- •169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, 13
- •169300, Республика Коми, ул. Октябрьская, 13 Оглавление
- •Глоссарий
- •Введение
- •Задача №1 Определение напряжённо-деформированного состояния бездефектной трубы
- •Задача №2 Определение напряжённо-деформированного состояния трубы с поверхностным объёмным дефектом
- •Задача №3 Расчет трубы с поверхностной трещиной
- •Задача №4 Расчёт напряжённо-деформированного состояния трубы с объёмным дефектом потери металла
- •Задача №5 Расчет прочности трубы с дефектом геометрии
- •Пример решения задачи №1
- •Пример решения задачи №3
- •Приложения
Приложения
Таблица 1 – Исходные данные для решения задач
№ варианта |
Для задач №1, №2 и №3 |
Для задач №4 и №5 |
|||||||||||
|
D, мм |
δ, мм |
p, МПа |
L, мм |
W, мм |
H, мм |
D, мм |
δ, мм |
p, МПа |
L, мм |
W, мм |
H, мм |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
1 |
Дефект стенки трубы |
720 |
8 |
5,0 |
150 |
5 |
3 |
1220 |
14 |
5,4 |
200 |
100 |
7 |
2 |
820 |
9 |
5,0 |
150 |
5 |
4 |
1020 |
14 |
5,6 |
175 |
80 |
6 |
|
3 |
720 |
9 |
5,5 |
150 |
5 |
4 |
820 |
14 |
5,8 |
150 |
75 |
7 |
|
4 |
820 |
10 |
5,5 |
150 |
5 |
3 |
820 |
11 |
5,8 |
125 |
60 |
5 |
|
5 |
1020 |
11 |
5,0 |
130 |
5 |
3 |
720 |
12 |
6,0 |
100 |
50 |
5 |
|
6 |
1220 |
14 |
5,0 |
130 |
5 |
5 |
720 |
10 |
6,0 |
225 |
180 |
4 |
|
7 |
630 |
9 |
6,0 |
175 |
10 |
4 |
1220 |
12 |
5,4 |
200 |
100 |
5 |
|
8 |
720 |
10 |
6,0 |
200 |
10 |
5 |
1020 |
12 |
5,6 |
175 |
90 |
6 |
|
9 |
820 |
12 |
5,8 |
125 |
10 |
4 |
820 |
10 |
5,8 |
150 |
90 |
4 |
|
10 |
720 |
11 |
5,8 |
100 |
10 |
3 |
820 |
9 |
5,8 |
125 |
90 |
3 |
|
11 |
820 |
10 |
5,2 |
80 |
20 |
2 |
720 |
7 |
6,0 |
100 |
100 |
3 |
|
12 |
1020 |
14 |
5,6 |
75 |
20 |
4 |
720 |
8 |
6,0 |
75 |
90 |
3 |
|
13 |
1220 |
16 |
5,4 |
150 |
20 |
5 |
1020 |
10 |
5,6 |
200 |
100 |
3,5 |
|
14 |
529 |
7 |
6,4 |
100 |
20 |
2 |
820 |
8 |
5,8 |
150 |
100 |
3,5 |
|
15 |
630 |
7 |
5,7 |
125 |
30 |
2,5 |
720 |
9 |
6,0 |
100 |
100 |
3,5 |
|
Продолжение таблицы 1
№ варианта |
Для задач №1, №2 и №3 |
Для задач №4 и №5 |
|||||||||||
|
D, мм |
δ, мм |
p, МПа |
L, мм |
W, мм |
H, мм |
D, мм |
δ, мм |
p, МПа |
L, мм |
W, мм |
H, мм |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
16 |
