ГОСТ Р 54382—2011
15.7.3 Испытания на трещиностойкость
Известно, чтосопротивлениехрупкому разрушению и вязкому разрушению зависит от напряжения
на концах трещин. Стандартные образцы для испытаний на трещиностойкостьобычно имеют глубокие про
рези и к ним прикладывается изгибающая нагрузка, при которой обеспечивается максимальное напряже
ние на концахтрещин и нижние граничные значения сопротивления разрушению. Однако сварные трубо
проводы подвергаются, главным образом, мембранным напряжениям иимеютдефекты сварки меньшей
высоты посравнению с длиной прорезей в стандартныхобразцах. Поэтому вполне оправдано использова
ние нестандартныхобразцовдля испытаний, которые лучше отражают напряжения наконцах трещин, воз
никающие при дефектах сварных швов трубопроводов.
Формулы, приводимые в стандартахдля испытаний с целью определения вязкости разрушения от
нагрузки в зависимости от регистрируемого смещения, могут быть неприменимы дляобразцов нестандар
тной формы. Поэтому сопротивление разрушению можно определитьодним из рассмотренныхниже мето
дов или другим проверенным способом.
Образцы для испытаний на изгибсодносторонним боковым надрезом (SENB) сограниченной длиной
надреза или в соответствии с [54] или другим аналогичным стандартом могут использоватьсядля опреде
ления вязкости разрушения для применения в ЕСАпри условии, чтодлина надреза выбрана не менее чем
высота наиболееопасныхдефектов сварного шва. оцениваемых в ЕСА.
Вязкость разрушения при испытаниях на изгиб образцов с SENB может быть вычислена понагрузке
в зависимости от регистрируемогосмещения указателя согласноследующим формулам:
J -
[■
,/ а \12 (1+
у
2)Ч Л
r\W)\
Е* B{W-a)-
(15.22)
% = 3.785 -3.101(]£■)+ 2.01в(^-)2.(15.23)
где Ар — площадь под графиком «нагрузка — раскрытие» в вершине трещины (CMOD).
Для определениядругих параметров следует обратиться кстандарту[54].
Если полное раскрытие Vgизмеряется на расстоянии гдо0,2авключительно от физической вершины
трещины, то CMOD можно вычислить поформуле
CMOD * ----------—z
-------
.
1 + 0.8а - 0.2W
Значение <5CTOD может рассчитываться из J в соответствиисформулой
(15.24)
с_______J _______
~ m°vs2’ °TS •(15.25)
где гл = 1,221 -0.739-^- +2,751 п - 1,418 n-jj-.
п= 1,724 - 6.098 ( ^ ) * 8 . 3 2 б ( ^ - ) г ~ 3 .9 6 s (^ -)\
Для определения значения вязкости разрушения прииспользовании егов ЕСА для испытаний можно
применятьобразцыдругой формы, например нагруженные растяжением, при условии обоснования того,
что напряжение в вершинахтрещины испытуемогообразца неменьше, чем для наиболее опасных дефек
тов сварного шва трубопровода, для которых проводится ЕСА.
Значение вязкости разрушения можетбыть определено изхарактеристики нагрузки в зависимости от
перемещения закрепленного измерителя на основеодного из следующих принципов:
-зависимость J
ot
раскрытия в вершине трещины или перемещения точки приложения нагрузки мож
но получить спомощьюнелинейного упругопластического расчета пометоду конечных элементов, исполь
зующего кривую зависимости «напряжение— деформация» для материала, подвергаемого испытаниям.
-значение CTOD можно измерить, используя методсдвумятакими измерителями. Раскрытие, вслед ствие
разделения поверхности трещины, измеряется надвух различных расстояниях от вершины трещины
176