allgosts.ru23. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И КОМПОНЕНТЫ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ23.040. Трубопроводы и их компоненты

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность

Обозначение:
ГОСТ 27456-87
Наименование:
Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность
Статус:
Действует
Дата введения:
01/01/1989
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
23.040.60

Текст ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность

Цена 3 коп.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

РЕЗЬБОВЫЕ

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ НА ВИБРОПРОЧНОСТЬ

ГОСТ 27456-87

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ РЕЗЬБОВЫЕ

Порядок проведения испытаний на вибро прочно ст*>

Threaded pipe-line connections.

Procedure of vibration strength testing

ГОСТ

27456-87

ОКСТУ 4193

Дата введения 01.01.89

Несоблюдение стандарта преследует^* по закону

Настоящий стандарт устанавливает порядок испытании резьбовых соединений трубопроводов на вибро прочность для оценки долговечности резьбовых соединений трубопроводов с заданной вероятностью нераэ-рушения по ГОСТ 20467-85 и схематизации случайных процессов при статистическом представлении результатов оценки вибронагружения соединений по ГОСТ 2$.101—83.

Термины, определения и обозначения, применяемые в стандарте, — по ГОСТ 23207-78 и ГОСТ 27.002-83.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Целью испытаний в соответствии с ГОСТ 25.507—85 является обеспечение требуемой безотказности и долговечности резьбовых соединений трубопроводов в эксплуатации.

1.2. Испытания всех видов соединений нЯ вибро прочность должны проводиться при периодических и типовых испытаниях.

1.3. Выбор характеристик процессов нагружения должен соответствовать обобщенной или частной математической модели, учитывающей характер во времени и внутреннюю структуру процесса нагружения близкого к реальным условиям эксплуатации.

1.4. Объем испытаний устанавливается с учетом возможного рассеяния механических свойств материала элементов Соединений, подверженных вибрационным нагрузкам, и должен быть достаточным для оценки сопротивления усталости изготовляемых соединений.

Издание официальное

Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1988

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ СОПРОТИВЛЕНИЯ УСТАЛОСТИ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ

2.1. По результатам испытаний определяются: характеристика наклона кривой усталости в системе координат

а — lg N или ig а — lg#;

число циклов до точки перелома кривой усталости; среднее значение предела выносливости;

среднее квадратическое отклонение значений предела выносливости; коэффициент чувствительности к асимметрии нагружения.

2.2. Результаты периодических и типовых испытаний в виде характеристик сопротивления усталости вносятся в паспорт партии соединений, из которой произведена выборка испытанных соединений.

Среднее значение и среднее квадратическое отклонение значений предела выносливости представляют в виде экспериментальных выборочных значений и в виде доверительных интервалов для указанных характеристик с доверительными вероятностями 0,95 и 0,99.

3. ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ПАРТИЯ

3.1. Испытаниям подвергаются резьбовые соединения в сборе с трубопроводом (или его частью), изготовленные в соответствии с государственными стандартами на конструкцию соединений.

3.2. Соединения, отобранные для испытаний, должны быть случайной выборкой из партии соединений одного типоразмера.

3.3. Объем выборки из партии соединений одного типоразмера устанавливают в зависимости от точности характеристик сопротивления усталости, определяемой доверительными интервалами, которые в относительных величинах не должны превышать

tg 5d

* <0,025, (1)

\Гп °R

где п — объем выборки, or — выборочное среднее значение предела выносливости, SR — выборочное среднее квадратическое отклонение значений предела выносливости, Щ — квантиль распределения. Стьюдента при доверительной вероятности не менее 0,95.

Т.4. Для сопоставления характеристик сопротивления усталости с другими характеристиками элементов соединений следует определять те свойства, которые могут существенно повлиять на хапактеристики сопротивления усталости:

геометрические характеристики элементов в зоне опасного сечения;

шероховатость поверхности элементов в этой же зоне;

характеристики материалов элементов (химический состав, структура, механические свойства и т.д.).

4* ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ

4.1. Испытания соединений осуществляются на прошедшем поверку оборудовании*

4*2. Оборудование должно быть аттестовано с указанием точности воспроизведения и измерения нагрузок, а также точности регистрации числа циклов переменных нагружений.

4.3. Оборудование при испытаниях должно обеспечивать;

внутреннее пульсирующее или статическое давление, равное полуторакратному условному давлению, установленному стандартом на конструкцию соединений;

вибронагружение, обеспечивающее в опасных сечениях элементов соединений растягивающие напряжения, близкие по величине пределу текучести материалов.

4.4. Оборудование должно быть оснащено.

средствами регистрации внутреннего давления;

приборами регистрации напряжений растяжения в опасных сечениях элементов конструкций;

счетчиком числа циклов переменных напряжений;

автоматическим выключателем оборудования при потере соединением герметичности из-за усталостного повреждения элементов.

5. УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ

5.1. Испытания соединений на вибро прочность должны проводиться по схеме и в условиях, наиболее близких к эксплуатационным, и вызывать усталостное повреждение.

5.2. Соединения испытывают в условиях совместного действия внутреннего регулярного или случайного нагружения давлением и регулярного или случайного вибронагружения.

5.3. Вибронагружение задают при испытаниях в диапазоне растягивающих напряжений от 0,9 предела текучести материала до предела выносливости элементов.

5.4. Соединения должны быть собраны с моментами затяжки отдельных элементов, обеспечивающими герметичность во всем диапазоне нагрузок в течение всего периода испытаний.

5.5. Предельным напряжением соединения считается потеря герметичности из-за усталостного повреждения элементов.

6. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

6.1. Выход испытательного оборудования на режим испытаний должен осуществляться без повышений установленных программой испытаний уровней внутреннего давления и вибрационной нагрузки.

6.2, Испытания каждого соединения необходимо проводить вплоть до потери герметичности соединения из-за усталостного разрушения элементов.

6.3* Если долговечность соединения лимитирует один элемент, испытания соединения прекращаются после усталостного разрушения данного элемента.

6.4. При близких вероятностях усталостного разрушения двух элементов соединения с потерей герметичности из-за усталостного повреждения одного элемента испытания не прекращаются, а продолжаются после замены поврежденного элемента до усталостного разрушения второго элемента.

6.5. Программу испытаний составляют с учетом следующих условий:

вида соединения;

материала элементов соединения;

области применения, определяющей характер нагружения, а также результаты сопоставления средних значений предела выносливости, полученных по оцениваемой программе и прямыми статистическими оценками после фиксированного числа циклов нагружений.

7. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

7.1. Результаты испытаний для описания одной кривой усталости представляют в виде значений растягивающих нагружений (а,-)» перпендикулярных усталостной трещине на поверхности опасного сечения элементов, и соответствующих напряжениям чисел циклов (Nf) до предельного напряжения.

7.2. Характеристики сопротивления усталости по результатам испытаний вычисляют методами регрессионного анализа или наименьших квадратов с использованием уравнений кривой усталости, описывающих как наклонный, так и горизонтальный участки кривой усталости. Уравнения кривой усталости должны содержать следующие параметры:

характеристику наклона кривой усталости в системе координат

число циклов до точки перелома кривой усталости (7V); среднее значение предела выносливости (ff^).

Вид уравнения кривой усталости не регламентируется.

Решение о применимости уравнения для определения характеристик сопротивления элементов соединений усталости принимают по положительным результатам сопоставления средних значений предела выносливости, полученных с использованием уравнения и прямыми статистическими оценками.

7.3V Для каждого испытанного соединения с использованием уравнения кривой усталости определяют случайное значение предела выносливости поврежденного элемента (0£/), а для всей выборки испытанных элементов — среднее квадратическое отклонение значений предела выносливости :

7.4. Для среднего значения и среднего квадратического отклонения значений предела выносливости определяют доверительные интервалы с доверительной вероятностью 0,95 и 0,99.

