單邊缺口拉伸( SENT) 試驗。
為了在保證管線安全的情況下提高韌性測試結果的準確性，在20世紀末，國外許多研究機構就先後展開了裂尖低約束條件下的斷裂韌性研究，英國焊接研究所(TWI) ，挪威科技工業研究院(SINTEF) ，埃克森美孚(Exxon Mobil)先後開發了不同的單邊缺口拉伸(SENT)試驗方法來測管線鋼的斷裂韌性。
基本介紹
- 中文名：缺口試驗
- 含義：單邊缺口拉伸( SENT) 試驗。
- 測試：管線鋼的斷裂韌性
- 領域：工程技術
簡介,單邊缺口拉伸(SENT)試驗,結論,
簡介
當前，隨著油氣資源需求量的急劇增加，油氣資源開採範圍不斷擴大，從平原地區逐漸向山地、沙漠、海洋、極地等擴展，管線敷設施工難度也在逐漸提高。特別是在海拔落差大的山地以及地震帶、斷層地區以及滑坡土石流等多發地區，管線在服役過程中經常受到外部條件作用發生一定應變程度的變形。
在這種環境下，油氣管道會承受較大的位移和應變，管道的失效形式發生了明顯改變，逐漸由應力控制轉為應變控制。為適應這種環境，一種基於應變設計的管線鋼的設計和研發在國內外掀起了熱潮。為了對管線在大變形地區進行基於應變設計，需要知道其應變需求(外加應變)和應變容量(應變極限)。其中，應變需求是服役環境對管線的應變要求，而應變容量則代表管線自身的應變能力，是管線能夠達到的最大變形程度。根據不同的設計極限狀態，將應變容量乘以對應的安全係數，就可以獲得該極限狀態下的許用應變。因此，提升應變容量是保證管線安全的重要途徑。
應變容量的研究，又分為以局部屈曲為典型判據的壓縮應變容量，和以拉伸斷裂為判據的拉伸應變容量。相對而言，拉伸斷裂更危險，其導致管道徹底破壞，失效後果嚴重，因此往往使用苛刻的安全係數獲得許用應變。
斷裂韌性是指材料抵抗裂紋失穩擴展的能力，是材料安全評估和缺陷評定的關鍵指標參數。通過斷裂韌性試驗可以量化基於應變設計管線的拉伸應變容量，防止裂紋擴展，從而確保管道運行的安全性。
單邊缺口拉伸(SENT)試驗
SENT試驗測試的試樣為小尺寸試樣，對其表面進行預製裂紋並施加拉伸載荷，在裂紋擴展到一定量時，測量試樣的裂紋擴展量，獲得其斷裂阻力曲線。
SENT試驗與SENB方法相比，SENT方法中試樣裂紋尖端約束度較低，更接近於實際管線的裂尖約束，從而在保證安全的同時亦可降低斷裂韌性測試的保守性。相對於FST和CWP試驗，SENT試驗成本較低，並且能得到相對接近於實際管線的斷裂韌性結果。這使得SENT試驗近年來越來越多的被套用於管線鋼斷裂韌性測試中。
材料的斷裂韌性取決於其斷裂韌性阻力曲線。SENT試驗通過測量材料在準靜態載入下的裂紋尖端張開位移，可以獲得材料的斷裂韌性阻力曲線，從而對材料的斷裂韌性進行評價。材料的斷裂韌性阻力曲線可以通過多試樣法或單試樣卸載柔度法獲得。
結論
1)與SENB方法相比，SENT方法中試樣裂紋尖端約束度較低，更接近於實際管線鋼的裂尖約束，從而在保證安全的同時亦可降低斷裂韌性測試的保守性。相對於FST和CWP試驗，SENT試驗成本較低，並且能得到相對接近於實際管線鋼的斷裂韌性結果。
2)多試樣法的優勢在於可以得到較為準確的反應材料的整體性能的斷裂韌性曲線。單試樣卸載柔度法的優點是成本較低，並且得到的斷裂韌性阻力曲線更為精確。
3)試樣尺寸相同的情況下，短缺陷SENT試樣的裂紋增長阻力高於深缺陷試樣;試樣缺陷相同的情況下，試樣尺寸B=W與B=2W的SENT試樣的斷裂韌性阻力曲線基本一致;在SENT試樣兩側使用5%的側槽，可以使試樣獲得較為平坦的裂紋前沿。所以，推薦使用帶有5%側槽的B=W的SENT試樣。
4)研究SENT試驗方法，建立一套完善的SENT試驗標準對於推廣SENT試驗在管線鋼斷裂韌性測試中的套用，準確測試實際情況下的管線鋼及環焊縫斷裂韌性值具有重要意義。
