三维断裂理论在管线钢安全评定中的应用

摘要

引入三维应力约束Tz理论和等效厚度概念,对三维裂纹的应力强度因子和断裂韧性的计算进行了改进,并通过含表面裂纹、单边和双边角裂纹的断裂试验验证了三维断裂理论用于油气输送管线钢剩余强度评定的可行性.试验结果表明,此管线钢中的裂纹起裂韧性Ki值随裂纹形态和方位的不同有较大差别,且都低于穿透裂纹的起裂值.经三维断裂理论分析后发现,所有三维裂纹形态的三维起裂韧性Kzimax都与穿透裂纹的三维起裂韧性Kzithrough值很接近.这说明三维起裂韧性Kzi基本与裂纹形态和几何尺寸无关,管线钢的断裂韧性得到统一.