Сопоставление различных методик оценки трещиностойкости металла сварных конструкций, работающих в арктических условиях
Авторы: Ильин А.В., Филин В.Ю., Артемьев Д.М.
Аннотация
Трещиностойкость металла сварных соединений по правилам Регистра определяют на конкретных типах образцов (SENB прямоугольного сечения, С (Т)) натурной толщины, обеспечивающих высокую жесткость напряженного состояния в вершине трещины. При температурах испытания ниже —40 °С получен большой разброс данных, значения трещиностойкости часто ниже требуемых. Вопрос о чрезмерном консерватизме условий испытаний по сравнению с нагружением конструкции с трещиноподобным дефектом активно обсуждается за рубежом в связи разработкой новых редакций стандартов ИСО на материалы для арктического применения. Сопоставлены результаты испытаний и проанализированы условия хрупкого разрушения образцов различных типов, в том числе с имитацией термического цикла сварки.
Список литературы
1. Российский морской регистр судоходства. Правила классификации и постройки морских судов. СПб, 2015.
2. Российский морской регистр судоходства. Правила классификации, постройки и оборудования ПБУ и МСП. СПб, 2014.
3. ASTM E 399 - 09. Standard Test Method for Plain-Strain Fracture Toughness of Metallic Materials
4. BS 7448 Fracture Mechanics Toughness Test. Part 1. Method for determination of K1c, critical СTOD and critical J - values of metallic materials, 1991
5. ГОСТ 25.506-85 Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. М: Изд-востандартов, 1985. - 18 с.
6. Виноградов О.П., Ильин А.В., Филин В.Ю. Научно-методические вопросы аттестационных испытаний на трещиностойкость структурно-неоднородного металла сварных соединений. Вопросы материаловедения, 2004 г., № 1(37), стр. 75 -89.
7. Горынин И.В., Ильин А.В., Леонов В.П., Малышевский В.А. Совершенствование требований к материалам для ЛСБУ на основе подходов механики разрушения. Российский Морской Регистр Судоходства, научно-технический сборник, No 23, 2000 г, с 93-113.
8. Horn A.M., Hauge M. Material Challenges for Arctic Offshore Applications, a Reliability Study of Fracture of a Welded Steel Plate Based on Material Toughness Data at -60°C . Proceedings of the Twenty-first (2011) International Offshore and Polar Engineering Conference, Maui, Hawaii, USA, June 19-24, 2011.
9. Hauge M. Arctic Offshore Materials and Platform Winterization. Proceedings of the Twenty-second (2012) International Offshore and Polar Engineering Conference, Rhodes, Greece, June 17–22, 2012.
10 . Ильин А.В., Мизецкий А.В., Филин В.Ю. К описанию масштабного эффекта при испытаниях на трещиностойкость на основе модифицированного подхода Гриффитса.- Вопросы материаловедения, № 1(41), 2005 г, с 55-69.
11. Larsson S.G, Carlsson A.J. Influence of non-singular stress terms and specimen geometry on small-scale yielding. J Mech Phys Solids 1973;21:263–77.
12. Du ZZ, Hancock JW. The effect of non-singular stresses on crack-tip constraint. J Mech Phys Solids 1991;39:555–67.
13. O_Dowd NP, Shih CF. Family of crack-tip fields characterised by a triaxility parameter: Part I––Structure of fields. J Mech Phys. Solids 1991;39:989–1015.
14. Beremin F.M. A local criterion for cleavage fracture of a nuclear pressure vessel steel// Metallurgical Transactions A, 14A (1983), P 2277 – 2287.
15. M. Kroon, J.Faleskof A probablistic model for cleavage fracture with a length scale-influence of material parameters and constraint// Int. Journ. of Fracture, 118, 2002, P 99 -118.
16. Thaulow C., Ostby E., Nyhus B., Zhang Zh., Skallerud B. Constraint correction of high strength steel. Selection of test specimens and application of direct calculations/ Eng. Fract.Mech., 71 (2004), 2417 – 2433.
Об авторах
Ильин Алексей Витальеич - д.т.н., ФГУП "ЦНИИ КМ "Прометей", Санкт-Петербург
mail@crism.ru
Филин Владимир Юрьевич - к.т.н., ФГУП "ЦНИИ КМ "Прометей", Санкт-Петербург
Д.М. Артемьев - ФГУП "ЦНИИ КМ "Прометей", Санкт-Петербург
Ссылка для цитирования: Ильин А.В., Филин В.Ю., Артемьев Д.М. Сопоставление различных методик оценки трещиностойкости металла сварных конструкций, работающих в арктических условиях// Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. - 2015. - № 40/41. - С. 62-71.
* * *
УДК: 669.14:620.17:539.4
Выпуск №: 40/41 (2015)
Страницы: 62-71
Ключевые слова: испытания на трещиностойкость, Arc-стали, сварные соединения, SENT
