ГОСТ Р 71191-2023. Национальный стандарт Российской Федерации. Конструкции транспортные. Цифровая модель шарового крана для судов и морских стационарных платформ. Технические требования к конструкции и виртуальным испытаниям

(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 29.12.2023 № 1757-ст)

for the design and virtual testing

35.240

Дата введения 1 июля 2024 года

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «ТЕСИС» (ООО «ТЕСИС»), Сколковским институтом науки и технологии, Федеральным государственным бюджетным учреждением «Российский институт стандартизации» (ФГБУ «Институт стандартизации»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 032 «Водный транспорт»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 декабря 2023 г. № 1757-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на цифровые модели шаровых кранов номинальным диаметром от DN 20 до DN 100 включительно из структурно-неоднородных материалов для применения на морских судах с управлением от ручного привода, ручного привода с редуктором, от электропривода, пневмопривода при номинальном давлении PN не выше 25 бар (2,5 МПа).

Настоящий стандарт устанавливает требования к следующим параметрам цифровой модели шарового крана: геометрические размеры, механические, физические и химические свойства, а также технические требования к цифровым моделям структурно-неоднородных материалов, из которых произведен шаровой кран.

Настоящий стандарт применяется также при оценке (подтверждении) соответствия.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2.001 Единая система конструкторской документации. Общие положения

ГОСТ 2.052 Единая система конструкторской документации. Электронная модель изделия. Общие положения

ГОСТ 12.2.063 Арматура трубопроводная. Общие требования безопасности

ГОСТ 9544 Арматура трубопроводная. Нормы герметичности затворов

ГОСТ 16504 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

ГОСТ 24054 Изделия машиностроения и приборостроения. Методы испытания на герметичность. Общие требования

ГОСТ 24856 Арматура трубопроводная. Термины и определения

ГОСТ 28338 Соединения трубопроводов и арматура. Номинальные диаметры. Ряды

ГОСТ 28908 Краны шаровые и затворы дисковые. Строительные длины

ГОСТ 32794 Композиты полимерные. Термины и определения

ГОСТ 34287 Арматура трубопроводная. Приводы вращательного действия. Присоединительные размеры

ГОСТ Р 27.102 Надежность в технике. Надежность объекта. Термины и определения

ГОСТ Р 27.403 Надежность в технике. Планы испытаний для контроля вероятности безотказной работы

ГОСТ Р 57700.10 Численное моделирование физических процессов. Определение напряженно-деформированного состояния. Верификация и валидация численных моделей сложных элементов конструкций в упругой области

ГОСТ Р 57700.37 Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения

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.

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 2.001, ГОСТ 2.052, ГОСТ 9544, ГОСТ 16504, ГОСТ 24856, ГОСТ 24054, ГОСТ Р 27.102, ГОСТ Р 27.403, ГОСТ 28908, ГОСТ 28338, ГОСТ 34287, ГОСТ 32794, ГОСТ Р 57700.10, ГОСТ Р 57700.37, ГОСТ 12.2.063.

3.2 В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

DN — номинальный диаметр;

PN — номинальное давление;

Pр — расчетное давление;

Pраб — рабочее давление.

3.3 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

ТМ — твердотельная модель;

4 Технические требования к конструкции КШ

4.1 ТМ КШ должна соответствовать КД, ТУ и требованиям ГОСТ 2.052.

4.2 ТМ КШ должна включать основные элементы конструкции КШ (см. рисунок 1): корпус 1; шаровой затвор 2; упорное седло шарового затвора 3; фланец 4; шток вращения с ручкой 5; муфта 6; крепежные соединения 7, а также могут быть включены другие элементы, необходимые для проведения виртуальных испытаний ЦМ.

Рисунок 1 — Конструктивные элементы КШ

4.3 ЦМ КШ должна соответствовать параметрам и техническим характеристикам реального прототипа КШ. Параметры реального прототипа КШ должны быть предварительно определены на основе данных, приведенных в таблице 1.

