4.5. Натурные пневмоиспытания труб на сопротивление протяженным разрушениям.

Натурные испытания труб дают наиболее достоверную оценку способности трубопровода сопротивляться вязкому разрушению. Проведение полигонных испытаний позволяет оценить способность конкретной трубы к остановке вязкого разрушения, а также длину вязкого разрушения до остановки трещины. Но вместе с этим, полигонные испытания позволяют оценить достаточность действующих нормативных характеристик основного металла, а также достоверность существующих методик прогнозирования длины вязкого распространения разрушения труб нового поколения, полученных из основного металла повышенных групп прочности.

Полигонные испытания выполняют по стандартной методике. Общая длина плети труб определяется длиной участка испытываемых труб. Плеть труб состоит из следующих частей: труба – инициатор разрушения; два участка испытываемых труб; два участка буферных труб и две заглушки (днища). Труба-инициатор имеет длину 5 м. Два участка испытываемых труб, располагающихся слева и справа от трубы-инициатора, состоят из трех труб, сваренных друг с другом кольцевыми швами, каждый. Два участка буферных труб, длиной порядка 70 м каждый, предназначены для остановки трещины в случае, если она пройдет все три испытываемые трубы (в этом случае считается, что трубы не прошли испытания по надежности) и имеют толщину стенки выше, чем у испытываемых Натурные испытания проводят при отношениях напряжений к пределу текучести основного металла труб, которые возникают в стенке трубы в результате действия внутреннего давления выше проектируемого рабочего [20].

Важнейшей закономерностью, выявленной при полигонном испытании на остановку вязкого разрушения взрывом, явилась связь способности основного металла труб тормозить разрушение с характером макро - микрорельефа поверхности разрушения, объемом пластически деформированного металла и удельной энергией распространения трещины, соответственно. На рис.4.6 приведены характерные изображения профиля поверхности разрушения, соответствующие остановке и распространению трещины в пределах испытательного участка плети – первых трех труб, следующих за трубой-инициатором разрушения. В случае остановки разрушения наблюдается однородный излом с поверхностью, ориентированной под углом около 45 градусов к плоскости прокатки, что характерно для вязкого разрушения сдвигом. Степень утонения металла высокая, а пластическая деформация распространяется в основной металл на значительную глубину. В случае не остановки трещины профиль излома сложный, он состоит из ступенек, образованных продольными трещинами и поверхностями, ориентированным под углом около 45 градусов к плоскости прокатки. Степень деформации по максимальному утонению металла и глубине проникновения деформации в основной металл в окружном направлении существенно ниже.

а б	в

Рис.4.6 Типичный профиль очага разрушения в трубах опытных партий К65 1420х27.7мм, выдержавших (а), не выдержавших (б) испытания на остановку разрушения при давлении 14.8 МПа и вид магистрального разрушения труб на полигоне ООО «ГАЗПРОМ трансгаз Екатеринбург»