- коэффициент, равный:
- 1,00 - для образцов полного размера;
- 0,75 - для образцов 3/4 размера;
- 0,5 - для образцов 1/2 размера.
17.4 Расчетная толщина стенки для изготовления продольных образцов
Расчетная толщина стенки, необходимая для того, чтобы изготовить для испытания на ударный изгиб обычных муфт продольные образцы полного размера, 3/4 размера и 1/2 размера, включая припуски по 0,50 мм на механическую обработку по наружному и внутреннему диаметрам, и определяемая по формуле (119), приведена в таблице 15.
Таблица 15 - Требования к толщине стенки, необходимой для изготовления продольных образцов для испытания на ударный изгиб обычных муфт
В миллиметрах
Наружный диаметр трубы | Тип соединения | Наружный диаметр обычной муфты | Расчетная толщина стенки, необходимая для изготовления поперечных образцов для испытания на ударный изгиб | ||
полного размера | 3/4 размера | 1/2 размера | |||
26,67 | NU | 33,35 | 11,79 | 9,27 | 6,78 |
| EU | 42,16 | 11,61 | 9,12 | 6,63 | |
| НКТВ | 42,20 | 11,61 | 9,12 | 6,63 | |
33,40 | NU | 42,16 | 11,61 | 9,12 | 6,63 |
| НКТ | 42,20 | 11,61 | 9,12 | 6,63 | |
| НКТВ | 48,30 | 11,54 | 9,04 | 6,54 | |
42,16 | NU | 52,17 | 11,51 | 8,99 | 6,50 |
| НКТ | 52,20 | 11,51 | 8,99 | 6,50 | |
| EU | 55,88 | 11,46 | 8,97 | 6,48 | |
| НКТВ | 55,90 | 11,46 | 8,97 | 6,48 | |
48,26 | NU | 55,88 | 11,46 | 8,97 | 6,48 |
| НКТ | 55,90 | 11,46 | 8,97 | 6,48 | |
| EU, НКТВ | 63,50 | 11,40 | 8,92 | 6,40 | |
60,32 | NU | 73,02 | 11,35 | 8,86 | 6,35 |
| НКТ, НКМ | 73,00 | 11,35 | 8,86 | 6,35 | |
| EU, НКТВ | 77,80 | 11,33 | 8,84 | 6,35 | |
73,02 | NU, НКТ, НКМ | 88,90 | 11,30 | 8,78 | 6,30 |
| EU | 93,17 | 11,28 | 8,78 | 6,27 | |
| НКТВ | 93,20 | 11,28 | 8,78 | 6,27 | |
88,90 | NU | 107,95 | 11,25 | 8,74 | 6,25 |
| НКТ, НКМ | 108,00 | 11,25 | 8,74 | 6,25 | |
| EU, НКТВ | 114,30 | 11,23 | 8,74 | 6,22 | |
101,60 | NU | 120,65 | 11,23 | 8,71 | 6,22 |
| НКТ, НКМ | 120,60 | 11,23 | 8,71 | 6,22 | |
| EU, НКТВ | 127,00 | 11,20 | 8,71 | 6,22 | |
114,30 | ОТТМ | 114,00 | 11,24 | 8,74 | 6,24 |
| NU | 132,08 | 11,20 | 8,71 | 6,20 | |
| НКТ, НКМ | 132,10 | 11,20 | 8,71 | 6,20 | |
| EU, НКТВ | 141,30 | 11,20 | 8,69 | 6,20 | |
| STC, LC, ВС, ОТТМ, ОТТГ | 127,00 | 11,20 | 8,71 | 6,22 | |
| Расчетные толщины стенок приведены с учетом припусков на механическую обработку: 0,50 мм - по внутреннему диаметру и 0,50 мм - по наружному диаметру. | |||||
Минимальную толщину стенки , мм, необходимую для изготовления продольных образцов для испытания на ударный изгиб, рассчитывают по следующей формуле
, (119) где - номинальный наружный диаметр муфты по ГОСТ Р 53366, мм;
- коэффициент, равный:
- 1,00 - для образцов полного размера;
- 0,75 - для образцов 3/4 размера;
- 0,5 - для образцов 1/2 размера.
17.5 Размеры образцов для испытания на ударный изгиб муфт
Минимальную толщину образцов для испытания на ударный изгиб, отбираемых от трубной заготовки для муфт (см. 17.2), определяют по расчетной толщине стенки, необходимой для изготовления образцов (см. таблицы 13 и 14). Из таблиц 13 и 14 должен быть выбран наибольший из возможных образцов с расчетной толщиной стенки менее номинальной толщины стенки испытуемой трубной заготовки для муфт для рассматриваемого соединения. В таблице 16 приведены минимально допустимые размеры поперечных образцов, а в таблице 17 - минимально допустимые размеры продольных образцов. Таблицы 16 и 17 служат для определения ориентации и размера образцов для испытания на ударный изгиб, требуемого поГОСТ Р 53366.