Таблица 1

Основные параметры КШ

Параметр	Значение
Номинальные диаметры	По ГОСТ 28338 (от DN 20 до DN 100 включ.)
Рабочее давление Pраб	Не выше 2,5 МПа
Расчетное давление Pр	Не выше 4 МПа включ.
Номинальное давление PN	Не выше 25 кгс/см2 включ.
Температура рабочих сред	От -60 °C до +150 °C
Температура окружающей среды	От -70 °C до +50 °C
Строительные длины	По ГОСТ 28908
Направление движения рабочей среды	Двухстороннее
Расположение на трубопроводе	Любое
Герметичность по классу А	По ГОСТ 9544
Коэффициент гидравлического сопротивления	Не более 1
Присоединение к трубопроводу	Межфланцевое, фланцевое, муфтовое
Присоединительные размеры фланцев	По ГОСТ 28908
Присоединительные размеры для приводов	F03 по ГОСТ 34287

4.4 Параметры ЦМ конструкции и материалов КШ, относящиеся к геометрическим размерам, механическим, физическим и химическим свойствам, должны соответствовать требованиям, установленным в ГОСТ 12.2.063 и [1] (часть VIII, разделы 1.4, 2, 3, 21.1, часть XIII, разделы 6.2, 6.8, часть IX, раздел 1.3), [2] (часть V, раздел 2.4).

4.5 КШ, для которых разработана ЦМ, должны быть предназначены для перекрытия потоков различных сред, устанавливаемые на трубопроводах, эксплуатирующихся на морских, речных судах и морских плавучих нефтегазодобывающих комплексах, плавучих буровых установках и морских стационарных платформах. КШ могут быть установлены на трубопроводах топлива, смазочного масла, водяного охлаждения, сжатого воздуха, вентиляции, гидравлических приводов, сжиженных газов, токсичных сред, осушительных, сточных, питательных, конденсатных систем, на воздушные, переливные трубопроводы.

5 Технические требования к виртуальным испытаниям ЦМ КШ

5.1 Цифровые (виртуальные) испытания ЦМ КШ проводят на цифровых (виртуальных) испытательных стендах и полигонах по ГОСТ Р 57700.37.

5.2 При проведении виртуальных испытаний ЦМ также необходимо моделировать напряженно-деформированное состояние конструкции после сборки КШ в систему судна или морской стационарной платформы. Значение напряженно-деформированного состояния конструкции КШ после сборки должно соответствовать рекомендациям, установленным в КД и ТУ.

5.3 Рекомендуемый перечень виртуальных испытаний ЦМ КШ:

• воздействие цикла открытия и закрытия запорных элементов;
• воздействие статического расчетного давления на запорные элементы и корпус КШ;
• воздействие статического расчетного давления на запорные элементы и корпус КШ при открытии запорного элемента и последующем закрытии;
• воздействие циклических значений расчетного давления на запорные элементы и корпус КШ при нормальных условиях (от нулевого до расчетного давления и далее до нулевого значения);
• воздействие циклических значений расчетного давления на запорные элементы и корпус КШ при температуре окружающей среды -60 °C и температуре рабочей среды +150 °C;

- воздействие циклических значений расчетного давления на запорные элементы и корпус КШ при температуре окружающей среды +50 °C и температуре рабочей среды -60 °C;

• определение критических амплитудно-частотных характеристик, при которых происходит разгерметизация КШ, при/без воздействия статического расчетного давления.

БИБЛИОГРАФИЯ

[1]	Правила классификации и постройки морских судов (часть VIII, разделы 1.4, 2, 3, 21.1, часть XIII, разделы 6.2 и 6.8, часть IX, раздел 1.3). — Санкт-Петербург, Российский морской регистр судоходства, 2019, и/или Правила классификации и постройки морских судов — Москва, Российское Классификационное Общество
[2]	Правила по нефтегазовому оборудованию морских плавучих нефтегазодобывающих комплексов, плавучих буровых установок и морских стационарных платформ (часть V, раздел 2.4). — Санкт-Петербург, Российский морской регистр судоходства, 2017

УДК 006.354:004.942:006.354	ОКС 03.220 35.240
Ключевые слова: структурно-неоднородный материал, цифровая модель, виртуальные испытания, кран шаровой

---