大口徑卷管的韌性指標(biāo)是與鋼管的強(qiáng)度的指標(biāo)一樣,都是最重要的機(jī)械物理性能指標(biāo),韌性指標(biāo)一般從三個(gè)方面提出要求。
1 、 FATT 指標(biāo)
FATT 是 Fracture Appearance Transition Temperature 的簡(jiǎn)稱,通常譯為 " 韌脆轉(zhuǎn)變溫度 " 。 FATT 可分為三種:一種以 DWTT 試驗(yàn)為依據(jù),用其剪切面積 (ShearArea) 為 80 %或 85 %所對(duì)應(yīng)溫度為轉(zhuǎn)變溫度,這種方法應(yīng)用的最多,且剪切面積多取 80 %,另一種以夏比試驗(yàn)為依據(jù),第三種以爆破試驗(yàn)為依據(jù)。
提出 FATT 要求是保證管線不發(fā)生脆性斷裂,通常取 FATT 值為設(shè)計(jì)的管線可能產(chǎn)生的最低溫度再減 10 ℃。
2 、起裂韌性指標(biāo)
卷管中的缺陷長(zhǎng)度 2a( 或當(dāng)量裂紋長(zhǎng)度 ) 由于疲勞裂紋擴(kuò)展、腐蝕裂紋擴(kuò)展等諸多原因,會(huì)逐漸增長(zhǎng),當(dāng) 2a 增長(zhǎng)至臨界裂紋長(zhǎng)度 2ac 時(shí),則發(fā)生 " 質(zhì)變 " ,由穩(wěn)定裂紋增長(zhǎng)變成失穩(wěn)擴(kuò)展。以上 a 代表卷管中缺陷或當(dāng)量缺陷長(zhǎng)度的一半, ac 為臨界裂紋長(zhǎng)度的一半。
ac 的數(shù)值與鋼管的韌性有關(guān),沖擊韌性越高, ac 值越大,所以沖擊韌性也是材料對(duì)缺陷的 " 容忍程度 " 或 " 容忍能力 " 的一個(gè)指標(biāo)。
管道工作者要求在管線整個(gè)服役期限內(nèi) ( 或管線整個(gè)壽命期內(nèi) )2a 達(dá)不到 2ac ,這樣管線就不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展,而穩(wěn)定擴(kuò)展只要達(dá)不到失穩(wěn)擴(kuò)展則是無(wú)害的,而且穩(wěn)定擴(kuò)展也是必定會(huì)產(chǎn)生的。 隨著管線工作條件的不同,穩(wěn)定擴(kuò)展的速度也是不一樣的,故起裂韌性指標(biāo)也不盡相同。
3 、關(guān)于失穩(wěn)擴(kuò)展的止裂
我們要盡一切努力使管線不發(fā)生起裂,但有時(shí)起裂是難以完全避免的,這樣我們還必須退一步打算,即一旦發(fā)生起裂,由穩(wěn)定擴(kuò)展轉(zhuǎn)變?yōu)槭Х(wěn)擴(kuò)展時(shí),失穩(wěn)擴(kuò)展必須得到止裂。
由于管道工作者提出明確的 FATT 要求以及冶金工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,除早期發(fā)生過(guò)脆性斷裂擴(kuò)展事故外,近幾十年所發(fā)生的失穩(wěn)擴(kuò)展均系延性擴(kuò)展。