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

ГОСТ 27456-87

Группа Г18

     
     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ РЕЗЬБОВЫЕ

Порядок проведения испытаний на вибропрочность

Threaded pipe-line connections. Procedure of vibration strength testing



ОКСТУ 4193

Дата введения 1989-01-01

     
     
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

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

ИСПОЛНИТЕЛИ

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

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28.10.87 N 4038

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

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

______________
* Вероятно ошибка оригинала. Следует читать ГОСТ 27.002-89, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.


Настоящий стандарт устанавливает порядок испытаний резьбовых соединений трубопроводов на вибропрочность для оценки долговечности резьбовых соединений трубопроводов с заданной вероятностью неразрушения по ГОСТ 20467-85 и схематизации случайных процессов при статистическом представлении результатов оценки вибронагружения соединений по ГОСТ 25.101-83.

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

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

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 на вибропрочность 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.

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ СОПРОТИВЛЕНИЯ УСТАЛОСТИ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ

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

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


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

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность0,025, (1)


где ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность - объем выборки, ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность - выборочное среднее значение предела выносливости, ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность - выборочное среднее квадратическое отклонение значений предела выносливости, ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность - квантиль распределения Стьюдента при доверительной вероятности не менее 0,95.

3.4. Для сопоставления характеристик сопротивления усталости с другими характеристиками элементов соединений следует определять те свойства, которые могут существенно повлиять на характеристики 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 вибропрочность 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 (ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность), перпендикулярных усталостной трещине на поверхности опасного сечения элементов, и соответствующих напряжениям чисел циклов (ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность) 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

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


число циклов до точки перелома кривой усталости (ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность);

среднее значение предела выносливости (ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность).

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.

7.3. Для каждого испытанного соединения с использованием уравнения кривой усталости определяют случайное значение предела выносливости поврежденного элемента (ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность), а для всей выборки испытанных элементов - среднее квадратическое отклонение значений предела выносливости:

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность. (2)

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 (ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность) и отнулевого (ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность) нагружений:

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность. (3)

8. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ

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.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (рекомендуемое). ПРОТОКОЛ. Результаты испытаний соединений

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ N __________

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.

N
п/п

Обозначение соединения по ГОСТ

Поврежденный элемент

Максимальное напряжение изгиба, МПа

Число циклов до предельного повреждения в тыс. циклов



Ответственный за испытания

Начальник отдела

(подпись)

(подпись)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое). ПРОТОКОЛ. Характеристики сопротивления усталости соединений



ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ N ___________

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) элемент

(наименование)

б) элемент

(наименование)

Протокол составлен

(дата)

N п/п

Поврежден-
ный элемент

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

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

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

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

Доверительный интервал МПа

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

Доверительный интервал МПа

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




Ответственный исполнитель

(подпись)

Начальник отдела

(подпись)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (справочное). ИСПЫТАНИЯ НА ВИБРОПРОЧНОСТЬ СОЕДИНЕНИЯ 2-12-М16X1,5 ГОСТ 24074-80


ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное


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 12x1) - 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 2,5·10ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность циклов нагружения. Напряжения в местах разрушения элементов соединения определяют по результатам тензометрирования 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 1

N п/п.

1

2

3

4

5

6

7

8

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

243,2

240,3

231,4

215,7

211,8

194,2

185,3

183,4

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

36,0

42,0

54,0

108,0

117,0

180,0

258

525



Продолжение табл.1

N п/п.

9

10

11

12

13

14

15

16

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

175,5

174,6

172,6

160,8

159,8

158,9

155,9

155,9

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

531

345

381

1584

822

2235

1056

1275



Статистическую обработку результатов испытаний проводят с использованием уравнения кривой усталости

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность, (1)


где ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность - число циклов до разрушения;

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность - максимальное напряжение цикла, МПа;

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность - предел выносливости при коэффициенте асимметрии ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность;

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность - параметр, характеризующий наклон кривой усталости, МПа;

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность - коэффициент сопротивления усталости, МПа·цикл;

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность - число циклов до точки нижнего перелома кривой усталости;

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность - среднее значение предела выносливости, МПа.

При обработке экспериментального ряда значений ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность и ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность используют метод наименьших квадратов и уравнение (1) в записи

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

где

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

Обработку ведут следующим образом. Задаются значением ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность и определяют ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность и ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность:

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

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

За искомое значение ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность, а также значения ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность и ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность принимают расчетные значения, при которых


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

Вычисления параметров уравнения кривой усталости проводят на ЭВМ ЕС-1020. Получают следующие значения параметров, соответствующие минимальному значению суммы ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность421,83 МПаГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность156,36 МПа,

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность39,89 МПа,

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность7,72·10ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность МПа·цикл.

Используя найденные значения ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность и ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность, оценивают число циклов до точки перелома кривой усталости

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность4,94·10ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность циклов.

Так как вычисленное значение меньше 2,5·10ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность циклов, принятую базу испытаний можно считать достаточной.

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


ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность5,3 МПа. (2)


ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность159,18 МПа,

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность153,53 МПа,


ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность2,132 (для ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность15 при доверительной вероятности 0,95);

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность8,24 МПа,

ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность3,91 MПa,


ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность0,738, ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность1,554 (для ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность16 при доверительной вероятности 0,95).

Определяют точность оценки среднего значения предела выносливости


ГОСТ 27456-87 Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок проведения испытаний на вибропрочность0,018.

Это позволяет сделать вывод о достаточном объеме испытанной выборки.



Последние документы

Copyright © 2018