压力容器设计知识(第二版)
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2.10 许用应力

许用应力是用材料的各项强度指标分别除以相应的安全系数而得,并取其中最小值,即

常温或中温时

式中 [σ]——许用应力,MPa;

Rm——材料标准抗拉强度下限值,MPa;

ReLRp0.2Rp1.0)——材料标准常温屈服强度(或0.2%、1.0%非比例延伸强度),MPa;

——设计温度下材料的抗拉强度,MPa;

——设计温度下材料的屈服强度(或0.2%、1.0%非比例延伸强度),MPa;

nb——抗拉强度的安全系数;

ns——屈服强度的安全系数。

当碳素钢或低合金钢的设计温度超过420℃,合金钢超过450℃,奥氏体不锈钢超过550℃时,还必须考虑高温持久强度或蠕变强度许用应力,即

式中 ——高温持久强度,MPa;

——蠕变强度,MPa;

nD——高温持久强度的安全系数;

nn——蠕变强度的安全系数。

我国GB 150.1~150.4标准中确定钢材的许用应力见表2-12,螺栓许用应力见表2-13。

表2-12 钢材许用应力

注:1.对奥氏体高合金钢制受压元件,当设计温度低于蠕变范围,且允许有微量永久变形时,可适当提高许用应力至,但不得超过。此规定不适用于法兰或其他有微量永久变形就产生泄漏或故障的场合。

2.如果引用标准规定了Rp0.1,则可以选用该值计算其许用应力。

3.根据设计使用年限选用1.0×105h、1.5×105h、2.0×105h等持久强度极限值。

表2-13 螺栓许用应力

我国NB/T 47003.1标准中确定钢材的许用应力见表2-14,螺栓许用应力见表2-15。

表2-14 钢材许用应力

注:1.Rm—钢材标准抗拉强度下限值,MPa;ReL—钢材标准常温屈服强度,MPa;—钢材在设计温度下的屈服强度,MPa。

2.对于奥氏体高合金钢当部件允许有微量永久变形时,可适当提高许用应力,但不得超过。此规定不适用于法兰或其他当有微量永久变形就产生泄漏或故障的场合。

表2-15 螺栓许用应力

注:—钢材在设计温度下的屈服强度,MPa。

我国JB 4732标准中规定的设计应力强度是总体一次薄膜应力的许用值,它是根据已经成熟使用材料的短时拉伸性能除以相应的安全系数而得,其设计应力强度见表2-16。

表2-16 钢材设计应力强度

注:对用奥氏体不锈钢制成的部件,根据使用部位,对允许有微量永久变形的部件,可取设计温度下屈服强度的90%,但最高不超过常温屈服强度Rp0.2。此规定不适用于法兰或其他有微量永久变形就产生泄漏或故障的场合。

《固定式压力容器安全技术监察规程》将抗拉强度的安全系数由2.6调整为2.4。