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EN13445、ASME、GB150许用应力安全系数

专题网友投稿2020-05-29A+A-

昨天惊闻无锡高架坍塌事件已致3死2伤,初步分析车辆超载所致。这是继北京的彩虹桥、哈尔滨的过江大桥之后又一桥梁安全事故。

一大清早压力容器方面的各位专家炸开了锅,从专业角度展开了分析讨论。

有评论说“大货车应载65吨,实载187吨,车辆过桥时由于超载产生共振,导致桥梁坍塌。”这个理由也不是不无依据的。

19世纪初,一队拿破仑士兵在指挥官的口令下,迈着威武雄壮、整齐划一的步伐,通过法国昂热市一座大桥。快走到桥中间时,桥梁突然发生强烈的颤动并且最终断裂坍塌,造成许多官兵和市民落入水中丧生。后经调查,造成这次惨剧的罪魁祸首,正是共振!因为大队士兵齐步走时,产生的一种频率正好与大桥的固有频率一致,使桥的振动加强,当它的振幅达到最大限度直至超过桥梁的抗压力时,桥就断裂了。类似的事件还发生在俄国和美国等地。有鉴于此,所以后来许多国家的军队都有这么一条规定:大队人马过桥时,要改齐走为便步走。

同意有据可依,见北京科技报刊登的一篇文章《哈尔滨大桥引桥坍塌:源自设计不当?》,哈尔滨阳明滩大桥在建设当初还曾申报鲁班奖,但是8月24 日大桥引桥垮塌造成3 死 5 伤的事故让相关建设方的这个梦想已经化作了南柯一梦。

也有的讽刺道“车都压不坏,桥压坏了,桥梁设计问题让车背锅”。

如果是桥梁设计的问题,那么首先肯定一点从桥梁设计的安全系数考虑。关于桥梁设计的安全系数我是外行,交给桥梁相关专家去讨论。我们现在谈的是压力容器设计的安全系数,压力容器设计安全问题同样不可以小视,2019年发生的盐城响水3.21爆炸事故,河南三门峡7.19重特大事故,安徽蚌埠7.13爆鸣事故等等,给我们引起了警觉。

本文从ASME Ⅷ-1、EN13445、GB150来对比讨论。

   最近我们设计的一台按照EN13445规范设计的PED设备,设备选用ASME材料,设备使用VVD软件进行强度计算,在计算过程中直接选择ASME材料库。设备强度计算遭到了三方的否定,理由如下:奥氏体不锈钢材料有特殊性,大约从设计温度110℃向上,PED和EN13445规定的许用应力不会低于ASME许用应力,因为ASME II-D卷中对于奥氏体不锈钢的许用应力有故意提高(安全系数并不是1.5)。采用SA-240 304L时,不应拿ASME许用应力与1.4306的许用应力进行对比,两种材料虽然相当,但并不对等。ASME材料差不多Rp1.0数据,只能用Rp0.2数据按照EN13445规定的安全系数进行计算,这是放弃使用EN材料需要承担的代价。

  (注:ASME 奥氏体不锈钢钢材料许用应力是Rp0.2的材料屈服强度;EN13445材料许用应力是Rp1.0屈服强度。)

   ASME:按Ⅷ-1卷设计的铁基和非铁基材料许用应力

NOTE:(1) Two sets of allowable stress values may be provided for austeniticstainless steels in Table 1A; and nickel alloys, copper alloys, and cobaltalloys in Table 1B; having an SY/ST ratio less than 0.625. The lower values are not specifically identifiedby a footnote. These lower values do not exceed two-thirds Of the yieldstrength at temprature .Thehigher alternativeallowablestresses are identified by a footnote. These higher stresses may exceed two‐thirdsbut do not exceed 90% of the yield strength at temperature. The higher Values should be used only where slightly higherdeformation is not in itself objectionable. These higher stresses are notrecommended for the design of flanges Or for other strain-sensitiveapplications.

ASME:螺栓材料许用应力

EN13445-3:除螺栓以外设计许用应力最大值

6.2 非奥氏体不锈钢

6.3 按常规设计设备的奥氏体不锈钢

6.4 按应力分析设计设备的奥氏体不锈钢(30%≤A<35%)

6.5 按常规设计设备的奥氏体不锈钢(A≥35%)

a. 不进行RT检测的取0.9倍许用应力值。

EN13445-3 11.4.3 螺栓许用应力最大值

碳钢、合金钢许用应力安全系数比较

GB150-2011

Rm/2.7

ReL/1.5

ASME  BPVC Ⅷ-1 2019

ST/3.5

 RP0.2/1.5

EN13445:2014

Rm/2.4

RP0.2/1.5

奥氏体不锈钢钢许用应力安全系数比较

GB150-2011

Rm/2.7

ReL/1.5

ASME  BPVC Ⅷ-1 2019

ST/3.5

 RP0.2/1.5

EN13445:2014

 

 RP1.0/1.5

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