Таблица 16 - Минимальные допустимые размеры поперечных образцов для испытания на ударный изгиб муфт
Наруж- ный диа- метр | Минимальный допустимый размер поперечных образцов для испытания на ударный изгиб | |||||||||||||
NU | EU спе- циаль- ная муфта | EU | НКТ | НКТВ | НКМ | ВС спе- циаль- ная муфта | ВС | LC | SC | ОТТМспе- циаль- ная муфта | ОТТГспе- циаль- ная муфта | ОТТМ | ОТТГ | |
88,90 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 3/4 | 3/4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
101,60 | 3/4 | 3/4 | - | 3/4 | 3/4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
114,30 | 3/4 | 3/4 | - | 3/4 | 1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
127,00 | - | - | - | - | - | - | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | - | - | - | - |
139,70 | - | - | - | - | - | - | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | - | - | - | - |
146,05 | - | - | - | - | - | - | - | 1/2 | 1/2 | 1/2 | - | - | 1/2 | 1/2 |
168,28 | - | - | - | - | - | - | 1 | 1 | 1 | 1/2 | - | - | 1/2 | 1/2 |
177,80 | - | - | - | - | - | - | 3/4 | 3/4 | 1 | 1/2 | - | - | 1/2 | 1/2 |
193,68 | - | - | - | - | - | - | 1 | 1 | 1 | 1 | - | - | 3/4 | 3/4 |
219,08 | - | - | - | - | - | - | 1 | 1 | 1 | 1 | - | 1/2 | 1 | 1 |
244,48 | - | - | - | - | - | - | 1 | 1 | 1 | 1 | 1/2 | 1/2 | 1 | 1 |
250,83 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 1 |
273,05 | - | - | - | - | - | - | 1 | 1 | - | 1 | 1/2 | 1/2 | 1 | 1 |
298,45 | - | - | - | - | - | - | - | 1 | - | 1 | - | - | 1 | - |
323,85 | - | - | - | - | - | - | - | 1 | - | 1 | - | - | 1 | 1 |
339,72 | - | - | - | - | - | - | - | 1 | - | 1 | - | - | 1 | - |
351,00 | - | - | - | - | - | - | - | 1 | - | 1 | - | - | - | - |
377,00 | - | - | - | - | - | - | - | 1 | - | 1 | - | - | - | |
406,40 | - | - | - | - | - | - | - | 1 | - | 1 | - | - | - | - |
425,45 | - | - | - | - | - | - | - | 1 | - | 1 | - | - | - | - |
473,08 | - | - | - | - | - | - | - | 1 | - | 1 | - | - | - | - |
508,00 | - | - | - | - | - | - | - | 1 | 1 | 1 | - | - | - | - |
| Размер образца указан по отношению к образцу полного размера: 1 - образец полного размера, 1/2 - образец 1/2 размера, 3/4 - образец 3/4 размера. При невозможности изготовления поперечных образцов 1/2 размера необходимо использовать продольные образцы. Требования к размеру образца основаны на том, что специальные муфты изготовлены из трубных заготовок для обычных муфт.Примечание - Поперечные образцы не отибрают от муфт, предназначенных для насосно-компрессорных труб наружным диаметром менее 88,90 мм и обсадных труб наружным диаметром менее 127,00 мм. | ||||||||||||||
Таблица 17 - Минимальные допустимые размеры продольных образцов для испытания на ударный изгиб муфт для труб наружным диаметром менее 88,90 мм и муфт для труб наружным диаметром 88,90 мм и более, если изготовление поперечных образцов 1/2 размера невозможно
Наруж- ный диа- метр | Минимальный допустимый размер продольных образцов для испытания на ударный изгиб | |||||||||||||
NU | EU спе- циаль- ная муфта | EU | НКТ | НКТВ | НКМ | ВС спе- циаль- ная муфта | ВС | LC | SC | ОТТМспе- циаль- ная муфта | ОТТГспе- циаль- ная муфта | ОТТМ | ОТТГ | |
26,67 | - | 1/2 | 1/2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
33,40 | 1/2 | - | 3/4 | 1/2 | 3/4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
42,16 | 1/2 | - | 1/2 | 1/2 | 1/2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
48,26 | 1/2 | - | 3/4 | 1/2 | 3/4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
60,32 | 3/4 | 3/4 | 3/4 | 3/4 | 3/4 | 3/4 | - | - | - | - | - | - | - | - |
73,02 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 3/4 | - | - | - | - | - | - | - | - |
88,90 | 1 | - | - | - | - | - | - | - | - | |||||
101,60 | - | 1 | - | - | - | - | 1/2 | - | 3/4 | - | ||||
114,30 | - | 1 | 3/4 | 3/4 | 1 | 1 | 1/2 | 1/2 | 3/4 | 3/4 | ||||
127,00 | - | - | - | - | - | - | 1/2 | 1/2 | 3/4 | 3/4 | ||||
139,70 | - | - | - | - | - | - | 1/2 | 1/2 | 3/4 | 3/4 | ||||
146,05 | - | - | - | - | - | - | 1/2 | 1/2 | 3/4 | |||||
