Испытание образцов на вертикальных копрах для оценки трещиностойкости сварных газонефтепроводных труб

Abstract

Проведен анализ установок испытаний падающим грузом, используемых для проведения исследований и приёмо-сдаточных испытаний по оценке трещиностойкости сварных газонефтепроводных труб по критерию волокна в изломе образца и по другим параметрам. Для этого на трубных и металлургических заводах используются установки испытаний падающим грузом, изготовляемые на иностранных фирмах Instrom, Imatek и другие. В России установки испытаний падающим грузом для трубной продукции не изготовляются. Некоторые установки испытаний падающим грузом (фирма Imatek) поставляются с автоматической системой записи процесса разрушения образца, позволяющей определять максимальную разрушающую нагрузку, энергетические параметры разрушения (общую работу разрушения, удельную работу распространения трещины), скорость распространения трещины и другие параметры разрушения образца. Это позволяет использовать оборудование для реализации количественного метода оценки трещиностойкости газонефтепроводных труб. Установки испытаний падающим грузом комплектуются охлаждающими камерами для охлаждения образцов до –80 °С, а также приспособлением для нанесения надрезов в образце. Установки испытаний падающим грузом позволяют испытывать образцы из высокопрочной стали до К100, толщиной до 50 мм. Оборудование фирмы Imatek имеет значительные преимущества перед фирмой Instrom: большая производительность, копьютерная система регистрации параметров разрушения, испытание образцов из стали с прочностью К100 и выше и толщиной до 50 мм и др. Проведены исследования по анализу процессов разрушения крупногабаритного образца на установке испытаний падающим грузом, близкого по геометрическим параметрам к пробе DWTT. Вскрыта и установлена сложная природа образования волокна в изломе образца при динамическом нагружении, зависящая от вязкости материала, скорости трещины в образце, податливости нагружаемой системы и других факторов. Без устранения выявленных недостатков пробы DWTT становится очевидной нецелесообразность использования данной пробы для проведения приёмо-сдаточных испытаний по оценке трещиностойкости сварных газопроводных труб. The analysis of the drop weight impact equipment used to evaluate the fracture toughness of welded gas and oil pipes by the criterion of fiber in the sample fracture was made. Drop Weight Impact Testers used at Russian pipe and metallurgic plants are exported machines from foreign firms Instrom, Imatek and others. In Russia such testers are not produced. Some Drop Weight Impact Testers (Imatek company) have the option of automatic recording of sample destruction and allow determining the maximum destructive load, energy parameters of destruction (total ork of fracture, the specific work of crack propagation), the velocity of crack propagation. This allows using the equipment to implement the method for quantitative evaluation of fracture toughness for gas and oil pipes. Drop Weight Impact Testers are equipped with cooling chambers for cooling samples up to -80 C and with a device to make cuts on samples. Drop Weight Impact Testers allow to test samples of high-strength steel up to K100 with thickness up to 50 mm. Testers of Imatek have significant advantages over the testers of Instrom: they show higher productivity, they have computer system to register fracture parameters, they can test specimens of steel with the durability equal to K100 and above and with the thickness of up to 50 mm. The destruction of a large sample similar in geometry to DWTT sample was made using Drop Weight Impact Testers. The complex nature of fibers in the fracture of the specimen under dynamic load was determined. It depends on the viscosity of the material, on the speed of cracks in the sample, on the flexibility of loading system. Without correcting DWTT samples it is not sensible to use these samples to conduct acceptance tests for the evaluation of fracture toughness of welded gas pipes.