразделять:
на прибавку (производственная прибавка), компенсирующую возможное понижение прочности детали в условиях изготовления детали за счет минусового отклонения толщины стенки полуфабриката, технологических утонений и др.;
на прибавку (эксплуатационная прибавка), компенсирующую возможное понижение прочности детали в условиях эксплуатации за счет всех видов воздействия: коррозии, механического износа (эрозии) и др.
Утонение в результате абразивного износа труб учтено в приводимых значениях прибавки только при выборе скорости газов, ограничивающих чрезмерный износ согласно "Тепловому расчету котельных агрегатов. Нормативный метод" (далее - "Тепловой расчет"). При большем износе прибавка на утонение из-за абразивного износа должна приниматься согласно "Тепловому расчету".
Сумма прибавок должна быть не менее минимальных значений, указанных в разделе 3 и относящихся к расчету конкретных деталей.
1.5.6. Производственная прибавка состоит из прибавки, компенсирующей минусовое отклонение , и технологической прибавки .
Значение прибавки следует определять по предельному минусовому отклонению толщины стенки, установленному стандартами или техническими условиями на полуфабрикаты; значение прибавки должно определяться технологией изготовления детали и принимается по техническим условиям на изделие.
Для прямых труб и обечаек, подвергающихся на предприятии-изготовителе механической обработке, ; для деталей, деформирование которых при изготовлении не приводит к ослаблению стенки заготовки, .
1.5.7. Эксплуатационная прибавка состоит из прибавок, компенсирующих понижение прочности по пароводяной стороне и со стороны газов .
Значение прибавки для всех обогреваемых и необогреваемых деталей из аустенитных сталей, а также для труб наружным диаметром 32 мм и менее из углеродистой и теплоустойчивой сталей равно нулю. Для остальных деталей (труб наружным диаметром более 32 мм, коллекторов, барабанов, фасонных деталей и трубопроводов и других, изготовляемых из углеродистой и теплоустойчивой сталей) значение прибавки на расчетный ресурс ч должно определяться по табл. 1.2.
При расчетном ресурсе более ч прибавку следует увеличить с учетом скорости коррозии; при ресурсе до ч допускается принимать (впредь до уточнения) значение этой прибавки такой, как при ресурсе ч.
При расчетном ресурсе менее ч прибавку допускается принимать уменьшенной пропорционально ресурсу.
Значение прибавки для необогреваемых деталей равно нулю.
Таблица 1.2
Прибавка с_21, мм
Рабочая среда | Трубы диаметром свыше 32 до 76 мм включительно | Остальные детали |
Вода, пароводяная смесь, насыщенный пар | 0,5 | 1,0 |
Перегретый пар | 0,3 | 0,5 |
Среда сверхкритических параметров | - | 0,3 |
Примечание. Для гибов опускных, водоперепускных и необогреваемых труб для пароводяной смеси и насыщенного пара наружным диаметром более 76 мм при рабочем давлении котла от 8 до 20 МПа следует принимать прибавку от 1 до 3 мм в зависимости от опыта эксплуатации котла данного типа; для труб наружным диаметром 133 мм и более использование прибавки менее 3 мм должно быть согласовано со специализированными научно-исследовательскими организациями.
Значение прибавки для обогреваемых деталей должно приниматься в зависимости от температуры наружной поверхности детали, вида топлива и металла детали. Для определения прибавки температура наружной поверхности детали должна сравниваться с допустимой температурой, значения которой приведены в табл. 1.3. Расчетная температура наружной поверхности обогреваемых деталей, определяемая по тепловому расчету с учетом тепловой и гидравлической неравномерности, но без учета временного увеличения неравномерности обогрева, не должна превышать значений допустимой температуры [t].
Таблица 1.3
Допустимая температура наружной поверхности с учетом продуктов сгорания [t], °С
Марка стали | Высокосернистые и сернистые мазуты | Эстонские сланцы | Остальные энергетические топлива, кроме новых |
10 | 450 | 400 | 450 |
20 | 500 | 450 | 500 |
12ХМ, 12МХ, 15ХМ, 10CrMo910 (хролой) | 550 | 530 | 550 |
12Х1МФ, 12Х2МФСР | 585 | 540 | 585 |
12Х2МФБ | 585 | 545 | 600 |
12Х11В2МФ | 620 | 560 | 630 |
12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т | 610 | 610 | 640 |
Примечание. Допустимая температура наружной поверхности экранных труб из стали 12Х1МФ, расположенных в зоне максимальных тепловых нагрузок более 407 ( , при сжигании сернистых мазутов не должна превышать 545°С с учетом запаса на межпромывочный период.
