МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ХАРАКТЕРИСТИК ЖАРОПРОЧНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ
МЕТАЛЛА КОТЛОВ, ТУРБИН И ТРУБОПРОВОДОВ

     

Дата введения 2003-06-30

УТВЕРЖДЕНЫ Приказом Минэнерго России от 30 июня 2003 г. N 271

Настоящие Методические указания (СО 153-34.17.471-2003) распространяются на стали и сплавы для энергомашиностроения и энергетики, которые предназначены для изготовления оборудования, работающего при температуре более 115 °С или избыточном давлении пара или воды более 7 МПа. Характеристики жаропрочности определяются для сталей и сплавов, длительно работающих при температуре более 400 °С.

Методические указания устанавливают единые планы испытаний, а также методы обработки полученных данных с целью определения характеристик жаропрочности сталей (сплавов), применяемых в энергомашиностроении и энергетике.

Характеристики жаропрочности предназначены для:

- расчетов на прочность деталей котлов, турбин и трубопроводов;

- оценки жаропрочности вновь разрабатываемой марки стали или сплава;

- оценки жаропрочности отдельных партий металла или металла изделий после технологических операций;

- оценки жаропрочности и долговечности металла элементов котлов, турбин и трубопроводов в процессе их эксплуатации;

- оценки жаропрочности металла при проведении научно-исследовательских работ.

     1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Условные обозначения:

- температура, °С;

- расчетная температура металла, °С;

- заданный ресурс, ч;

- время равномерного удлинения, ч;

- номинальное напряжение, МПа;

- остаточное удлинение, %;

- равномерное остаточное удлинение при времени , %;

- остаточное удлинение после разрушения образца, %;

- заданное остаточное удлинение при ресурсе , %;

- остаточное сужение, %;

- равномерное остаточное сужение при времени , %;

- остаточное сужение после разрушения образца, %;

- средняя деформация в текущей точке кривой ползучести;

- средняя деформация при разрушении образца;

- условный предел длительной прочности (значение напряжения, вызывающее разрушение при температуре и заданном ресурсе ), МПа;

- условный предел ползучести (значение напряжения, при котором остаточное удлинение достигает заданного значения при температуре и заданном ресурсе ), МПа;

- релаксационная стойкость (значение остаточного напряжения, до которого понижается начальное упругое напряжение за заданный ресурс при температуре ), МПа;

- условный предел остаточного удлинения (значение остаточного удлинения при температуре и заданном ресурсе), %;

- условный предел остаточного сужения (значение остаточного сужения при температуре и заданном ресурсе ), %;

- условный предел равномерного остаточного удлинения (значение равномерного остаточного удлинения при температуре и времени равномерной деформации ), %;

- условный предел равномерного остаточного сужения (значение равномерного остаточного сужения при температуре и времени равномерной деформации ), %;

; ; ; ; ; ; - лабораторные характеристики жаропрочности, МПа, %;

; ; ; ; ; ; - первичные характеристики жаропрочности, МПа, %;

; ; ; ; ; ; -  предварительные нормативные характеристики жаропрочности, МПа, %;

; ; ;

; ; ; - нормативные характеристики жаропрочности, МПа, %.

1.2 Определения

1.2.1 Лабораторная партия стали (сплава) - металл одной плавки, изготовленный во внепромышленных условиях, термообработанный по одному режиму, механические свойства которого по пределам прочности и текучести при температуре 20 °С различаются не более чем на ±50 МПа. Химический состав и механические свойства металла, а также режимы термообработки должны соответствовать выходным данным стали (сплава).

1.2.2 Опытно-промышленная партия стали (сплава) - металл одной плавки, изготовленный в промышленных условиях в процессе его внедрения в производство, химический состав, механические свойства, а также режим термообработки которого соответствуют требованиям временных технических условий на трубы, отливки, поковки и другие полуфабрикаты для энергомашиностроения.

1.2.3 Промышленная партия стали (сплава) - металл одной плавки, изготовленный в промышленных условиях, химический состав и механические свойства, а также режим термообработки которого соответствуют требованиям технических условий на трубы, отливки, поковки и другие полуфабрикаты для энергомашиностроения.

1.2.4 Марка стали (сплава) - металл промышленных партий, взятых от разных плавок:

- для крупногабаритных изделий единичного производства (корпуса, ротора турбины и пр.) - не менее 6 партий;

- для крупносерийного производства - не менее 10 партий.

Рекомендуется в число этих партий включать партии с содержанием углерода и легирующих элементов на верхнем и нижнем пределах, оговоренных в технических условиях, а также металл изделий после окончательных технологических операций.

1.2.5 Изделие - деталь котла, турбины или трубопровода, изготовленная из металла, химический состав и механические свойства которого отвечают требованиям действующих нормативных документов (НД) или технических условий. Металл изделия должен соответствовать марке стали (сплава), разрешенной Правилами Госгортехнадзора России для данных условий эксплуатации.

1.2.6 Заданный ресурс - время, для которого определяются характеристики жаропрочности стали (сплава) или расчетный срок эксплуатации изделия.

1.2.7 Дополнительный ресурс - дополнительное время к заданному ресурсу, для которого можно определить характеристики жаропрочности стали (сплава) на основании проведенных испытаний при определении характеристик на заданный ресурс или срок дополнительной безаварийной эксплуатации детали котла, турбины или трубопровода.

1.2.8 Характеристики жаропрочности - характеристики прочности стали (сплава) при повышенных температурах, к которым относятся: условный предел длительной прочности ; условный предел ползучести ; релаксационная стойкость и параметры длительной пластичности: условный предел остаточного удлинения , условный предел остаточного сужения , условный предел равномерного остаточного удлинения , условный предел равномерного остаточного сужения

.

1.2.9 В комплекс обязательных для определения характеристик стали (сплава) входят: пределы прочности, текучести, удлинения и сужения при температуре 20 °С и расчетной температуре; условные пределы длительной прочности , ползучести , остаточного удлинения , остаточного сужения , равномерного остаточного удлинения и равномерного остаточного сужения , а для материалов, предназначенных для крепежных изделий и трубопроводов - релаксационная стойкость .

Для каждой определяемой характеристики должны быть приведены значения дисперсии

.

1.2.10 К категории лабораторных характеристик жаропрочности стали (сплава) относятся характеристики, определенные на металле лабораторных партий.

1.2.11 К категории первичных характеристик жаропрочности стали (сплава) относятся характеристики, определенные на металле опытно-промышленных партий.

1.2.12 К категории предварительных нормативных характеристик стали (сплава) относятся характеристики, определенные на металле первых промышленных партий.

1.2.13 К категории нормативных характеристик относятся характеристики, определенные на количестве промышленных партий, представляющих марку стали (сплава).

1.2.14 Планируемые испытания - испытания стали (сплава) на жаропрочность, проведенные по планам, предусмотренным настоящими Методическими указаниями.

1.2.15 Произвольные испытания - испытания партии стали (сплава) на жаропрочность, проведенные по планам испытаний, отличных от предусмотренных настоящими Методическими указаниями.

1.2.16 Аналитический метод обработки данных планируемых испытаний на жаропрочность основан на использовании компьютера и позволяет определить все характеристики жаропрочности.