Какво е допустимото напрежение?

Допустимото напрежение (σ_allow или f или S) е максималното допустимо напрежение в даден проект. То е равно на якостта на материала, разделена на коефициент на безопасност, определен от проектния код (напр. ASME VIII, EN 13445).

Как се изчислява допустимото напрежение съгласно ASME VIII?

ASME VIII Div.1: S = min(Rp0.2/1.5, Rm/3.5) при стайна температура. При повишени температури, свойствата, зависещи от времето (пълзене), могат да имат предимство. Изданието от 2007 г. намали коефициента на UTS от 4 на 3.5.

Как се изчислява допустимото напрежение съгласно EN 13445?

EN 13445-3: f = min(Rp0.2/1.5, Rm/2.4) за феритни стомани. За аустенитни: f = max(Rp0.2/1.5, Rp1.0/1.2), но ≤ Rm/3. Температурно зависими стойности от EN 10028.

Кога пълзенето става важно?

Пълзенето е значително над ~350°C за въглеродна стомана, ~400°C за нисколегирана стомана, ~450°C за аустенитна неръждаема стомана и ~500°C за високолегирана стомана. Над тези температури, допустимото напрежение на разрушаване, зависещо от времето, определя границите на допустимото напрежение.

Какво е ефективността на заваръчния шев?

Ефективността на заваръчния шев (E или z) намалява допустимото напрежение въз основа на нивото на неразрушаващ контрол: E=1.0 за пълен радиографски контрол, E=0.85 за точков радиографски контрол, E=0.7 за неразрушаващ контрол без обем. Тя отчита потенциалните дефекти на заваръчния шев.

Безплатен инженерен инструмент

Допустимо напрежение по материал

Изчислете допустимото проектно напрежение съгласно ASME VIII Div.1 или EN 13445-3. Температурно зависими свойства, проверка за разрушаване при пълзене, коефициент на ефективност на заваръчното съединение. 12+ класа материали.

ASME VIIIEN 13445σ_allowПроверка за пълзенеКоефициент на заваряване

Клас на материала

Кодекс за проектиране

Проектна температура (°C)

Ефективност на заваръчните съединения

Тип натоварване

Бързи предварително зададени настройки

Допустимо напрежение при проектирането

Допустимо напрежение σ_допустимо × E

—

Rp0.2(T) / Коефициент на безопасност

—

Rm(20°C) / Коефициент на безопасност

—

σ_allow (преди коефициента на заваряване)

—

Управляващ критерий

—

Проверка на диапазона на пълзене

—

Допустимо регулирано натоварване

—

Свойства на материала при T

—

EN 13445-3 (Феритни стомани)

ASME VIII Div. 1

Температурно намаляване на номиналните характеристики

Както границата на провлачване, така и UTS намаляват с температурата. Този калкулатор използва линеаризирани криви на температурно понижение, базирани на данни от EN 10028 / ASME II-D:

Под 100°C: свойствата са със стойности на стайна температура
100–400°C: постепенно намаляване (добивът спада по-бързо от UTS)
Над 400°C: значително намаление; пълзенето може да е преобладаващо

Режим на пълзене

Когато проектната температура надвиши температурата на начало на пълзене, зависимото от времето напрежение на разрушаване е определящо. Типично начало на пълзене:

Вид материал	Начало на пълзене (°C)	Типична максимална проектна T
Въглеродна стомана (S235, S355)	~350	400 °C
C-Mn стомана за съдове под налягане (P265GH, P355GH)	~380	450 °C
Молибденова стомана (16Mo3)	~400	500 °C
CrMo стомана (13CrMo4-5)	~450	550 °C
2¼Cr-1Mo (10CrMo9-10)	~470	600 °C
Аустенитна неръждаема стомана (304, 316L)	~500	700 °C

Практически пример

Пример — P265GH при 250°C, EN 13445

Дадено: P265GH, Rp(20)=265 MPa, Rm=410 MPa, T=250°C, заварка E=1.0

Rp(250°C) ≈ 265 × 0,85 = 225,3 MPa (намаление поради температура)

f_добив = 225.3 / 1.5 = 150,2 МПа

f_UTS = 410 / 2,4 = 170,8 МПа

f = min(150,2, 170,8) = 150,2 МПа (границата на провлачване е определяща)

При E=1.0: σ_allow = 150,2 МПа

Сравнение на материалите при стайна температура

Материал	Rp0.2	Rm	f (BG)	S (ASME)
S235JR	235	360	150	103
S355JR	355	510	213	146
P265GH	265	410	171	117
P355GH	355	490	204	140
16Mo3	280	450	187	129
13CrMo4-5	295	460	192	131
10CrMo9-10	275	450	183	129
304 неръждаема стомана	210	520	140	138
неръждаема стомана 316L	200	500	133	133
2205 Дуплекс	450	620	258	177

⚠️ Забележка: Този калкулатор предоставя приблизителни стойности за предварителен проект. Винаги проверявайте с актуалните таблици с кодове (ASME II-D, EN 10028, EN 10222) за вашия специфичен клас материал, форма на продукта, дебелина и температура.

Допустимото напрежение е максималното напрежение, разрешено в проектен компонент. То е якостта на материала, разделена на коефициент на сигурност, определен от нормативния документ. Използването му осигурява, че компонентът няма да се разруши при нормално (или ненормално) натоварване, с достатъчен запас на сигурност.

Различните нормативни документи използват различни коефициенти на сигурност, което води до различни допустими напрежения за един и същ материал.

ASME VIII използва коефициент на сигурност за UTS от 3.5 (преди 2007 е бил 4.0), докато EN 13445 използва 2.4. Това означава, че ASME е по-консервативен по критерия UTS. И двата обаче използват 1.5 за границата на провлачване.

За високоякостни материали, при които границата на провлачване е определяща (напр. S355, 2205), двата стандарта дават сходни резултати. За материали с по-ниска якост, при които UTS е определяща, ASME е значително по-консервативен.

Както границата на провлачване, така и UTS намаляват с повишаването на температурата. Границата на провлачване намалява по-бързо. Над температурата, при която започва пълзенето, зависещото от времето напрежение на разрушаване може да стане определящият критерий.

Пример: S355 при 400°C има Rp ≈ 297 MPa (спрямо 355 при RT), така че допустимото напрежение намалява от 213 до ~173 MPa (EN).

Пълзенето е съществено над: ~350°C за въглеродна стомана, ~400°C за Mo стомана, ~450°C за CrMo, ~500°C за аустенитна SS. Над тези температури напрежението на разрушаване при пълзене за 100 000h, разделено на съответния коефициент на сигурност, може да бъде по-ниско от допустимото напрежение, определено по границата на провлачване.

Коефициентът на якост на завареното съединение (E или z) отчита възможни дефекти в заваръчния шев:

E=1.0: Пълно радиографско или ултразвуково изследване на всички заваръчни шевове
E=0.85: Избирателно (частично) радиографско изследване
E=0.7: Без обемен NDE (само визуален)

Ефективното допустимо напрежение = σ_allow × E. Използването на E=1.0 изисква повече NDE, но позволява по-тънки стени.

Процедурите, описани на тази страница, са разработени и тествани на терен от екипа на Vibromera с помощта на Balanset-1A, преносим двуканален балансьор и анализатор на вибрации за балансиране на ротори на място.

Калкулатор за допустимо напрежение | ASME VIII / EN 13445 | Температурно отклонение | Безплатен инструмент