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सामग्री के अनुसार अनुमेय तनाव
ASME VIII Div.1 या EN 13445-3 के अनुसार डिज़ाइन अनुमेय तनाव की गणना करें। तापमान-निर्भर गुणधर्म, क्रीप रप्चर जाँच, वेल्ड जॉइंट दक्षता कारक। 12+ सामग्री ग्रेड।
डिजाइन अनुमेय तनाव
EN 13445-3 (फेरिटिक स्टील)
एएसएमई VIII डिव.1
तापमान में कमी
तापमान बढ़ने के साथ उपज और यूटीएस दोनों में कमी आती है। यह कैलकुलेटर EN 10028 / ASME II-D डेटा पर आधारित रेखीयकृत डिरेटिंग वक्रों का उपयोग करता है:
- 100°C से नीचे: गुणधर्म कमरे के तापमान के मानों के समान होते हैं।
- 100–400°C: क्रमिक कमी (उपज में गिरावट यूटीएस की तुलना में अधिक तेजी से होती है)
- 400°C से ऊपर: महत्वपूर्ण कमी; रेंगना प्रमुख हो सकता है
क्रीप रेंज
जब डिज़ाइन तापमान रेंगने की शुरुआत के तापमान से अधिक हो जाता है, तो समय-निर्भर टूटने का तनाव हावी हो जाता है। रेंगने की शुरुआत का विशिष्ट समय:
| सामग्री प्रकार | रेंगने की शुरुआत (°C) | विशिष्ट मैक्स डिज़ाइन टी |
|---|---|---|
| कार्बन स्टील (S235, S355) | ~350 | 400 डिग्री सेल्सियस |
| C-Mn दबाव (P265GH, P355GH) | ~380 | 450 डिग्री सेल्सियस |
| मो स्टील (16Mo3) | ~400 | 500 डिग्री सेल्सियस |
| CrMo स्टील (13CrMo4-5) | ~450 | 550 डिग्री सेल्सियस |
| 2¼Cr-1Mo (10CrMo9-10) | ~470 | 600 डिग्री सेल्सियस |
| ऑस्टेनिटिक एसएस (304, 316एल) | ~500 | 700 डिग्री सेल्सियस |
व्यावहारिक उदाहरण
दिया गया: P265GH, Rp(20)=265 MPa, Rm=410 MPa, T=250°C, वेल्ड E=1.0
Rp(250°C) ≈ 265 × 0.85 = 225.3 MPa (तापमान के लिए अवमूल्यन)
f_yield = 225.3 / 1.5 = 150.2 एमपीए
f_UTS = 410 / 2.4 = 170.8 एमपीए
f = min(150.2, 170.8) = 150.2 एमपीए (उपज नियंत्रित करती है)
E=1.0 के साथ: σ_अनुमति = 150.2 एमपीए
कमरे के तापमान पर पदार्थों की तुलना
| सामग्री | आरपी0.2 | आर एम | एफ (ईएन) | एस (एएसएमई) |
|---|---|---|---|---|
| एस235जेआर | 235 | 360 | 150 | 103 |
| एस355जेआर | 355 | 510 | 213 | 146 |
| पी265जीएच | 265 | 410 | 171 | 117 |
| पी355जीएच | 355 | 490 | 204 | 140 |
| 16मो3 | 280 | 450 | 187 | 129 |
| 13क्रमो4-5 | 295 | 460 | 192 | 131 |
| 10CrMo9-10 | 275 | 450 | 183 | 129 |
| 304 एसएस | 210 | 520 | 140 | 138 |
| 316L एसएस | 200 | 500 | 133 | 133 |
| 2205 डुप्लेक्स | 450 | 620 | 258 | 177 |
⚠️ ध्यान दें: यह कैलकुलेटर प्रारंभिक डिज़ाइन के लिए अनुमानित मान प्रदान करता है। कृपया अपने विशिष्ट सामग्री ग्रेड, उत्पाद स्वरूप, मोटाई और तापमान के लिए वास्तविक कोड तालिकाओं (ASME II-D, EN 10028, EN 10222) से पुष्टि अवश्य करें।
