Допустимое напряжение в стенке трубы при испытании что это

Допустимое напряжение в стенке трубы при испытании что это

Метод испытания внутренним гидростатическим давлением

Metallic pipes. Internal hydrostatic pressure testing method

Дата введения 2017-09-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила, рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности» (ОАО «РосНИТИ»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 357 «Стальные и чугунные трубы и баллоны»

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 28 февраля 2017 г. N 96-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 марта 2017 г. N 165-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 3845-2017 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2017 г.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод испытаний металлических бесшовных, сварных, свертнопаяных труб, включая биметаллические трубы, из стали, чугуна, сплавов и цветных металлов, внутренним гидростатическим давлением для подтверждения их способности выдерживать испытательное давление. Метод испытаний внутренним гидростатическим давлением заключается в воздействии на трубу неподвижной испытательной среды, находящейся под давлением.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 12.0.004-2015 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения

ГОСТ 28548-90 Трубы стальные. Термины и определения

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 28548.

4 Требования к испытательному оборудованию, средствам измерений и испытательной среде

При проведении испытаний применяют:

— испытательное оборудование, предназначенное для испытаний труб внутренним гидростатическим давлением;

— манометр или другие средства измерений испытательного давления, имеющие класс точности не ниже:

— секундомер или другие средства измерений времени выдержки труб при испытательном давлении;

— испытательную среду: воду, эмульсию или другую жидкую среду.

5 Требования к условиям испытаний

При проведении испытаний необходимо соблюдать следующие требования:

— температура окружающей и испытательной среды должна соответствовать условиям эксплуатации, указанным в документации на испытательное оборудование;

— в течение выдержки труб под испытательным давлением отклонение давления от установленного значения не должно быть более указанного в документации на испытательное оборудование;

— для герметизации труб следует применяться уплотнительные элементы, соответствующие размеру, форме и типу отделки концов труб, а также учитывающие наличие муфт;

— подъем давления при испытании всех труб и сброс давления при испытании труб с наружным диаметром до 102 мм включительно с отношением S/D до 0,01 включительно следует проводить плавно, без гидравлических ударов;

— операции по перемещению, закреплению и герметизации труб не должны приводить к повреждению формы и поверхности труб.

6 Подготовка к проведению испытаний

6.1 Испытательное давление и время выдержки

При подготовке к проведению испытаний труб определяют основные параметры испытаний: испытательное давление и время выдержки при испытательном давлении.

Испытания труб круглого сечения, кроме чугунных, проводят при испытательном давлении, рассчитанном по формулам (1)-(8) с округлением полученного значения до первого десятичного знака, но не более 69,0 МПа, если иное не установлено в нормативной или технической документации на трубы.

Испытания нарезных труб проводят с муфтами, без муфт или до нарезания резьбового соединения при давлении, рассчитанном для труб с муфтами с учетом прочности муфты и конструкции резьбового соединения (см. [1]*), если иное не установлено в нормативной или технической документации на трубы.

Испытания труб не круглого сечения (профильных) и чугунных труб проводят при испытательном давлении, установленном в нормативной или технической документации на трубы.

Время выдержки при испытательном давлении устанавливают в нормативной или технической документации на трубы.

6.2 Расчет испытательного давления

6.2.1 Испытательное давление Р, МПа, для бесшовных, сварных, свертнопаяных труб, кроме нарезных и биметаллических труб, вычисляют по формулам:

— для бесшовных труб с наружным диаметром до 550 мм включительно, сварных и свертнопаяных труб с наружным диаметром до 530 мм с отношением S/D до 0,13 включительно:

, (1)

— для бесшовных труб с наружным диаметром до 550 мм включительно, сварных и свертнопаяных труб с наружным диаметром до 530 мм с отношением S/D более 0,13:

, (2)

— для сварных труб с наружным диаметром не менее 530 мм:

. (3)

6.2.2 Испытательное давление Р, МПа, для бесшовных и сварных нарезных труб вычисляют по формуле

, (4)

6.2.3 Испытательное давление Р, МПа, для сварных и бесшовных биметаллических круглых труб вычисляют по формулам:

— для труб с известными допустимыми напряжениями в наружном и внутреннем слоях металла:

, (5)

— расчетная суммарная минимальная толщина стенки трубы, равная сумме минимальных допустимых толщин наружного и внутреннего слоев металла (с учетом минусового предельного отклонения), мм;

— для труб с известным средним допустимым напряжением в слоях металла трубы:

, (6)

7 Порядок проведения испытаний

Испытания выполняют в следующей последовательности:

— проводят герметизацию трубы;

— заполняют трубу испытательной средой, обеспечивая при этом вытеснение воздуха из трубы;

Источник

Допустимое напряжение в стенке трубы при испытании что это

Нормы и методы расчета на прочность, вибрацию и сейсмические воздействия

Processing pipes. Standards and calculation methods for the stress, vibration and seismic effects

Дата введения 2014-08-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Некоммерческим партнерством «Сертификационный центр НАСТХОЛ» (НП «СЦ НАСТХОЛ»), Научно-техническим предприятием Трубопровод (ООО «НТП Трубопровод»)

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 155 «Соединения трубопроводов общемашиностроительного применения»

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 18 октября 2013 г. N 60-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 апреля 2014 г. N 304-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32388-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 августа 2014 г.

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 2016 г.

Введение

Стандарт предназначен для специалистов, осуществляющих проектирование, строительство и реконструкцию трубопроводов технологических в нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, газовой и других смежных отраслях промышленности.

Стандарт выпущен в развитие СА 03-003-07*. В стандарте:

— учтены все изменения к СА 03-003-07;

— добавлен раздел по расчету на прочность трубопроводов высокого давления (более 10 МПа);

— добавлен раздел по оценке прочности трубопроводов при сейсмических воздействиях;

— добавлен раздел по расчету прочности криогенных трубопроводов с рабочей температурой от минус 269°С;

— добавлен раздел по оценке устойчивости как подземных, так и надземных трубопроводов;

— приведена методика определения отбраковочных толщин;

— добавлены требования по расчету трубопроводов, прокладываемых в грунте без устройства каналов (бесканальная прокладка);

— добавлена методика расчета переходов, косых врезок и косых тройников (в которых ответвление неперпендикулярно магистральной части);

— усовершенствована методика расчета вакуумных трубопроводов;

— внесены прочие правки в методику расчета, отражающие опыт, накопленный за время использования СА 03-003-07;

— стандарт распространяется не только на стальные трубопроводы, но и на трубопроводы из цветных металлов (титана, меди, алюминия и их сплавов) и из полимерных материалов.

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на технологические трубопроводы, работающие под внутренним давлением, вакуумом или наружным давлением, из углеродистых и легированных сталей, цветных металлов (алюминия, меди, титана и их сплавов) с рабочей температурой от минус 269°С до плюс 700°С при отношении толщины стенки к наружному диаметру 0,25 и технологические трубопроводы из полимерных материалов с рабочим давлением до 1,0 МПа и температурой до 100°С, предназначенные для транспортировки жидких и газообразных веществ (сырье, полуфабрикаты, реагенты, промежуточные или конечные продукты, полученные или использованные в технологическом процессе), к которым материал труб химически стоек или относительно стоек.

Стандарт распространяется на проектируемые, вновь изготавливаемые и реконструируемые технологические трубопроводы, эксплуатирующиеся на опасных производственных объектах в закрытых цехах, наружных установках, а также прокладываемые надземно на низких, высоких опорах, эстакадах и подземно в непроходных, полупроходных каналах и защемленные в грунте (бесканальные).

Стандарт применим при условии, что отклонения от геометрических размеров и неточности при изготовлении рассчитываемых элементов не превышают допусков, установленных нормативно-технической документацией.

1.2 Настоящий стандарт устанавливает требования к определению толщины стенки труб и соединительных деталей трубопровода под действием внутреннего избыточного и наружного давления, а также методы расчета на прочность и устойчивость технологических трубопроводов.

Поверочный расчет трубопровода предусматривает оценку статической прочности и малоцикловой усталости трубопровода под действием нагрузок и воздействий, соответствующих как нормальному технологическому режиму, так и допустимым отклонениям от такого режима.

Поверочный расчет на сейсмические воздействия выполняется для трубопроводов, расположенных на площадках с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов по шкале MSK-64.

Предусмотрен расчет трубопровода на вибрацию при пусконаладочных работах и эксплуатации. Приведены рекомендации по определению амплитуды и частоты пульсаций давления рабочей среды, генерируемых оборудованием, и собственных частот колебаний трубопровода. Сформулированы условия отстройки трубопровода от резонанса. Даны критерии прочности трубопровода при наличии вибрации.

