ГОСТ Р 59115.5-2021
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ОБОСНОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
Расчетные характеристики циклической и длительной циклической прочности конструкционных материалов
Rules for strength assessment of equipment and pipelines of nuclear power installations. Design characteristics of cyclic and long-term strength of structural materials
ОКС 27.120.99
Дата введения 2022-01-01
1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "Ордена Ленина Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Н.А.Доллежаля" (АО "НИКИЭТ")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 322 "Атомная техника"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2021 г. N 1169-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5 Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии не несет ответственности за патентную чистоту настоящего стандарта. Патентообладатель может заявить о своих правах и направить в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии аргументированное предложение о внесении в настоящий стандарт поправки для указания информации о наличии в нем объектов патентного права и патентообладателе
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
Настоящий стандарт взаимосвязан с другими стандартами, входящими в комплекс стандартов, регламентирующих обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.
1.1 Настоящий стандарт предназначен для применения при проведении расчетов по обоснованию прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок, на которые распространяется действие федеральных норм и правил в области использования атомной энергии [1].
1.2 Настоящий стандарт устанавливает расчетные кривые усталости, используемые при проведении расчетов на прочность оборудования и трубопроводов, указанных в 1.1, а также устанавливает требования к испытаниям на усталость основных конструкционных материалов (далее - материалов), их сварных соединений и металла с наплавкой.
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 25.502 Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость
ГОСТ 25.505 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Метод испытаний на малоцикловую усталость при термомеханическом нагружении
ГОСТ 23207 Сопротивление усталости. Основные термины, определения и обозначения
ГОСТ Р 8.932 Государственная система обеспечения единства измерений. Требования к методикам (методам) измерений в области использования атомной энергии. Основные положения
ГОСТ Р 59115.1 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Термины и определения
ГОСТ Р 59115.2-2021 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Модуль упругости, температурный коэффициент линейного расширения, коэффициент Пуассона, модуль сдвига
ГОСТ Р 59115.3-2021 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Кратковременные механические свойства конструкционных материалов
ГОСТ Р 59115.4 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Длительные механические свойства конструкционных материалов
ГОСТ Р 59115.9 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Поверочный расчет на прочность
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3.1 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 23207 и ГОСТ Р 59115.1, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 (основные) конструкционные материалы: Материалы в виде полуфабрикатов из сталей и сплавов, применяемые при изготовлении, монтаже и ремонте оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.
3.1.2 полуфабрикат: Заготовка (лист, труба, поковка, сортовой прокат, отливка, заготовка крепежных деталей), поставляемая для изготовления деталей или сборочных единиц оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.
3.1.3 расчетная кривая усталости: Характеристика конструкционного материала в координатах "допускаемая амплитуда условных упругих напряжений - число циклов нагружения", используемая в расчетах на циклическую прочность.
3.2 Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
- | амплитуда упругопластической продольной деформации (амплитуда полной деформации), %; | |
- | амплитуда пластической продольной деформации, %; | |
- | амплитуда пластической поперечной деформации, %; | |
- | амплитуда упругой продольной деформации, %; | |
- | амплитуда упругой поперечной деформации, %; | |
- | амплитуда упругопластической поперечной деформации, %; | |
- | амплитуда упругопластической продольной деформации (амплитуда полной деформации) облученного образца, %; | |
- | деформация нулевого полуцикла нагружения, %; | |
- | коэффициент Пуассона для пластической деформации; | |
- | коэффициент Пуассона для упругой деформации; | |
- | ширина петли гистерезиса в первом полуцикле нагружения; | |
- | напряжение нулевого полуцикла нагружения, МПа; | |
- | напряжение стабилизированного цикла или числа циклов, равного 0,5 долговечности, МПа; | |
- | максимальное напряжение цикла нагружения, МПа; | |
- | минимальное напряжение цикла нагружения, МПа; | |
- | допускаемая амплитуда условного упругого напряжения, МПа; | |
- | коэффициент снижения циклической прочности сварного соединения и металла с наплавкой; | |
- | коэффициент коррозионного снижения циклической прочности основного металла; | |
- | коэффициент коррозионного снижения циклической прочности сварного соединения материала (металла с наплавкой); | |
- | минимальное значение коэффициента коррозионного снижения циклической прочности основного металла; | |
- | минимальное значение коэффициента коррозионного снижения циклической прочности сварного соединения материала (металла с наплавкой); | |
- | коэффициент снижения циклической прочности основного металла в результате нейтронного облучения; | |
- | коэффициент снижения циклической прочности сварного соединения материала (металла с наплавкой) в результате нейтронного облучения; | |
r | - | коэффициент асимметрии цикла нагружения; |
- | коэффициент асимметрии цикла нагружения по напряжению; | |
- | коэффициент асимметрии цикла нагружения по деформации; | |
- | коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений (деформаций); | |
- | модуль упругости при температуре T, МПа; | |
N | - | число циклов нагружения образца при испытаниях; |
- | заданное число циклов (база испытаний); | |
- | число циклов нагружения образца до разрушения; | |
- | число циклов нагружения образца до обнаружения трещины; | |
- | минимальное значение временного сопротивления при температуре T, МПа; | |
- | минимальное значение условного предела текучести при остаточной деформации 0,2% при температуре T, МПа; | |
- | предел выносливости при симметричном цикле осевого растяжения-сжатия, МПа; | |
- | предел пропорциональности в нулевом полуцикле, МПа; | |
- | минимальное значение относительного сужения при температуре T. |
4.1 Подразделение марок конструкционных материалов по группам (классам) приведено в ГОСТ Р 59115.2-2021 (приложение А).
4.2 Расчетные кривые усталости материалов приведены в приложении А.
Для конкретного материала, температуры и длительности нагружения расчетные кривые усталости получают в порядке, установленном в ГОСТ Р 59115.9.
4.3 Для экспериментального определения расчетных кривых усталости, включая случаи отсутствия или недостаточности расчетных данных, в том числе приведенных в приложении А, а также при необходимости определения влияния на них эксплуатационных факторов (рабочей среды, температуры, нейтронного облучения) в течение срока службы следует руководствоваться положениями раздела 5.
5.1.1 Испытания на усталость материалов проводят для получения расчетных характеристик, используемых при проведении расчетов на циклическую прочность (расчетных кривых усталости).
5.1.2 Основными характеристиками, подлежащими определению по результатам испытания материалов и их сварных соединений на усталость в малоцикловой и многоцикловой областях, являются:
- диаграмма статического и циклического деформирования до достижения значений деформаций (по оси абсцисс) не менее 3% и константы уравнений кривых деформирования при их степенной аппроксимации;