अनुमेय प्रतिबल किसी अभिकल्पित घटक में अनुमति प्राप्त अधिकतम प्रतिबल है। यह सामग्री के सामर्थ्य को संहिता द्वारा निर्धारित सुरक्षा गुणांक से भाग देने पर मिलता है। इसका उपयोग सुनिश्चित करता है कि पर्याप्त सुरक्षा अंतर के साथ घटक सामान्य (या असामान्य) भार के अंतर्गत विफल नहीं होगा।
अलग-अलग संहिताएँ अलग-अलग सुरक्षा गुणांक उपयोग करती हैं, जिससे एक ही सामग्री के लिए अलग-अलग अनुमेय प्रतिबल मिलते हैं।
ASME VIII, UTS के लिए 3.5 का सुरक्षा गुणांक उपयोग करता है (2007 से पहले यह 4.0 था), जबकि EN 13445 में 2.4 उपयोग होता है। इसका अर्थ है कि UTS मानदंड पर ASME अधिक रूढ़िवादी है। हालाँकि, दोनों पराभव सामर्थ्य के लिए 1.5 उपयोग करते हैं।
उच्च सामर्थ्य वाली सामग्रियों में, जहाँ पराभव सामर्थ्य निर्णायक होता है (जैसे S355, 2205), दोनों संहिताएँ मिलते-जुलते परिणाम देती हैं। कम सामर्थ्य वाली सामग्रियों में, जहाँ UTS निर्णायक होता है, ASME काफी अधिक रूढ़िवादी है।
तापमान बढ़ने पर पराभव सामर्थ्य और UTS दोनों घटते हैं। पराभव सामर्थ्य अधिक तेज़ी से घटता है। विसर्पण शुरू होने के तापमान से ऊपर, समय पर निर्भर भंग प्रतिबल निर्णायक मानदंड बन सकता है।
उदाहरण: 400°C पर S355 का Rp ≈ 297 MPa होता है (RT पर 355 की तुलना में), इसलिए अनुमेय प्रतिबल 213 से घटकर ~173 MPa हो जाता है (EN)।
विसर्पण इन तापमानों से ऊपर महत्वपूर्ण होता है: कार्बन स्टील के लिए ~350°C, Mo स्टील के लिए ~400°C, CrMo के लिए ~450°C, ऑस्टेनिटिक SS के लिए ~500°C। इन तापमानों से ऊपर, 100,000h का विसर्पण भंग प्रतिबल, अपने सुरक्षा गुणांक से भाग देने पर, पराभव सामर्थ्य पर आधारित अनुमेय प्रतिबल से कम हो सकता है।
वेल्ड जोड़ की दक्षता (E या z) संभावित वेल्ड दोषों को ध्यान में रखती है:
- E=1.0: सभी वेल्डों की पूर्ण रेडियोग्राफिक या अल्ट्रासोनिक जाँच
- E=0.85: चुनिंदा स्थानों पर (आंशिक) रेडियोग्राफिक जाँच
- E=0.7: कोई आयतनात्मक NDE नहीं (केवल दृश्य जाँच)
प्रभावी अनुमेय प्रतिबल = σ_allow × E। E=1.0 का उपयोग करने के लिए अधिक NDE की आवश्यकता होती है, लेकिन इससे पतली दीवारें संभव होती हैं।
इस पृष्ठ पर वर्णित प्रक्रियाओं को Vibromera टीम द्वारा Balanset-1A का उपयोग करके विकसित और फील्ड में परीक्षित किया गया है, जो ऑन-साइट रोटर बैलेंसिंग के लिए एक पोर्टेबल डुअल-चैनल बैलेंसर और वाइब्रेशन एनालाइज़र है।
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