168,28 | - | - | - | - | - | - | 1/2 | 3/4 | ||||||
177,80 | - | - | - | - | - | - | 1/2 | 3/4 | ||||||
193,68 | - | - | - | - | - | - | 3/4 | 3/4 | ||||||
219,08 | - | - | - | - | - | - | 3/4 | |||||||
| Размер образца указан по отношению к образцу полного размера: 1 - образец полного размера, 1/2 - образец 1/2 размера, 3/4 - образец 3/4 размера. Расчетная толщина стенки недостаточна для изготовления образцов. Однако если толщина стенки трубной заготовки для муфт несколько больше расчетной, то может быть изготовлен продольный образец 1/2 размера. Требования к размеру образца основаны на том, что специальные муфты изготовлены из трубных заготовок для обычных муфт. Для испытания муфт должны быть изготовлены поперечные образцы. | ||||||||||||||
17.6 Размеры образцов для испытания на ударный изгиб труб
Расчетная толщина стенки трубы, необходимая для изготовления продольных и поперечных образцов полного, 3/4 размера и 1/2 размера для испытания на ударный изгиб, приведена вГОСТ Р 53366, таблицы С.22 и С.23.
17.7 Образцы большего размера
Образцы большего размера могут быть отобраны в следующих случаях:
a) толщина стенки трубной заготовки для муфт больше, чем рассчитанная по 17.2;
b) не используется полный припуск под механическую обработку 0,50 мм по наружному и внутреннему диаметрам;
c) допускается использование образцов с кривизной наружной поверхности, обусловленной формой исходной трубы (см. ГОСТ Р 53366).
17.8 Справочная информация
Справочная информация по механике разрушения, формулы, применяемые в ГОСТ Р 53366 для расчета требований к испытанию на ударный изгиб, приведены в [19]. Требования к поперечным образцам - также в [19]. Требования к продольным образцам основаны на требованиях к поперечным образцам и на отношении прочности в продольном и поперечном направлениях, равном 1,33 - для групп прочности J55 и К55 и 2,0 - для более высоких групп прочности. Связь и прочности на ударный изгиб высокопрочных сталей описана в [20].
Дополнительные требования к испытанию на ударный изгиб для труб, приведенные в ГОСТ Р 53366, А.9 SR16, больше основаны на заданном минимальном пределе прочности, а не на заданном максимальном пределе текучести муфт. Такой выбор объясняется тем, что ожидаемый уровень напряжений в трубах обычно ниже, чем уровень напряжений в муфтах.
Приложение А (справочное). Расчет трехмерной текучести тела трубы
Приложение А
(справочное)
А.1 Трехмерная текучесть тела трубы
А.1.1 Общие положения
При анализе трехмерной текучести тела трубы используют критерий фон Мизеса. Упругое состояние, ведущее к возникновению текучести, возникает при наложении следующих факторов:
a) радиальных и тангенциальных напряжений, определяемых по формулам Ламе для толстостенного цилиндра;
b) равномерного осевого напряжения любого происхождения, кроме напряжения изгиба;
c) осевого напряжения изгиба для бруса Тимошенко;
d) напряжения сдвига от кручения с моментом, направленным по оси трубы.
А.1.2 Формулы упругого напряжения
А.1.2.1 Общие положения
В формулах упругого напряжения, возникающего в трубе, предел упругости, предел пропорциональности и предел текучести материала совпадают. Под текучестью металла в данном случае понимают границу между упругим и неупругим состояниями. Эта граница не имеет отношения к стандартному определению понятия минимального предела текучести. Стандартное определение, приведенное в ГОСТ Р 53366, применяют для расчетных формул.
Предельные значения возникновения текучести тела трубы - это значения, при которых начинается текучесть. Материал тела трубы в целом еще упругий, но в одной или в нескольких областях достигает предела текучести. Поэтому напряжения, определяющие предельные значения возникновения текучести материала тела трубы, могут быть найдены при помощи формул, основанных на линейном упругом поведении материала.
А.1.2.2 Формулы Ламе
Когда труба находится под действием внутреннего и наружного давлений, радиальное напряжение , МПа, и тангенциальное напряжение , МПа, возникающие в теле трубы, вычисляют по следующим формулам:
;(А.1)
, (А.2)