Što je dozvoljeno naprezanje?

Dozvoljeno naprezanje (σ_allow ili f ili S) je maksimalno naprezanje dopušteno pri projektiranju. Jednako je čvrstoći materijala podijeljenoj s faktorom sigurnosti definiranim normom projektiranja (npr. ASME VIII, EN 13445).

Kako se dozvoljeno naprezanje izračunava prema ASME VIII?

ASME VIII Div.1: S = min(Rp0,2/1,5, Rm/3,5) pri sobnoj temperaturi. Pri povišenim temperaturama, svojstva ovisna o vremenu (puzanje) mogu biti mjerodavna. Izdanje iz 2007. smanjena je faktora za vlačnu čvrstoću s 4 na 3,5.

Kako se dozvoljeno naprezanje izračunava prema EN 13445?

EN 13445-3: f = min(Rp0.2/1.5, Rm/2.4) za feritne čelike. Za austenitne: f = max(Rp0.2/1.5, Rp1.0/1.2), ali ≤ Rm/3. Temperaturno zavisne vrijednosti iz EN 10028.

Kada puzanje postaje važno?

Puzanje (creep) je značajno iznad ~350°C za ugljenični čelik, ~400°C za niskolegirani, ~450°C za austenitni nerđajući, ~500°C za visokolegirani. Iznad ovih temperatura, vremenski zavisni napon loma određuje dozvoljenu vrijednost.

Šta je efikasnost zavarenog spoja?

Efikasnost zavarenog spoja (E ili z) smanjuje dozvoljeni napon na osnovu nivoa NDT ispitivanja: E=1,0 za potpuni radiografski pregled, E=0,85 za tačkasti RT, E=0,7 za bez volumetrijskog NDT. Uzima u obzir moguće greške zavara.

Besplatan Inženjerski Alat

Dozvoljeno naprezanje prema materijalu

Izračunajte dozvoljeno naprezanje pri projektiranju prema ASME VIII Div.1 ili EN 13445-3. Svojstva ovisna o temperaturi, provjera puzanja i loma, faktor kvalitete zavara. 12+ vrsta materijala.

ASME VIIIEN 13445σ_allowProvjera puzanjaFaktor zavara

Klasa materijala

Kod za projektovanje

Temperatura projektovanja (°C)

Faktor kvalitete zavarivanja

Vrsta opterećenja

Brze unaprijed postavljene vrijednosti

Dozvoljeni naponi pri dizajnu

Dozvoljeni napon σ_allow × E

—

Rp0.2(T) / Faktor sigurnosti

—

Rm(20°C) / Faktor sigurnosti

—

σ_allow (prije faktora zavarivanja)

—

Mjerodavni kriterij

—

Provjera u rasponu puzanja

—

Dozvoljeni napon prilagođen opterećenju

—

Svojstva materijala pri temperaturi T

—

EN 13445-3 (Feritni čelici)

ASME VIII Div.1

Smanjenje svojstava s temperaturom

I granica razvlačenja i vlačna čvrstoća smanjuju se s temperaturom. Ovaj kalkulator koristi linearizirane krivulje smanjenja na osnovu EN 10028 / ASME II-D podataka:

Ispod 100°C: svojstva su pri vrijednostima sobne temperature
100–400°C: postupno smanjenje (granica razvlačenja pada brže od vlačne čvrstoće)
Iznad 400°C: značajno smanjenje; puzanje može biti odlučujuće

Režim puzanja

Kada dizajnerska temperatura premašuje temperaturu početka puzanja, naprezanje sloma u funkciji vremena je određujuće. Tipični početak puzanja:

Vrsta materijala	Početak puzanja (°C)	Tipična maksimalna projektna T
Ugljični čelik (S235, S355)	~350	400°C
C-Mn tlačni čelik (P265GH, P355GH)	~380	450°C
Mo čelik (16Mo3)	~400	500°C
CrMo čelik (13CrMo4-5)	~450	550°C
2¼Cr-1Mo (10CrMo9-10)	~470	600°C
Austenitni nehrđajući čelik (304, 316L)	~500	700°C

