"ГОСТ Р 59115.3-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Кратковременные механические свойства конструкционных материалов"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 20.10.2021 N 1167-ст)

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 1167-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 стандарте объектов патентного права и патентообладателе

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 значения и методы определения кратковременных механических свойств основных конструкционных материалов (далее материалов), используемых при проведении расчетов на прочность оборудования и трубопроводов.

1.3 Применимость материалов для изготовления указанных в 1.1 оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок регламентируется федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии [1].

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 1497 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытаний на растяжение

ГОСТ 9651 (ИСО 783-89) Металлы. Методы испытаний на растяжение при повышенных температурах

ГОСТ 10006 (ИСО 6892-84) Трубы металлические. Метод испытания на растяжение

ГОСТ 10446 (ИСО 6892-84) Проволока. Метод испытания на растяжение

ГОСТ 11150 Металлы. Методы испытания на растяжение при пониженных температурах

ГОСТ 11701 Металлы. Методы испытаний на растяжение тонких листов и лент

ГОСТ 19040 Трубы металлические. Метод испытания на растяжение при повышенных температурах

ГОСТ 30432 Трубы металлические. Методы отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний

ГОСТ ISO/IEC 17025 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий

ГОСТ Р 8.568 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

ГОСТ Р 8.932 Государственная система обеспечения единства измерений. Требования к методикам (методам) измерений в области использования атомной энергии. Основные положения

ГОСТ Р 50.05.17 Система оценки соответствия в области использования атомной энергии. Отливки стальные для оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Порядок контроля

ГОСТ Р 53845 (ИСО 377:1997) Прокат стальной. Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний

ГОСТ Р 59115.1 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Термины и определения

ГОСТ Р 59115.8 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Расчет по выбору основных размеров

ГОСТ Р 59115.9 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Поверочный расчет на прочность

ГОСТ Р 59115.10 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Уточненный поверочный расчет на стадии проектирования

ГОСТ Р 59115.11 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Поверочный расчет на постпроектных стадиях

ГОСТ Р 59115.15 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Расчет на прочность типовых узлов трубопроводов

ГОСТ Р 59115.16 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Расчет на прочность разъемных соединений

ГОСТ Р 59115.17 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Расчет на прочность перфорированных плит

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.

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 59115.1, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 временное сопротивление (предел прочности): Максимальное механическое напряжение, предшествующее разрыву образца, при статическом нагружении при растяжении.

3.1.2 истинное напряжение при разрыве: Отношение нагрузки в момент разрыва к площади минимального поперечного сечения образца после разрыва при статическом нагружении при растяжении.

3.1.3 конструкционные материалы (основные): Материалы в виде полуфабрикатов из сталей и сплавов, применяемые при изготовлении, монтаже и ремонте оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.

3.1.4 кратковременные механические свойства: Механические характеристики материала (временное сопротивление (предел прочности), условный предел текучести, относительное удлинение, относительное сужение поперечного сечения), определяемые в процессе статического испытания на растяжение (статического нагружения) образцов из данного материала.

3.1.5 относительное равномерное сужение: Отношение изменения площади поперечного сечения образца после разрыва на участке, не включающем место разрыва, к начальной площади поперечного сечения, выраженное в процентах.

3.1.6 относительное равномерное удлинение: Отношение приращения расчетной длины образца на участке, не включающем место разрыва, к соответствующей первоначальной длине, выраженное в процентах.

3.1.7 относительное сужение поперечного сечения: Отношение разности начальной и минимальной площадей поперечного сечения образца после разрыва при статическом нагружении при растяжении к его начальной площади поперечного сечения, выраженное в процентах.

3.1.8 относительное удлинение: Отношение приращения расчетной длины образца после разрыва при статическом нагружении при растяжении к его начальной расчетной длине, выраженное в процентах.

3.1.9 полуфабрикат: Заготовка (лист, труба, поковка, сортовой прокат, отливка, заготовка крепежных деталей), поставляемая для изготовления деталей или сборочных единиц оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.

3.1.10 расчетная длина образца: Участок рабочей длины образца, на котором определяется удлинение.