Внутренние силовые факторы и реакции опор определяют расчетом трубопровода как упругой стержневой системы с учетом реальной гибкости элементов и сил трения в опорах скольжения по методам строительной механики стержневых систем. Нагрузки на оборудование и опоры определяют в рабочем и холодном (нерабочем) состояниях трубопровода, а также при испытаниях.

Оценка прочности проводится раздельно на действие несамоуравновешенных нагрузок (весовые и внутреннее давление) и с учетом всех нагружающих факторов, в том числе температурных деформаций. При соблюдении условий малоцикловой усталости допускается значительная концентрация местных напряжений, обусловленных температурным нагревом в рабочем состоянии трубопровода.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.044-89 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 25.101-83 Расчеты и испытания на прочность. Методы схематизации случайных процессов нагружения элементов машин и конструкций и статистического представления результатов

ГОСТ 12815-80 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см ). Типы. Присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей

ГОСТ 12816-80 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см ). Общие технические требования

ГОСТ 12817-80 Фланцы литые из серого чугуна на от 0,1 до 1,6 МПа (от 1 до 16 кгс/см ). Конструкции и размеры

ГОСТ 12818-80 Фланцы литые из ковкого чугуна на от 1,6 до 4,0 МПа (от 16 до 40 кгс/см ). Конструкции и размеры

ГОСТ 12819-80 Фланцы литые стальные на от 1,6 до 20,0 МПа (от 16 до 200 кгс/см ). Конструкции и размеры

ГОСТ 12820-80 Фланцы стальные плоские приварные на от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см ). Конструкции и размеры

ГОСТ 12821-80 Фланцы стальные приварные встык на от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см ). Конструкции и размеры

ГОСТ 12822-80 Фланцы стальные свободные на приварном кольце на от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см ). Конструкции и размеры

ГОСТ 30546.1-98 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям и методы расчета их сложных конструкций в части сейсмостойкости

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины и определения:

3.1 акселерограмма: Зависимость ускорения колебаний от времени.

3.2 акселерограмма землетрясения: Акселерограмма на свободной поверхности грунта при землетрясении.

3.3 акселерограмма поэтажная: Ответная акселерограмма для отдельных высотных отметок сооружения, на которых расположен трубопровод.

3.4 воздействие: Явление, вызывающее внутренние силы в элементе трубопровода (изменение температуры стенки трубы, деформация основания и др.).

3.5 воздействие деформационное (кинематическое): Воздействие на трубопровод в виде перемещения, например температурные расширения, неравномерная осадка опор, смещение точек присоединения к оборудованию и т.д., измеряется в миллиметрах, градусах и т.д. Деформационные воздействия являются самоуравновешенными и для трубопроводов считаются менее опасными, чем силовые. Деформационные воздействия в статически определимых системах не вызывают появление внутренних усилий, а вызывают только перемещения.

3.6 воздействие силовое: Воздействие на трубопровод в виде силы, измеряется, например, в ньютонах, мегапаскалях, ньютонах на метр и т.д. Силовые воздействия являются несамоуравновешенными и считаются более опасными, чем деформационные воздействия. Силовые воздействия вызывают внутренние усилия и перемещения как в статически определимых, так и в статически неопределимых системах.

3.7 давление пробное: Избыточное давление, при котором должно проводиться гидравлическое испытание трубопровода и его деталей на прочность и герметичность.

3.8 давление рабочее (нормативное): Наибольшее внутреннее давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации трубопровода.

3.9 давление расчетное: Максимальное избыточное внутреннее давление, на которое рассчитывают трубопровод или его часть на прочность.

3.10 допускаемое напряжение: Максимальное безопасное напряжение при эксплуатации рассматриваемой конструкции.

Источник

Допустимое напряжение в стенке трубы при испытании что это

Метод испытания гидравлическим давлением

Metallic tubes. Hydraulic pressure testing method

Дата введения 1977-01-01

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 30.12.75 N 4102 дата введения установлена 01.01.77

Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)

ВЗАМЕН ГОСТ 3845-65

ИЗДАНИЕ (сентябрь 2010 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в апреле 1980 г., октябре 1986 г. (ИУС 5-80, 1-87)

Настоящий стандарт распространяется на трубы из стали, чугуна, цветных металлов и устанавливает метод испытания их внутренним гидравлическим давлением для проверки прочности и плотности основного металла труб и сварных швов.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 480-77 в части испытания гидравлическим давлением.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. ОБОРУДОВАНИЕ И АППАРАТУРА

Гидравлический пресс любой конструкции, обеспечивающий испытание в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

2. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

2.1. Наибольшую величину пробного давления рассчитывают по формулам, приведенным ниже.