7.5. По результатам испытаний двух выборок определяют коэффициент чувствительности асимметрии нагружения элементов соединений при симметричных и отнулевых циклах нагружения. При этом используют значения предела выносливости для симметричного (a.t) иотнулевого (а0) нагружений:

8.1. Результаты испытаний и характеристики сопротивления усталости элементов соединений представляют в виде протоколов (приложение 1 и 2).

8.2. Пример испытаний приведен в справочном приложении 3.

(2)

(3)

8. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ м®

Результаты испытаний соединений

1. Завод-изготовитель......

2. Маркировка соединения » . .

3. Испытательное оборудование

4. Характеристика нагружения давлением

5. Характеристика вибронагружения . . .

6. Максимальное значение давления

7. Коэффициент асимметрии цикла.................................

8. Число испытанных соединений..................................

Начало ...................конец...................испытаний.

Обозначение соединения по ГОСТ

Поврежденный Максимальное Число циклов

элемент напряжение из- до предельного

гиба, МПа повреждения в

тыс. циклов

Ответственный за испытания

(подпись)

Начальник отдела

(подпись)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ №

Характеристики сопротивления усталости соединений

1. Обозначение соединений по ГОСТ.....................

2. Завод-изготовитель ..............................

3. Маркировка..................................

4. Максимальное давление...........................

5. Частота пульсации давления.........................

6. Частота циклического изгиба........................

7. Число испытанных соединений.......................

8. Число поврежденных элементов:

а) ■атт^мйнгт— .......................

(наименование)

б) >апрмрит ...................

(наименование)

Протокол составлен -.....-

(дата)

N"

п/п

Повреж

денный

элемент

R

V

(или tn)

Ng

тыс.

циклов

OR

МПа

Довери

тельный

интервал

МПа

SR>

МПа

Довери

тельный

интервал

МПа

Ф

Ответственный исполнитель

(подпись)

Начальник отдела

(подпись)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Справочное

ИСПЫТАНИЯ НА ВИБРОПРОЧНОСТЬ СОЕДИНЕНИЯ 2-12-М16 X 1,5 ГОСТ 24074-80

Ввертные концы штуцеров и гнезда под них изготавливают по ГОСТ 22526—77. Штуцер с корпусной деталью уплотняется с помощью медной прокладки (ГОСТ 23358-87) в отожженном состоянии, материал трубопровода (труба 12 X 1) - сталь 20. Испытательная партия соединений собирается (штуцера ввернуты в корпус, а врезающиеся кольца поджаты накидной гайкой) с моментами затяжки, которые обеспечивают герметичность зон свинчивания во всем диапазоне нагрузок.

Моделирование эксплуатационных условий работы соединений осуществляют на специальной установке, позволяющей одновременно нагружать соединения циклическим изгибающим моментом и внутренним давлением жидкости. Испытанию подвергают выборку соединений — 16 шт. Каждое соединение испытывают при постоянной амплитуде напряжений изгиба, изменяющейся от соединения к соединению с шагом 5 МПа. За базу испытаний принимают 2,5 * 106 циклов нагружения. Напряжения в местах разрушения элементов соединения определяют по результатам тензометриро-вания действующего изгибающего момента и геометрическим размерам сечения.

Анализ результатов испытаний показывает, что на всех уровнях напряжений отказы соединений происходят из-за усталостного разрушения трубопроводов, следовательно долговечность соединения в целом лимитируется трубопроводом. Результаты испытаний соединений приведены в табл. 1.

Таблица!

№ п/п.

1

2

3

4

5

6

7

8

а, МПа

243,2

240,3

231,4

215,7

211,8

194,2

185,3

183,4

N 9 гыс. цикл.

36,0

42,0

54,0

108,0

117,0

180,0

258

525

Продолжение табл. I

№ п/п.

9

10

11

12

13

14

15

16

а, МПа

175,5

174,6

172,6

160,8

159,8

158,9

155,9

155,9

7V, тыс. цикл.