Для необогреваемых участков труб из стали марок 12Х1МФ, 12Х2МФСР и 12Х2МФБ, соединяющих трубы поверхности нагрева из аустенитной стали с коллекторами из легированной стали, допускается температура стенки до 600°С.
Значение прибавки для ресурса ч должно приниматься минимальным из условий:
при температуре наружной поверхности °С
мм;
при температуре согласно условию
мм.
Для обогреваемых углеродистых труб общего назначения (например, из стали марки Ст3) прибавка должна приниматься не менее 0,4 мм независимо от температуры стенки, марки стали и категории качества.
Для стали марки 12Х18Н12Т при сжигании высокосернистых и сернистых мазутов и для сталей марок 12Х1МФ, 12Х2МФСР и 12Х2МФБ при сжигании эстонских сланцев допускается температура наружной поверхности деталей выше допустимой, но не более значений температуры, установленных для остальных энергетических топлив, при условии увеличения значения прибавки на 0,5 мм в первом случае и на 0,3 мм во втором на каждые 10°С повышения температуры.
Для ресурса эксплуатации менее ч значение прибавки к фактической толщине стенки допускается принимать пропорционально отношению данного ресурса к ресурсу в ч.
При выборе расчетной температуры наружной поверхности труб экранов котлов сверхкритических параметров следует учитывать повышение этой температуры в течение межпромывочного периода.
Для труб, находящихся в теплом ящике энергетического котла, значения прибавки должны приниматься равными 0,5 значения, определяемого для обогреваемых труб при той же расчетной температуре наружной поверхности.
Расчетная температура стенок труб в теплом ящике должна приниматься равной температуре рабочей среды с учетом неравномерностей ее распределения.
1.5.8. При вычислении и измерении толщины стенки в документацию следует записывать значение с округлением до 0,1 мм.
2. Допускаемое напряжение
2.1. Под номинальным допускаемым напряжением [ ] следует понимать величину напряжения, используемую для определения расчетной толщины стенки детали или допустимого давления по принятым исходным данным и марке металла.
Приведенные в настоящих Нормах допускаемые напряжения и указания по их выбору применимы при использования# металлов и полуфабрикатов, которые разрешены Правилами госгортехнадзора.
Уровень расчетных характеристик используемых металлов и полуфабрикатов должен быть подтвержден статистической обработкой данных испытаний, периодическим контролем качества продукции не реже одного раза в 5 лет и положительным заключением специализированной научно-исследовательской организации в соответствии с требованиями Правил госгортехнадзора.
2.2. Номинальные допускаемые напряжения для катаной или кованой стали марок, широко используемых в котлах и трубопроводах, следует принимать по табл. 2.1-2.5.
Для промежуточных значений ресурса эксплуатации, указанных в таблицах, значение допускаемого напряжения разрешается определять линейной интерполяцией ближайших значений между ресурсами с округлением до 0,5 МПа в меньшую сторону, если разница между этими значениями не превышает 20% их среднего значения. В остальных случаях должно применяться "логарифмическое" интерполирование. Экстраполяция значений допускаемых напряжений для ресурса менее 10(4) не допускается без согласования со специализированными научно-исследовательскими организациями.
Допускаемые напряжения для сталей иностранных марок, допущенных к применению Госгортехнадзором России, должны устанавливаться специализированными научно-исследовательскими организациями. Для стали 2.1/4 Cr1Mo (10CrMo910 для труб по ДИН 17175 и для листа по ДИН 17155) могут быть использованы значения допускаемых напряжений, приведенные в табл. 2.6.
Таблица 2.1
Номинальные допускаемые напряжения [ ] для углеродистой и марганцовистой сталей, не зависящие от расчетного ресурса, МПа
t, °С | Марка стали | |||||||||
Ст2кп | Ст3кп | Ст2сп, Ст2пс | Ст3сп, Ст3пс | Ст4пс, Ст4сп | С3Гпс | 22К | 14ГНМА | 16ГНМ, 16ГНМА | ||
От 20 до 50 | 124 | 133 | 130 | 140 | 145 | 150 | 170 | 180 | 190 | |
150 | 106 | 115 | 112 | 125 | 129 | 134 | 155 | 179 | 181 | |
200 | 111 | 100 | 117 | 121 | 125 | 147 | 175 | 176 | ||
250 | 80 | 102 | 86 | 107 | 111 | 115 | 140 | 171 | 172 | |
275 | 102 | 106 | 109 | 135 | 170 | 169 | ||||
300 | 70 | 98 | 103 | 130 | 169 | 167 | ||||
320 | 126 | 164 | 165 | |||||||
340 | 122 | 161 | 163 | |||||||
350 | 120 | 159 | 161 | |||||||
360 | 157 | 159 | ||||||||
370 | 155 | 157 | ||||||||
380 | 152 | 154 |