- Коэффициент прочности сварных соединений
- отношение предельной нагрузки, действующей в направлении, перпендикулярном к направлению сварного соединения (т. е. при αw = 0), к предельной нагрузке бесшовной детали (из РД 10-249-03).
Общие сведения.
Обычно для обозначения коэффициент прочности сварных соединений используют греческую букву — φ. На сайт для обозначения в расчетах используется буква — f.
Расчетный коэффициент прочности φ представляет собой относительную величину, используемую в формулах для определения толщины стенки расчетной детали и учитывающую ослабление отверстиями и сварными соединениями.
Коэффициенты прочности определяется в процессе выполнения расчета на прочность согласно выбранной методики расчета. В разных методиках классификация коэффициентом прочности может быть своя и иметь свои нюансы.
Коэффициенты прочности сварных соединений по ГОСТ 32-388-2013 «Трубопроводы технологические. Нормы и методы расчета на прочность, вибрацию и сейсмические воздействия».
Виды коэффициентов прочности сварных соединений.
-
- коэффициент прочности продольного сварного шва при растяжении (φy);
- коэффициент прочности поперечного сварного шва при растяжении (φw);
- коэффициент прочности поперечного сварного шва при изгибе (φbw);
- коэффициент прочности элемента с угловым сварным швом (φL).
Значения коэффициентов прочности сварных соединений для стальных трубы.
Коэффициенты прочности продольного и поперечного сварного шва при растяжении.
Коэффициенты прочности при растяжении φy, φw для стыковых сварных соединений стальных трубопроводов при растяжении, выполненных любым допущенным способом (автоматической, полуавтоматической или ручной дуговой сваркой), обеспечивающим полный провар по всей длине стыкуемых элементов, при контроле шва радиографией или ультразвуком по всей длине шва принимают по таблице
|
Сталь и способ сварки |
φy при расчетной температуре |
φy при расчетной температуре с учетом уровня контроля |
||||
|
510°С и менее
|
530°С и более
|
510°С и менее |
530°С и более |
|||
|
при выбор. контр. не менее 10% |
при от-вии контр. или при выбор. контр. менее 10% |
при выбор. контр. не менее 10% |
при от-вии контр. или при выбор. контр. менее 10% |
|||
|
Углеродистая, низколегированная, марганцовистая, хромомолибденовая и аустенитная при любом способе сварки |
1,0 |
1,0 |
0,8 |
0,7 |
0,8 |
0,7 |
|
Хромомолибденованадиевая и высокохромистая: |
|
|
|
|
|
|
|
— при электрошлаковой сварке |
1,0 |
1,0 |
0,8 |
0,7 |
0,8 |
0,7 |
|
— при электронно-лучевой сварке |
1,0 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
0,72 |
0,63 |
|
— при ручной дуговой сварке, контактной стыковой сварке, автоматической стыковой сварке под флюсом |
1,0 |
0,7 |
0,8 |
0,7 |
0,56 |
0,49 |
|
Примечание — При расчетной температуре от 510°С до 530°С значение коэффициента |
||||||
определяют линейным интерполированием между указанными значениями.Коэффициенты прочности стыкового сварного соединения φy, φw контроль качества которых радиографией или ультразвуком допускается проводить не по всей длине каждого шва, рекомендуется принимать, умноженными на следующее значение:
-
- при выборочном контроле не менее 10% длины данного шва — 0,8;
- при отсутствии контроля или при выборочном контроле менее 10% длины данного шва — 0,7.
При наличии смещения кромок сварных труб коэффициенты прочности сварного соединения φy, φw должны быть уменьшены пропорционально смещению кромок. Например, при смещении кромок на 15% значение коэффициентов должно быть умножено на 0,85.
Коэффициент прочности поперечного сварного стыка стальных труб и деталей при изгибе.
Коэффициент прочности поперечного сварного стыка стальных труб и деталей при изгибе φbw определяют так же как коэффициенты на прочность продольных и поперечных сварных швов (см. выше), но не более значений, приведенных в таблице.
|
Сталь |
φbw для труб |
|
|
бесшовных |
электросварных |
|
|
Аустенитная хромоникелевая и высокохромистая |
0,6 |
0,7 |
|
Хромомолибденованадиевая при расчетной температуре: |
|
|
|
— 510°С и менее |
0,9 |
1,0 |
|
— 530°С и более |
0,6 |
0,7 |
|
Углеродистая, марганцовистая и хромомолибденовая |
0,9 |
1,0 |
|
Примечание — При расчетной температуре от 510°С до 530°С коэффициент |
||
определяют линейной интерполяцией.Коэффициент прочности для угловых и тавровых сварных соединений стальных деталей.
Коэффициенты прочности для угловых и тавровых сварных соединений φL стальных деталей на все виды нагрузок, кроме сжатия, определяют так же как коэффициенты на прочность продольных и поперечных сварных швов (см. выше), но не более следующих значений:
-
- при полном контроле 100% длины шва — 0,8;
- при выборочном контроле или в отсутствие контроля — 0,6.
Пример использования коэффициента прочности сварных соединений.
-
- расчет толщины плоской внутритрубной заглушки без центрального отверстии на трубопроводе (внутренний диаметр трубы D=100 мм) горячей воды с давлением Р=1,6 МПа и температурой Т=150ºС из стали Ст3сп, с допустимым напряжением при Т=150ºС равным 125 МПа и коэффициентом прочности для угловых и тавровых сварных соединений φL=0,7;
- расчет толщины эллиптической заглушки без центрального отверстии на трубопроводе (наружный диаметр трубы D=108 мм) горячей воды с давлением Р=1,6 МПа и температурой Т=150ºС из стали Ст3сп, с допустимым напряжением при Т=150ºС равным 125 МПа и коэффициентом прочности продольного сварного шва при растяжении φy=0,8.