2.1.1. Наибольшее пробное давление для круглых монометаллических бесшовных труб диаметром до 550 мм и сварных труб диаметром до 480 мм включительно ( ), МПа (кгс/см ), и ( ), МПа (кгс/см ), вычисляют по формулам:

;

;

;

,

— номинальный наружный диаметр трубы, мм;

— допускаемое напряжение в стенке трубы при испытании, МПа (кгс/мм );

— расчетный диаметр трубы, мм, в качестве которого может быть использован:

наружный диаметр (для обсадных и насосно-компрессорных труб),

средний диаметр (для бесшовных, в том числе котельных, свертнопаяных и сварных труб с отношением ).

Формулы (2) применяются для бесшовных, в том числе котельных, свертнопаяных и сварных труб с отношением.

2.1.2. Величину пробного давления или расчетную формулу (или ссылку на нее), а также допускаемое напряжение указывают в нормативно-технической документации на конкретный вид продукции.

2.1.3. Наибольшее давление ( ), МПа (кгс/см ), для биметаллических круглых труб вычисляют по формулам:

;

,

где — допускаемые напряжения для металла внутреннего и наружного слоев, МПа (кгс/мм ), устанавливаются в стандартах на соответствующие виды труб;

— толщина внутреннего слоя металла, мм. При расчете испытательного давления, когда , в формулы (3) подставляется наибольшая (с учетом плюсового допуска) толщина внутреннего слоя. При условии, когда , в формулы (3) подставляется наименьшая (с учетом минусового допуска) толщина внутреннего слоя.

Если допускаемое напряжение каждого слоя в отдельности неизвестно, то расчет пробного давления для биметаллических труб проводят по формулам (1) с подстановкой и среднего допускаемого напряжения.

2.1.1-2.1.3. (Измененная редакция, Изм. N 2).

2.1.4. Наибольшее пробное давление для сварных труб диаметром 530 мм и более вычисляют по формулам (1) с подстановкой .

Расчет пробного давления ( ), МПа (кгс/см ), при испытании труб на прессах различной конструкции с осевым подпором проводят по формуле (4), что является эквивалентным пробному давлению без осевого подпора :

;

,

,

— наибольшее расстояние между опорами, удерживающими трубу в процессе гидроиспытания, либо максимальная длина трубы при отсутствии опор, м;

— коэффициент, учитывающий осевой подпор, зависящий от способа герметизации полости сварной трубы на время гидравлического испытания, равный:

для гидропрессов с торцовым упорным уплотнением

,

для гидропрессов с манжетным уплотнением со слежением

,

для гидропрессов с торцовым распорным уплотнением

,

— внутренний диаметр подвижной части уплотняющей головки пресса, мм;

— диаметр центрального цилиндра подачи воды, мм.

При испытании двухслойных труб в качестве минимальной толщины стенки в формулы (1), (4) подставляют суммарную толщину слоев с учетом суммарного минусового допуска.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

2.2. Наибольшую величину пробного давления для профильных, гнутых и чугунных труб устанавливают в стандартах на соответствующие виды труб.

2.3. В качестве наполнителя, передающего давление на стенку трубы, применяют воду, эмульсию или другую жидкость.

2.4. Перед испытанием воздух из трубы должен быть вытеснен наполняющей жидкостью.

2.5. Нарастание давления при испытании всех труб и сброс давления при испытании особотонкостенных труб (0,01 при 102 мм) производят плавно (без гидравлических ударов).

2.6. Время выдержки труб под пробным давлением устанавливают в стандартах на соответствующие виды труб.

2.7. Стальные сварные трубы диаметром 530 мм и более, а также чугунные трубы всех размеров во время выдержки их при испытательном давлении должны механизированным способом обстукиваться молотками или роликами массой 0,5-0,8 кг. По соглашению потребителя с изготовителем обстукивание может не проводиться.

3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Труба считается выдержавшей испытание, если при испытании не будет визуально обнаружено течи рабочей жидкости и, после испытания, остаточной деформации (выпучивания) стенки, выводящей диаметр трубы за предельные отклонения.

4. ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ

В протоколе испытания указывают:

— материал и размеры трубы;

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

Электронный текст документа

подготовлен АО «Кодекс» и сверен по:

Трубы металлические и соединительные

части к ним. Часть 4. Трубы из черных

металлов и сплавов литые и соединительные

части к ним. Основные размеры. Методы

Источник