Дефект сварного шва |
720 |
8 |
5,0 |
250 |
15 |
3 |
1220 |
14 |
5,4 |
200 |
100 |
8 |
17 |
820 |
9 |
5,0 |
200 |
15 |
3 |
1020 |
14 |
5,6 |
200 |
125 |
9 |
|
18 |
720 |
9 |
5,5 |
150 |
15 |
3 |
820 |
14 |
5,8 |
150 |
100 |
11 |
|
19 |
820 |
10 |
5,5 |
100 |
15 |
4 |
820 |
11 |
5,8 |
150 |
125 |
7 |
|
20 |
1020 |
11 |
5,0 |
300 |
15 |
6 |
720 |
12 |
6,0 |
100 |
100 |
7 |
|
21 |
1220 |
14 |
5,0 |
200 |
15 |
8 |
720 |
10 |
6,0 |
100 |
125 |
5 |
|
22 |
630 |
9 |
6,0 |
100 |
15 |
7 |
1220 |
12 |
5,4 |
50 |
100 |
5 |
|
23 |
720 |
10 |
6,0 |
50 |
15 |
7 |
1020 |
12 |
5,6 |
50 |
125 |
8 |
|
24 |
Дефект, примыкающий к сварному шву |
820 |
12 |
5,8 |
75 |
12 |
7 |
820 |
10 |
5,8 |
25 |
100 |
7 |
25 |
720 |
11 |
5,8 |
100 |
12 |
7 |
820 |
9 |
5,8 |
25 |
125 |
4 |
|
26 |
820 |
10 |
5,2 |
125 |
12 |
7 |
720 |
7 |
6,0 |
200 |
100 |
4 |
|
27 |
1020 |
14 |
5,6 |
150 |
12 |
7 |
720 |
8 |
6,0 |
175 |
125 |
4 |
|
28 |
1220 |
16 |
5,4 |
175 |
12 |
9 |
1020 |
10 |
5,6 |
150 |
100 |
4 |
|
29 |
529 |
7 |
6,4 |
200 |
12 |
3,5 |
820 |
8 |
5,8 |
125 |
125 |
5 |
|
30 |
630 |
7 |
5,7 |
225 |
12 |
4 |
720 |
9 |
6,0 |
100 |
100 |
5 |
|
Таблица 2 – Механические характеристики металла труб
№, п/п |
Марка стали |
02, МПа |
в, МПа |
|
m |
т, МПа |
0u |
iu |
0c |
ic |
, мм3 |
nN |
Hповр, мм |
E, МПа |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
1 |
ВСт3сп2 |
272 |
478 |
0,57 |
0,183 |
217 |
-0,5 |
0,183 |
0,0021 |
1,619 |
0,20 |
1,9 |
0,20 |
206000 |
0,28 |
2 |
ВСт3сп4 |
245 |
480 |
0,54 |
0,207 |
185 |
-0,5 |
0,207 |
0,0021 |
1,465 |
0,20 |
1,9 |
0,20 |
||
3 |
Ст4 |
328 |
500 |
0,60 |
0,150 |
281 |
-0,5 |
0,150 |
0,0021 |
1,787 |
0,20 |
1,9 |
0,20 |
||
4 |
Ст10 |
327 |
432 |
0,61 |
0,110 |
293 |
-0,5 |
0,110 |
0,0017 |
1,846 |
0,20 |
1,9 |
0,20 |
||
5 |
Ст20, 20Г |
295 |
467 |
0,61 |
0,158 |
247 |
-0,5 |
0,158 |
0,0020 |
1,847 |
0,20 |
1,9 |
0,20 |
||
6 |
09Г2С |
402 |
570 |
0,61 |
0,133 |
357 |
-0,5 |
0,133 |
0,0024 |
1,847 |
0,16 |
1,7 |
0,16 |
||
7 |
09ГСФ |
427 |
520 |
0,75 |
0,089 |
398 |
-0,5 |
0,089 |
0,0022 |
2,955 |
0,40 |
2,4 |
0,40 |
||
8 |
10Г2С (МК), 10Г2СД |
410 |
577 |
0,61 |
0,131 |
366 |
-0,5 |
0,131 |
0,0024 |
1,847 |
0,18 |
1,8 |
0,18 |
||
9 |
10Г2ФБЮ, К60 |
460 |
610 |
0,6 |
0,118 |
417 |
-0,5 |
0,118 |
