Авторы: Филин В.Ю., Артемьев Д.М., Гусев М.А., Ларионов А.В.
Рассмотрена практика традиционного вида испытаний образцов DWTT (ИПГ) для оценки вязкого состояния металла труб и проката по виду излома «волокно/кристалл», при которых возникли проблемы с оценкой результатов испытания современных высокопрочных сталей для подводных газопроводов с большой толщиной стенки и судостроительных сталей для судов ледовых классов Arc, особенно для сталей, произведенных методами термомеханической обработки. Дан обзор истории и перспективных направлений развития методики, способов перехода к количественному критерию сопротивления разрушению при испытаниях по методу DWTT с учетом достижений техники в обеспечении проведения инструментированных испытаний. Показано, что попытки нормирования работы разрушения образца сталкиваются с методическими трудностями и большим разбросом экспериментальных данных. Предложено одновременно работать в двух направлениях — совершенствовать общепринятую методику и уточнять количественный критерий, основанный на использовании механики разрушения.
Список литературы
1. API 5L3 Recommended Practice for Conducting Drop-Weight Tear Tests on Line Pipe. 4th edition, August 2014
2. API 5L Specification for Line Pipe. 45th edition. December 2012
3. ISO 3183-2012. Petroleum and natural gas industries - Steel pipe for pipeline transportation systems.
4. ГОСТ ISO 3183-2015 Трубы стальные для трубопроводов нефтяной и газовой промышленности. Общие технические условия.
5. Holmes B., Priest A.H., Walker E.F. Prediction of Linepipe Fracture Behaviour from Laboratory Tests // Int. J. of Pressure Vessels and Piping, 1983, No. 12, pp. 1-27.
6. ASTM E436-03 (2014). Standard Test Method for Drop-Weight Tear Test of Ferritic Steels.
7. ТИ/ВНИТИ 13 36 83 Испытания крупномасштабных образцов типа ДВТТ на ударный изгиб.
8. EN 10274: 1999 Materials with metallic properties. Drop weight tear test.
9. ГОСТ 30456-97 Металлопродукция. Прокат листовой и трубы стальные. Методы испытания на ударный изгиб.
10. Larionov A.V., Ilyin A.V. Application of DWT-test for determination of resistance to brittle and ductile fracture of hull steels/Proceedings of the 6th International Conference NSN-2011, June 30 - July 1, 2011, St.Petersburg.
11. Российский морской регистр судоходства. Правила классификации и постройки морских подводных трубопроводов, 2017 г.
12. Российский морской регистр судоходства. Правила классификации и постройки морских судов. Часть XIII "Материалы". 2017 г.
13. Филин В.Ю., Артемьев Д.М., Ильин А.В., Ларионов А.В. О проблемах перехода к количественным оценкам энергоёмкости разрушения при испытаниях падающим грузом образцов натурной толщины /Труды конференции "Тестмат-2017", г.Москва, ВИАМ, 20 апреля 2017г., доклад №18.
14. Филин В.Ю., Артемьев Д.М., Ильин А.В., Ларионов А.В. О проблемах перехода к количественным оценкам энергоёмкости разрушения при испытаниях падающим грузом образцов натурной толщины //Авиационные материалы и технологии, 2017, №4.
15. Hasenhutl A., Erdelen-Peppler M., Kalwa C. Understanding inverse fracture – comparison between laboratory BDWT and partial gas test //3R International. Technical journal for piping system integrity and efficiency. Special 01, 2016, pp. 18-22.
16. Inagaki H., Kurihara K., Kozasu I. Influence of Crystallographic Texture on the Strength and Toughness of the Controlled Rolled High Tensile Strength Steel// Tetsu-to-Hagane, 1979, No. 61, 7, pp. 991-1011.
17. Eiber R.J., Maxey W.A. Fracture Propagation Control Methods /Proceedings of Annual Symposium, Society of Flight Test Engineers, 1979, pp. 1-16.
18. Wilkowski G., Shim D-J., Hioe Y., Kalyanam S., Brust F. How new vintage line-pipe steel fracture properties differ from old vintage line-pipe steels. /Proc. 9th International Pipeline Conference, Calgary, Canada, September 24-28, 2012 (IPC2012-90518).
19. Ильин А.В., Артемьев Д.М., Филин В.Ю. Моделирование МКЭ распространения и торможения хрупкого разрушения в пластинах с исходной трещиной при варьировании их толщины //Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018 (в печати).
20. Larionov A.V., Leonov V.P., Malyshevskiy V.A., Ilyin A.V., Danilov G.I. Determination of DWTT energy for pipeline steels. /Proc. “TRUBY-2010” International Science and Application Conference, International Scientific and Technical Conference, Chelyabinsk, Russia, September 13-15, 2010.
21. Саугеруд О.Т., Фридхейм С. Испытания трубопровода Бованенково-Ухта на остановку лавинного разрушения: вопросы и уроки //Наука и техника в газовой промышленности, №1, 2009. - с. 35-41.
22. Кнауф Г., Деморфонти Д. Подход группы EPRG по предотвращению протяженного вязкого разрушения в газопроводных трубах // Наука и техника в газовой промышленности, №1, 2009. - с. 10-16.
23. Hiroyuki Makino, Toshihiko Amano. Demonstration of Crack Arrestability of X100 Line Pipe and Development of Evaluation Technologies for Three-dimensional Fracture Process. Nippon Steel & Sumitomo Metal Technical Report No. 107, February 2015.
24. Taishi Fujishiro, Takuya Hara. Effect on inverse fracture on crack arrestability during DWTT/6th International Pipeline Technology Conference, Ostend, Belgium. 6-9 October 2013.
25. Sang Yong Shin et al. Effects of Notch Shape and Specimen Thickness on Drop-Weight Tear Test Properties of API X70 and X80 Line-Pipe Steels/Metallurgical And Materials Transactions A. Volume 38A, March 2007, pp. 537-551.
26. O’Donoghue P.E., Kanninen M.F., Leung C.P., Demofonti G. The development and validation of a dynamic fracture propagation model for gas transmission pipelines //Int. J. Pressure Vessels and Piping, 1997, No.70, pp. 11-25.
27. Ilyin A.V., Vinogradov O.P., Gusev M.A. Development of Techniques for Determination of the Critical Crack-Tip Openming Angle as a Characteristic of the Extended Failure of Pipeline Metal //Inorganic Materials: Applied Research, 2013, V4, No.6, pp. 554-661.
28. Benamara M., Pluvinage G., Capellea J., Azari Z. Influence Yield Stress on Arrest Pressure in Pipe Predicted by CTOA/21st European Conference on Fracture, ECF21, 20-24 June 2016, Catania, Italy.
29. Xu S., Tyson W.R., Eagleson R., McCowan C.N., Drexler E.S., McColskey J.D., Darcis Ph.P. Measurement of CTOA of pipe steels using MDCB and DWTT specimens/ Proceedings of the 8th International Pipeline Conference IPC2010.
30. Torvela N.O. at al. Investigation of the drop weight tear test /Canberra Joint Technical Meeting, 16 March 2007.
Об авторах:
Филин Владимир Юрьевич - канд. техн. наук, НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей», 191015, г. Санкт-Петербург, Шпалерная ул., д. 49, e-mail: npk3@crism.ru
Д.М. Артемьев - НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей191015, г. Санкт-Петербург, Шпалерная ул., д. 49
М.А. Гусев, НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей», 191015, г. Санкт-Петербург, Шпалерная ул., д. 49
А.В. Ларионов - НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей», 191015, г. Санкт-Петербург, Шпалерная ул., д. 49
* * *