3.1.11 условный предел текучести: Напряжение, вызывающее остаточную деформацию образца (удлинение) при статическом нагружении при растяжении, равную 0,2% от начальной длины образца.

В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения:

- значение временного сопротивления (предела прочности) металла при температуре T, используемое для проведения расчетов на прочность, МПа;

- значение условного предела текучести металла при остаточной деформации 0,2% при температуре T, используемое для проведения расчетов на прочность, МПа;

A^T - значение относительного удлинения образца при статическом разрушении при растяжении при температуре T, используемое для проведения расчетов на прочность, %;

Z^T - значение относительного сужения поперечного сечения образца при статическом разрушении при растяжении при температуре T, используемое для проведения расчетов на прочность, %;

ПКД - проектная конструкторская документация.

4.1 В настоящем стандарте устанавливаются требования к значениям, используемым при проведении расчетов на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок по ГОСТ Р 59115.8 - ГОСТ Р 59115.11, ГОСТ Р 59115.15 - ГОСТ Р 59115.17, следующих кратковременных механических характеристик материалов:

- временного сопротивления (предела прочности);

- условного предела текучести;

- относительного удлинения;

- относительного сужения поперечного сечения.

4.2 При проведении расчетов на прочность значения кратковременных механических характеристик материалов следует принимать по данным документов по стандартизации на материалы и/или по требованиям ПКД <*>, а в случае их отсутствия или недостаточности в вышеперечисленных документах - по данным, приведенным в приложении А (таблица А.1), с учетом влияния эксплуатационных факторов (рабочей среды, температуры, нейтронного облучения) на изменение механических характеристик в течение срока службы.

--------------------------------

<*> Применимость материалов для изготовления оборудования и трубопроводов регламентируется Федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии [1].

4.3 Требования по учету влияния эксплуатационных факторов на изменение механических характеристик в расчетах на прочность представлены в ГОСТ Р 59115.9 - ГОСТ Р 59115.11.

4.4 Необходимые значения кратковременных механических характеристик в случае их отсутствия в документах, указанных в 4.2, и в настоящем стандарте, а также влияние эксплуатационных факторов на кратковременные механические свойства материалов следует устанавливать с учетом экспериментальных исследований в соответствии с требованиями раздела 5.

4.5 Для стальных отливок, для которых отсутствуют необходимые данные в документах, указанных в 4.2, значения условного предела текучести и временного сопротивления (предела прочности) следует принять равными 85% значения, приведенного в таблице А.1 для одноименной марки катаной или кованой стали для отливок 1-го и 2-го классов согласно ГОСТ Р 50.05.17 и 75% значения - для отливок 3-го класса согласно ГОСТ Р 50.05.17.

5.1.1 Для определения значений кратковременных механических характеристик, используемых в расчетах на прочность, следует использовать результаты испытаний на кратковременное растяжение образцов, вырезанных из металла промышленных плавок материалов изготавливаемой номенклатуры полуфабрикатов и крепежных изделий, применяемых для изготовления оборудования, трубопроводов и других элементов атомных энергетических установок.

5.1.2 Для определения значений кратковременных механических свойств, используемых в расчетах на прочность, следует применять аттестованные в соответствии с ГОСТ Р 8.932 методики измерений при испытаниях, включающие или основанные на процедурах проведения испытаний и обработки их результатов, установленных в документах по стандартизации на поставку этих материалов, и в настоящем стандарте.

5.1.3 Организации (испытательные лаборатории) и персонал, выполняющие испытания, а также средства измерения, используемые при испытаниях, должны соответствовать требованиям ГОСТ ISO/IEC 17025.

Испытательное оборудование, используемое при проведении испытаний, должно быть аттестовано в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.568.

5.1.4 Выбор типа образцов для испытаний по определению кратковременных механических свойств и направление их вырезки в исследуемом полуфабрикате следует проводить в соответствии с требованиями документов по стандартизации на поставку материалов и/или методик испытаний, соответствующих 5.1.2.