0,0024 |
1,790 |
0,90 |
2,0 |
0,50 |
||
10 |
12ГСБ, 12Г2СБ |
460 |
610 |
0,68 |
0,116 |
420 |
-0,5 |
0,116 |
0,0026 |
2,328 |
0,48 |
2,0 |
0,48 |
||
11 |
13ГС |
393 |
533 |
0,66 |
0,120 |
353 |
-0,5 |
0,120 |
0,0022 |
2,178 |
0,16 |
1,7 |
0,16 |
||
12 |
13Г1С-У |
527 |
620 |
0,73 |
0,081 |
500 |
-0,5 |
0,081 |
0,0025 |
2,757 |
0,21 |
1,8 |
0,21 |
||
13 |
13Г2АФ |
347 |
560 |
0,54 |
0,165 |
293 |
-0,5 |
0,165 |
0,0023 |
1,465 |
0,21 |
2,0 |
0,21 |
||
14 |
14ГН |
407 |
520 |
0,40 |
0,103 |
373 |
-0,5 |
0,103 |
0,0017 |
0,894 |
0,21 |
1,9 |
0,21 |
||
15 |
14ГС, 14ХГС |
372 |
537 |
0,48 |
0,137 |
327 |
-0,5 |
0,137 |
0,0022 |
1,194 |
0,17 |
1,9 |
0,17 |
||
16 |
15Г2С |
353 |
567 |
0,41 |
0,164 |
299 |
-0,5 |
0,164 |
0,0020 |
0,929 |
0,19 |
1,9 |
0,19 |
Продолжение таблицы 2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
15ГСТЮ |
390 |
580 |
0,57 |
0,146 |
341 |
-0,5 |
0,146 |
0,0024 |
1,619 |
0,29 |
2,0 |
0,29 |
|
|
18 |
16ГН |
432 |
550 |
0,52 |
0,103 |
398 |
-0,5 |
0,103 |
0,0020 |
1,370 |
0,21 |
1,9 |
0,21 |
||
19 |
16Г2-У |
408 |
560 |
0,48 |
0,124 |
366 |
-0,5 |
0,124 |
0,0020 |
1,195 |
0,17 |
1,7 |
0,17 |
||
20 |
16Г2САФ |
395 |
567 |
0,53 |
0,136 |
349 |
-0,5 |
0,136 |
0,0022 |
1,417 |
0,16 |
1,9 |
0,16 |
||
21 |
17ГС, 17Г1С, 17Г1С-У |
410 |
578 |
0,54 |
0,132 |
366 |
-0,5 |
0,132 |
0,0022 |
1,465 |
0,21 |
2,0 |
0,21 |
||
22 |
17Г2СФ |
432 |
710 |
0,48 |
0,174 |
370 |
-0,5 |
0,174 |
0,0028 |
1,196 |
0,22 |
2,4 |
0,22 |
||
23 |
19Г, 19ГС |
372 |
537 |
0,48 |
0,137 |
327 |
-0,5 |
0,137 |
0,0022 |
1,194 |
0,17 |
1,9 |
0,17 |
||
24 |
«Ц» , 18Г2 |
372 |
537 |
0,48 |
0,137 |
327 |
-0,5 |
0,137 |
0,0022 |
1,194 |
0,17 |
1,9 |
0,17 |
||
25 |
Иностранного производства (Х56, Х60, Х65) |
430 |
590 |
0,60 |
0,127 |
390 |
-0,5 |
0,127 |
0,0024 |
1,79 |
0,50 |
2,0 |
0,50 |
||
26 |
Иностранного производства (Х70) |
460 |
610 |
0,60 |
0,118 |
417 |
-0,5 |
0,118 |
0,0024 |
1,790 |
0,90 |
2,0 |
0,50 |
||
27 |
06ГФБАА |
520 |
608 |
0,71 |
0,084 |
392 |
-0,5 |
0,084 |
0,0021 |
1,700 |
0,18 |
1,7 |
0,18 |
||
28 |
К65, К70 |
670 |
713 |
0,75 |
0,046 |
655 |
-0,5 |
0,046 |
0,0026 |
2,956 |
0,90 |
2,0 |
0,50 |
Окончание таблицы 2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
29 |