Praktični primjer

Primjer — P265GH pri 250°C, EN 13445

Zadano: P265GH, Rp(20)=265 MPa, Rm=410 MPa, T=250°C, zavar E=1,0

Rp(250°C) ≈ 265 × 0,85 = 225,3 MPa (redukcija za temperaturu)

f_yield = 225,3 / 1,5 = 150,2 MPa

f_UTS = 410 / 2,4 = 170,8 MPa

f = min(150,2, 170,8) = 150,2 MPa (granica razvlačenja je određujuća)

Sa E=1,0: σ_allow = 150,2 MPa

Poređenje materijala na sobnoj temperaturi

Materijal	Rp0.2	Rm	f (EN)	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 SS	210	520	140	138
316L SS	200	500	133	133
2205 Duplex	450	620	258	177

⚠️ Napomena: Ovaj kalkulator pruža približne vrijednosti za preliminarni dizajn. Uvijek provjerite sa stvarnim tabelama kodeksa (ASME II-D, EN 10028, EN 10222) za vašu specifičnu marku materijala, oblik proizvoda, debljinu i temperaturu.

Dozvoljeno naprezanje je najveće naprezanje dopušteno u projektovanoj komponenti. To je čvrstoća materijala podijeljena faktorom sigurnosti definisanim propisom. Njegova primjena osigurava da komponenta neće otkazati pri normalnom (ili nenormalnom) opterećenju, uz odgovarajuću sigurnosnu rezervu.

Različiti propisi koriste različite faktore sigurnosti, što dovodi do različitih dozvoljenih naprezanja za isti materijal.

ASME VIII koristi faktor sigurnosti za UTS od 3.5 (prije 2007 bio je 4.0), dok EN 13445 koristi 2.4. To znači da je ASME konzervativniji prema kriteriju UTS. Međutim, oba koriste 1.5 za granicu tečenja.

Za materijale visoke čvrstoće kod kojih je granica tečenja mjerodavna (npr. S355, 2205), oba propisa daju slične rezultate. Za materijale niže čvrstoće kod kojih je UTS mjerodavan, ASME je znatno konzervativniji.

I granica tečenja i UTS opadaju s porastom temperature. Granica tečenja opada brže. Iznad temperature početka puzanja naprezanje pri lomu koje zavisi od vremena može postati mjerodavni kriterij.

Primjer: S355 na 400°C ima Rp ≈ 297 MPa (u odnosu na 355 pri RT), pa dozvoljeno naprezanje opada sa 213 na ~173 MPa (EN).

Puzanje je značajno iznad: ~350°C za ugljični čelik, ~400°C za Mo čelik, ~450°C za CrMo, ~500°C za austenitni SS. Iznad ovih temperatura naprezanje pri lomu uslijed puzanja za 100,000h, podijeljeno pripadajućim faktorom sigurnosti, može biti niže od dozvoljenog naprezanja zasnovanog na granici tečenja.

Koeficijent čvrstoće zavarenog spoja (E ili z) uzima u obzir moguće greške u zavaru:

E=1.0: Potpuno radiografsko ili ultrazvučno ispitivanje svih zavara
E=0.85: Mjestimično (djelimično) radiografsko ispitivanje
E=0.7: Bez volumetrijskog NDE (samo vizuelno)

Efektivno dozvoljeno naprezanje = σ_allow × E. Primjena E=1.0 zahtijeva više NDE, ali omogućava tanje stijenke.

Procedure opisane na ovoj stranici razvio je i terenski testirao tim Vibromera koristeći Balanset-1A, prenosivi dvokanalni balanser i analizator vibracija za balansiranje rotora na licu mjesta.

Kalkulator dozvoljenog naprezanja | ASME VIII / EN 13445 | Smanjenje na povišenoj temperaturi | Besplatan alat