تنش مجاز چیست؟

تنش مجاز (σ_allow یا f یا S) حداکثر تنش مجاز در یک طرح است. این تنش برابر است با مقاومت مصالح تقسیم بر ضریب ایمنی تعریف شده توسط آییننامه طراحی (مثلاً ASME VIII، EN 13445).

تنش مجاز طبق استاندارد ASME VIII چگونه محاسبه میشود؟

ASME VIII Div.1: S = min(Rp0.2/1.5, Rm/3.5) در دمای اتاق. در دماهای بالا، خواص وابسته به زمان (خزش) ممکن است تعیینکننده باشند. ویرایش ۲۰۰۷ ضریب UTS را از ۴ به ۳.۵ کاهش داد.

تنش مجاز طبق استاندارد EN 13445 چگونه محاسبه میشود؟

EN 13445-3: f = min(Rp0.2/1.5, Rm/2.4) برای فولادهای فریتی. برای فولادهای آستنیتی: f = max(Rp0.2/1.5, Rp1.0/1.2) اما ≤ Rm/3. مقادیر وابسته به دما از EN 10028.

چه زمانی خزش مهم میشود؟

خزش در دماهای بالاتر از حدود ۳۵۰ درجه سانتیگراد برای فولاد کربنی، حدود ۴۰۰ درجه سانتیگراد برای فولاد کم آلیاژ، حدود ۴۵۰ درجه سانتیگراد برای فولاد ضد زنگ آستنیتی و حدود ۵۰۰ درجه سانتیگراد برای فولاد پر آلیاژ قابل توجه است. بالاتر از این دماها، تنش گسیختگی وابسته به زمان، حد مجاز را تعیین میکند.

راندمان اتصال جوشی چیست؟

راندمان اتصال جوش (E یا z) تنش مجاز را بر اساس سطح NDE کاهش میدهد: E=1.0 برای بررسی رادیوگرافی کامل، E=0.85 برای RT نقطهای، E=0.7 برای NDE بدون حجم. این پارامتر عیوب احتمالی جوش را در نظر میگیرد.

ابزار مهندسی رایگان

تنش مجاز بر اساس جنس

محاسبه تنش مجاز طراحی بر اساس ASME VIII Div.1 یا EN 13445-3. خواص وابسته به دما، بررسی خزش و پارگی، ضریب راندمان اتصال جوش. بیش از ۱۲ گرید مواد.

ASME VIIIEN 13445σ_allowبررسی خزشضریب جوش

گرید ماده

کد طراحی

دمای طراحی (درجه سانتیگراد)

راندمان اتصال جوش

نوع بار

پیش‌تنظیم‌های سریع

تنش مجاز طراحی

تنش مجاز σ_allow × E

—

Rp0.2(T) / ضریب ایمنی

—

Rm(20°C) / ضریب ایمنی

—

σ_allow (قبل از ضریب جوش)

—

معیار حاکم

—

بررسی محدوده خزش

—

مجاز تنظیم شده با بار

—

خواص مواد در T

—

EN 13445-3 (فولادهای فریتی)

ASME VIII بخش ۱

کاهش خواص با افزایش دما

هم بازده و هم UTS با دما کاهش می‌یابند. این محاسبه‌گر از منحنی‌های کاهش درجه‌بندی خطی‌شده بر اساس داده‌های EN 10028 / ASME II-D استفاده می‌کند:

زیر ۱۰۰ درجه سانتیگراد: خواص در دمای اتاق هستند
۱۰۰ تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد: کاهش تدریجی (کاهش بازده سریع‌تر از UTS)
بالاتر از ۴۰۰ درجه سانتیگراد: کاهش قابل توجه؛ خزش ممکن است مؤثر باشد

رژیم خزش

وقتی دمای طراحی از دمای شروع خزش بیشتر شود، تنش گسیختگی وابسته به زمان حاکم می‌شود. شروع خزش معمول:

نوع ماده	شروع خزش (°C)	حداکثر دمای معمول طراحی
فولاد کربنی (S235، S355)	~350	۴۰۰ درجه سانتی‌گراد
فشار کربن-منگنز (P265GH، P355GH)	~380	۴۵۰ درجه سانتی‌گراد
فولاد مولیبدن (16Mo3)	~400	۵۰۰ درجه سانتی‌گراد
فولاد CrMo (13CrMo4-5)	~450	۵۵۰ درجه سانتی‌گراد
2¼Cr-1Mo (10CrMo9-10)	~470	۶۰۰ درجه سانتی‌گراد
فولاد ضد زنگ آستنیتی (304، 316L)	~500	۷۰۰ درجه سانتی‌گراد

مثال عملی

مثال — P265GH در دمای ۲۵۰ درجه سانتیگراد، EN 13445

با توجه به: P265GH، Rp(20)=265 مگاپاسکال، Rm=410 مگاپاسکال، T=250°C، جوش E=1.0

Rp(250°C) ≈ 265 × 0.85 = 225.3 MPa (کاهش خواص در دما)

f_yield = 225.3 / 1.5 = ۱۵۰.۲ مگاپاسکال

f_UTS = ۴۱۰ / ۲.۴ = ۱۷۰.۸ مگاپاسکال

f = min(150.2, 170.8) = ۱۵۰.۲ مگاپاسکال (بازده تعیین‌کننده است)

با E=1.0: σ_allow = ۱۵۰.۲ مگاپاسکال

مقایسه مواد در دمای اتاق

مواد	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

⚠️ توجه: این محاسبه‌گر مقادیر تقریبی برای طراحی اولیه را ارائه می‌دهد. همیشه با جداول کد واقعی (ASME II-D، EN 10028، EN 10222) برای درجه مواد خاص، فرم محصول، ضخامت و دمای مورد نظر خود، مطابقت دهید.

محاسبه‌گر تنش مجاز | ASME VIII / EN 13445 | کاهش دما | ابزار رایگان