К52 производства ПАО «ХТЗ» после 2005 года |
460 |
510 |
0,41 |
0,0583 |
441,51 |
-0,5 |
0,0583 |
0,0015 |
0,9285 |
0,7 |
2,0 |
0,41 |
206000 |
0,28 |
30 |
К56 производства ПАО «ХТЗ» после 2005 года |
495 |
550 |
0,41 |
0,0598 |
475,67 |
-0,5 |
0,0598 |
0,0017 |
0,9287 |
0,7 |
2,0 |
0,41 |
||
31 |
К60 производства ПАО «ХТЗ» после 2005 года |
530 |
590 |
0,41 |
0,0613 |
509,89 |
-0,5 |
0,0613 |
0,0018 |
0,9288 |
0,7 |
2,0 |
0,41 |
Таблица 3 – Механические характеристики металла для расчёта дефектов сварного шва
№, п/п |
Марка стали |
02, МПа |
в, МПа |
* |
m |
т, МПа |
0u |
iu |
0c |
ic |
, мм |
nN |
Hповр, мм |
E, МПа |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
1 |
ВСт3сп2 |
272 |
478 |
0,48 |
0,183 |
217 |
-0,5 |
0,183 |
0,0019 |
1,194 |
0,20 |
1,9 |
0,20 |
206000 |
0,28 |
2 |
ВСт3сп4 |
245 |
480 |
0,46 |
0,207 |
185 |
-0,5 |
0,207 |
0,0019 |
1,114 |
0,20 |
1,9 |
0,20 |
||
3 |
Ст4 |
328 |
500 |
0,51 |
0,150 |
281 |
-0,5 |
0,150 |
0,0019 |
1,324 |
0,20 |
1,9 |
0,20 |
||
4 |
Ст10 |
327 |
432 |
0,52 |
0,110 |
293 |
-0,5 |
0,110 |
0,0016 |
1,369 |
0,20 |
1,9 |
0,20 |
||
5 |
Ст20, 20Г |
295 |
467 |
0,52 |
0,158 |
247 |
-0,5 |
0,158 |
0,0018 |
1,369 |
0,20 |
1,9 |
0,20 |
||
6 |
09Г2С |
402 |
570 |
0,52 |
0,133 |
357 |
-0,5 |
0,133 |
0,0018 |
1,280 |
0,16 |
1,7 |
0,16 |
||
7 |
09ГСФ |
427 |
520 |
0,64 |
0,089 |
398 |
-0,5 |
0,089 |
0,0020 |
2,038 |
0,40 |
2,4 |
0,40 |
||
8 |
10Г2С (МК), 10Г2СД |
410 |
577 |
0,52 |
0,131 |
366 |
-0,5 |
0,131 |
0,0021 |
1,370 |
0,18 |
1,8 |
0,18 |
||
9 |
10Г2ФБЮ, К60 |
460 |
610 |
0,51 |
0,118 |
417 |
-0,5 |
0,118 |
0,0022 |
1,324 |
0,90 |
2,0 |
0,50 |
||
10 |
12ГСБ, 12Г2СБ |
460 |
610 |
0,58 |
0,116 |
420 |
-0,5 |
0,116 |
0,0024 |
1,674 |
0,48 |
2,0 |
0,48 |
||
11 |
13ГС |
393 |
533 |
0,56 |
0,120 |
353 |
-0,5 |
0,120 |
0,0020 |
1,200 |
0,16 |
1,7 |
0,16 |
||
12 |
13Г1С-У |
527 |
620 |
0,62 |
0,081 |
500 |
-0,5 |
0,081 |
0,0023 |
1,909 |
0,21 |
1,8 |
0,21 |
||
13 |
13Г2АФ |
347 |
560 |
0,46 |
0,165 |
293 |
-0,5 |
0,165 |
0,0021 |
1,114 |
0,21 |
2,0 |
0,21 |
||
14 |
14ГН |
407 |
520 |
0,34 |
0,103 |
373 |
-0,5 |
0,103 |
0,0016 |
0,705 |
0,21 |
1,9 |
0,21 |
||
15 |
14ГС, 14ХГС |
372 |
537 |
0,41 |
0,137 |
327 |
-0,5 |
0,137 |
0,0018 |
0,922 |
0,17 |
1,9 |
0,17 |
||
