Bezplatný inžiniersky nástroj
Prípustné napätie podľa materiálu
Výpočet prípustného návrhového napätia podľa ASME VIII Div. 1 alebo EN 13445-3. Vlastnosti závislé od teploty, kontrola tečenia pri medzier, súčiniteľ účinnosti zvarového spoja. Viac ako 12 druhov materiálov.
Prípustné konštrukčné napätie
EN 13445-3 (Feritické ocele)
ASME VIII, oddiel 1
Zníženie výkonu pri teplote
Medza klzu aj UTS sa s teplotou znižujú. Táto kalkulačka používa linearizované krivky odľahčenia na základe údajov z noriem EN 10028 / ASME II-D:
- Pod 100 °C: vlastnosti sú pri hodnotách izbovej teploty
- 100–400 °C: postupné znižovanie (medza klzu klesá rýchlejšie ako UTS)
- Nad 400 °C: výrazné zníženie; môže prevládať tečenie
Režim plazivého rastu
Keď návrhová teplota prekročí teplotu začiatku tečenia, rozhoduje časovo závislé medzné napätie. Typický začiatok tečenia:
| Typ materiálu | Začiatok tečenia (°C) | Typický maximálny návrh T |
|---|---|---|
| Uhlíková oceľ (S235, S355) | ~350 | 400 °C |
| Tlak C-Mn (P265GH, P355GH) | ~380 | 450 °C |
| Mo oceľ (16Mo3) | ~400 | 500 °C |
| CrMo oceľ (13CrMo4-5) | ~450 | 550 °C |
| 2¼Cr-1Mo (10CrMo9-10) | ~470 | 600 °C |
| Austenitická nerezová oceľ (304, 316L) | ~500 | 700 °C |
Praktický príklad
Vzhľadom na to, že: P265GH, Rp(20)=265 MPa, Rm=410 MPa, T=250 °C, zvar E=1,0
Rp(250 °C) ≈ 265 × 0,85 = 225,3 MPa (zníženie výkonu v dôsledku teploty)
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 (medza klzu určuje)
Pri E=1,0: σ_allow = 150,2 MPa
Porovnanie materiálov pri izbovej teplote
| Materiál | 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 nehrdzavejúca oceľ | 210 | 520 | 140 | 138 |
| 316L nerezová oceľ | 200 | 500 | 133 | 133 |
| 2205 Duplex | 450 | 620 | 258 | 177 |
⚠️ Poznámka: Táto kalkulačka poskytuje približné hodnoty pre predbežný návrh. Vždy si overte aktuálne tabuľky noriem (ASME II-D, EN 10028, EN 10222) pre váš konkrétny druh materiálu, tvar produktu, hrúbku a teplotu.
Dovolené napätie je najvyššie napätie prípustné v navrhovanom komponente. Je to pevnosť materiálu vydelená súčiniteľom bezpečnosti stanoveným predpisom. Jeho použitie zabezpečuje, že komponent nezlyhá pri normálnom (alebo abnormálnom) zaťažení, s primeranou bezpečnostnou rezervou.
Rôzne predpisy používajú rôzne súčinitele bezpečnosti, čo vedie k rôznym dovoleným napätiam pre ten istý materiál.
ASME VIII používa súčiniteľ bezpečnosti pre UTS 3.5 (pred rokom 2007 bol 4.0), zatiaľ čo EN 13445 používa 2.4. To znamená, že ASME je pri kritériu UTS konzervatívnejší. Oba však používajú 1.5 pre medzu klzu.
Pri vysokopevných materiáloch, pri ktorých rozhoduje medza klzu (napr. S355, 2205), dávajú oba predpisy podobné výsledky. Pri materiáloch s nižšou pevnosťou, pri ktorých rozhoduje UTS, je ASME výrazne konzervatívnejší.
Medza klzu aj UTS klesajú s rastúcou teplotou. Medza klzu klesá rýchlejšie. Nad teplotou začiatku tečenia materiálu sa môže rozhodujúcim kritériom stať časovo závislé napätie pri porušení.
Príklad: S355 pri 400°C má Rp ≈ 297 MPa (oproti 355 pri RT), takže dovolené napätie klesá z 213 na ~173 MPa (EN).
Tečenie materiálu je významné nad: ~350°C pre uhlíkovú oceľ, ~400°C pre Mo oceľ, ~450°C pre CrMo, ~500°C pre austenitickú SS. Nad týmito teplotami môže byť napätie pri porušení tečením za 100 000h, vydelené príslušným súčiniteľom bezpečnosti, nižšie než dovolené napätie založené na medzi klzu.
Súčiniteľ účinnosti zvarového spoja (E alebo z) zohľadňuje možné chyby zvaru:
- E=1,0: Úplná rádiografická alebo ultrazvuková kontrola všetkých zvarov
- E=0,85: Miestna (čiastočná) rádiografická kontrola
- E=0,7: Bez objemového NDE (iba vizuálna kontrola)
Efektívne dovolené napätie = σ_allow × E. Použitie E=1,0 vyžaduje viac NDE, ale umožňuje tenšie steny.
Postupy opísané na tejto stránke vyvinul a v teréne otestoval tím Vibromera pomocou zariadenia Balanset-1A, prenosného dvojkanálového vyvažovacieho prístroja a analyzátora vibrácií na vyvažovanie rotorov priamo na mieste.
Profesionálne terénne prístroje. Používajú sa vo viac ako 50 krajinách.