Образцы для проведения испытания (заготовки для образцов) следует вырезать из материалов:

- соответствующих требованиям документов по стандартизации на поставку конкретных материалов, ПКД и технологической документации, что должно быть подтверждено сертификатами организаций - изготовителей материалов, и прошедших входной контроль качества;

- термически обработанных в соответствии с документами по стандартизации на поставляемые материалы и/или с требованиями ПКД.

5.1.5 Отбор проб, заготовок для образцов и испытательных образцов для испытаний на растяжение от фасонного, сортового, листового и широкополосного проката следует проводить в соответствии с требованиями документов по стандартизации на поставку материалов и/или методик испытаний, соответствующих 5.1.2; в случае отсутствия требований по отбору проб в указанных документах - по ГОСТ Р 53845.

5.1.6 Отбор проб, заготовок и образцов для механических испытаний бесшовных и сварных труб следует проводить в соответствии с требованиями документов по стандартизации на поставку материалов и/или принятых аттестованных методик испытаний, соответствующих 5.1.2; в случае отсутствия требований по отбору проб в указанных документах - по ГОСТ 30432.

5.1.7 Отбор заготовок и образцов для механических испытаний стальных отливок следует проводить в соответствии с требованиями документов по стандартизации на поставку материалов и/или принятых аттестованных методик испытаний, соответствующих 5.1.2; в случае отсутствия требований по отбору проб в указанных документах - по ГОСТ Р 50.05.17.

5.2.1 Испытания и обработку результатов испытаний при растяжении при температуре образцов, вырезанных из полуфабрикатов, кроме труб, номинальным диаметром или наименьшим размером в поперечном сечении 3,0 мм и более, следует проводить по принятой методике измерений при испытаниях, включающей процедуру ГОСТ 1497 и соответствующей 5.1.2.

5.2.2 Испытания и обработку результатов испытаний при растяжении при температуре образцов, вырезанных из тонких листов и лент толщиной до 3,0 мм включительно, следует проводить по принятой методике измерений при испытаниях, включающей процедуру ГОСТ 11701 и соответствующей 5.1.2.

5.2.3 Испытания и обработку результатов испытаний при растяжении при повышенных и пониженных температурах испытаний образцов, вырезанных из полуфабрикатов, кроме труб, лент толщиной менее 0,5 мм и проволоки, следует проводить по принятой методике измерений при испытаниях, включающей процедуру ГОСТ 9651 (при температурах испытаний до 1200 °C) или ГОСТ 11150 (при температурах испытаний от плюс 10 °C до минус 100 °C), соответствующей 5.1.2.

5.2.4 Испытания и обработку результатов испытаний при кратковременном растяжении образцов, вырезанных из труб, следует проводить по принятой методике измерений при испытаниях, включающей процедуру ГОСТ 10006 [при температуре испытаний ] и ГОСТ 19040 (при повышенных температурах испытаний), соответствующей 5.1.2.

5.2.5 Испытания и обработку результатов испытаний при кратковременном растяжении при температуре образцов, вырезанных из проволоки диаметром или максимальным размером поперечного сечения (толщиной) до 16,0 мм включительно, следует проводить по принятой методике измерений при испытаниях, включающей процедуру ГОСТ 10446 и соответствующей 5.1.2.

5.2.6 Допускается использование методов определения кратковременных механических характеристик, не указанных в 5.2.1 - 5.2.5, при условии обеспечения погрешности определения характеристик не более чем при использовании методов, перечисленных в 5.2.1 - 5.2.5, и соответствия принятой методики измерений при испытаниях требованиям 5.1.2.

5.2.7 Истинное напряжение при разрыве определяется в результате испытаний материалов на статическое растяжение по методикам измерений при испытаниях, соответствующим 5.1.2.

5.2.8 Относительное равномерное удлинение при температуре T, , соответствующее максимальной нагрузке на диаграмме растяжения (P - l), где P - нагрузка, l - удлинение, определяется в результате испытаний материалов на растяжение по процедурам ГОСТ 1497 и ГОСТ 9651. Относительное равномерное сужение площади поперечного сечения при температуре T , %, следует вычислять по формуле

где - относительное равномерное удлинение при температуре T, %.