16 |
15Г2С |
353 |
567 |
0,35 |
0,164 |
299 |
-0,5 |
0,164 |
0,0019 |
0,736 |
0,19 |
1,9 |
0,19 |
||
17 |
15ГСТЮ |
390 |
580 |
0,48 |
0,146 |
341 |
-0,5 |
0,146 |
0,0022 |
1,195 |
0,29 |
2,0 |
0,29 |
||
18 |
16ГН |
432 |
550 |
0,44 |
0,103 |
398 |
-0,5 |
0,103 |
0,0018 |
1,037 |
0,21 |
1,9 |
0,21 |
||
19 |
16Г2-У |
408 |
560 |
0,41 |
0,124 |
366 |
-0,5 |
0,124 |
0,0018 |
0,922 |
0,17 |
1,7 |
0,17 |
Продолжение таблицы 3
№, п/п |
Марка стали |
02, МПа |
в, МПа |
* |
m |
т, МПа |
0u |
iu |
0c |
ic |
, мм |
nN |
Hповр, мм |
E, МПа |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
20 |
16Г2САФ |
395 |
567 |
0,45 |
0,136 |
349 |
-0,5 |
0,136 |
0,0020 |
1,075 |
0,16 |
1,9 |
0,16 |
|
|
21 |
17ГС, 17Г1С, 17Г1С-У |
410 |
578 |
0,46 |
0,132 |
366 |
-0,5 |
0,132 |
0,0021 |
1,110 |
0,21 |
2,0 |
0,21 |
206000 |
0,28 |
22 |
17Г2СФ |
432 |
710 |
0,41 |
0,174 |
370 |
-0,5 |
0,174 |
0,0026 |
0,930 |
0,22 |
2,4 |
0,22 |
||
23 |
19Г, 19ГС |
372 |
537 |
0,41 |
0,137 |
327 |
-0,5 |
0,137 |
0,0018 |
0,922 |
0,17 |
1,9 |
0,17 |
||
24 |
«Ц» , 18Г2 |
372 |
537 |
0,41 |
0,137 |
327 |
-0,5 |
0,137 |
0,0018 |
0,922 |
0,17 |
1,9 |
0,17 |
||
25 |
Иностр.производства (Х56, Х60, Х65) |
430 |
590 |
0,51 |
0,127 |
390 |
-0,5 |
0,127 |
0,0022 |
1,324 |
0,50 |
2,0 |
0,50 |
||
26 |
Иностр.производства (Х70) |
460 |
610 |
0,51 |
0,118 |
417 |
-0,5 |
0,118 |
0,0022 |
1,324 |
0,90 |
2,0 |
0,50 |
||
27 |
06ГФБАА |
520 |
608 |
0,60 |
0,084 |
392 |
-0,5 |
0,084 |
0,0020 |
1,100 |
0,18 |
1,7 |
0,18 |
||
28 |
К65, К70 |
670 |
713 |
0,64 |
0,046 |
655 |
-0,5 |
0,046 |
0,0024 |
2,039 |
0,90 |
2,0 |
0,50 |
||
29 |
К52 производства ПАО «ХТЗ» после 2005 года |
460 |
510 |
0,30 |
0,0583 |
441,51 |
-0,5 |
0,0583 |
0,0014 |
0,5932 |
0,4 |
2,0 |
0,30 |
||
30 |
К56 производства ПАО «ХТЗ» после 2005 года |
495 |
550 |
0,30 |
0,0598 |
475,67 |
-0,5 |
0,0598 |
0,0015 |
0,5934 |
0,4 |
2,0 |
0,30 |
Окончание таблицы 3
31 |
К60 производства ПАО «ХТЗ» после 2005 года |
530 |
590 |
0,30 |
0,0613 |
509,89 |
-0,5 |
0,0613 |
0,0016 |
0,5935 |
0,4 |
2,0 |
0,30 |
|
|
* Для дефекта в шве, и дефекта, примыкающего к сварному шву, величина относительного сужения в шейке после разрыва принимается равной 0,85, где – значение по таблице 2 |
|||||||||||||||