531

345

381

1584

822

2235

1056 |

1275

Статистическую обработку результатов испытаний проводят с использованием уравнения кривой усталости

aR

N — - • Inf 1+1 expf---I - 1 I ‘ К (1)

гоой усталости

где N — число циклов до разрушения;

О — максимальное напряжение цикла, МПа;

0R — предел выносливости при коэффициенте асимметрии R\

— параметр, характеризующий наклон кривой усталости, МПа;

Q ~ Nq • Op — коэффициент сопротивления усталости, МПа * цикл;

- число циклов до точки нижнего перелома кривой усталости; aR - среднее значение предела выносливости, МПа.

При обработке экспериментального ряда значений Nf и Of используют метод наименьших квадратов и уравнение (1) в записи

>’| = ®Л+ уо • Ч ,

_ Обработку ведут следующим образом. Задаются значением Q и определяют

о

Or и Уа:

с? //> *z/> • (*,2/>

*( W) - (2гг)2

i=l /=1

* <Д>.- • й2'0

^ 3 к

k{Xzf) - (EZy)2

/=1 1=1

За искомое значение Q, а также значения oR и V0 принимают расчетные значения, при которых

к _

Я&ю-°102 = т“-

Вычисления параметров уравнения кривой усталости проводят на ЭВМ ЕС-1020. Получают следующие значения параметров, соответствующие минимальному значению суммы Z (oR; - oR) 2 = 421,83 МПа2

Or = 156,36 МПа,

V0 = 39,89 МПа,

Q = 7,72 * 107 МПа * цикл.

Используя найденные значения Or и Q, оценивают число циклов до точки перелома кривой усталости

Q ч

JVG = -~ = 4,94 * 10 циклов.

°R

Так как вычисленное значение меньше 2,5 * 106 циклов, принятую базу испытаний можно считать достаточной.

Определяют квадратическое отклонение и доверительные интервалы для среднего и квадратического отклонения значений пределов выносливости

/ ,£|К< “ 2 / 421,83

■So-Ч/- = \/ —--- =5,3 МПа. (2)

max = aR + « к = 159,18 МПа, 0Rmin = ~ * у=Г“ = 153,53 МПа,

= 2,132 (для Дг = й - 1 = 15 при доверительной вероятности 0,95);

^тах — ^ * z2 ~ 8,24 МПа,

^min “ 5 * z, = 3,91 МПа,

г, = 0,738, z2 = 1,554 (для и = 16 при доверительной вероятности 0,95) . Определяют точность оценки среднего значения предела выносливости

а= tgk 2,132 — -=0,018.

*” 16 *56,36

Это позволяет сделать вывод о достаточном объеме испытанной выборки.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Академией Наук БССР, Государственным комитетом СССР по стандартам

ИСПОЛНИТЕЛИ

Е.К. Почтенный (руководитель темы); А.И. Журавель; Б.В. Максимовский; Г В. Поляков; С.П. Порицкнй

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28*10.87 № 4038

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4* ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дауна ссыпка

Номер пункта, приложения

ГОСТ 25.101-83

Вводная часть

ГОСТ 25.507 -85

1.1

ГОСТ 27.002-83

Вводная часть

ГОСТ 20467-85

Вводная часть

ГОСТ 22526 -77

Приложение 3

ГОСТ 23207-78

Вводная часть

ГОСТ 23358-87

Приложение 3

ГОСТ 24074 -80

Приложение 3

Редактора. Л. Владимиров Технический редактор М. И. Максимова Корректор В. С. Черная

Сдано в наб. 19-11.87 Подп, в печ. 04.01.88 0,75 уел. пл. 0,75 уел. кр.-отт. 0,61 уч.-издл. Тир. 2$ 000 Цена 3 коп.

Ордена ”3нак Почета” Издательство стандартов, 1 2 3840, ГСП,

Ново пресненский пер., 3 Набрано в Издательстве стандартов на ИПУ Тип. '’Московский печатник”. Москва, Лялин пер., 6. Зак. 60/6