Perché esiste il test di caduta-peso e strappo
I gasdotti ad alta-pressione devono arrestare una frattura duttile in corso prima che possa percorrere chilometri lungo la linea. La prova di impatto Charpy è utile per lo screening, ma non può prevedere in modo affidabile l'arresto della frattura in tubi di-diametro grande e pareti-sottili. Il test di caduta-peso di rottura (DWT, anche abbreviato DWTT) preme un campione di spessore di-parete- con un peso guidato, producendo una frattura il cui aspetto riflette direttamente la capacità del tubo di arrestare la propagazione di crepe fragili. Per i tubi di linea API 5L PSL2 X52 destinati al servizio di gas acido o ad alta-pressione, DWT è spesso un requisito supplementare obbligatorio.
Preparazione del campione
La corretta geometria del provino è il fondamento di una prova valida:
Orientamento:
i provini vengono tagliati trasversalmente all'asse del tubo in modo che la frattura si estenda lungo la lunghezza del tubo, corrispondendo alla direzione di una linea di propagazione della fessura.
Spessore della parete intera:
il provino conserva l'intera parete, comprese le superfici interna ed esterna, senza eliminare le superfici così come-laminate.
Dimensioni:
il campione con intaglio pressato standard- è lungo circa 305 mm e largo 76 mm, con un intaglio pressato o lavorato al centro di un bordo.
Appiattimento:
un tubo di piccolo-diametro può richiedere un delicato appiattimento del campione, che deve essere eseguito senza alterare le proprietà di frattura del materiale.
Procedura di prova
La procedura segue i requisiti dell'allegato ASTM E436 o API 5L:
Il campione viene raffreddato o riscaldato alla temperatura di prova specificata, in genere la temperatura minima di progettazione della tubazione (per X52 è spesso 0 gradi o -10 gradi a seconda delle specifiche del progetto).
Il campione viene posto su due incudini con la tacca rivolta verso il peso in caduta.
Un peso guidato colpisce il provino, provocando una fessura in corrispondenza dell'intaglio che si propaga attraverso la sezione rimanente.
Viene esaminata la superficie fratturata e viene misurata la percentuale dell'area di frattura duttile (a taglio) rispetto alla superficie di frattura totale.
Interpretazione dell'area di taglio
Il criterio di accettazione è espresso come percentuale minima dell'area di taglio:
Requisito tipico PSL2:
Area di taglio pari o superiore all'85% sulla media del set di prova, con valori individuali non inferiori al 75% per X52 e gradi superiori.
Comportamento fragile:
un'area a basso taglio indica una frattura della scissione e una scarsa capacità di arresto, il che è inaccettabile per il servizio del gas.
Aspetto fibroso:
una superficie completamente fibrosa, di colore grigio opaco, segnala lacerazione duttile e buona tenacità alla frattura.
DWT rispetto a Charpy V-Notch (CVN)
| Parametro | Charpy V-Intaglio (CVN) | Caduta-Peso a strappo (DWT) |
|---|---|---|
| Spessore del campione | Coupon da 10 mm × 10 mm | Spessore completo della parete del tubo |
| Percorso della frattura | Taglianda piccola, vincolo misto | Simula la fessura nel corpo del tubo |
| Uscita primaria | Energia d'impatto (J) | Percentuale dell'area di taglio |
| Miglior indicatore di | Screening della tenacità dei materiali | Capacità duttile di arresto della frattura |
| Requisito tipico | Per grado, ad esempio maggiore o uguale a 27 J a 0 gradi per X52 PSL2 | Area di taglio maggiore o uguale all'85% alla temperatura di progetto |
Note pratiche per l'ispezione
Quando si assiste alla DWT su un ordine PSL2 X52, verificare che la temperatura di prova corrisponda al minimo di progettazione, confermare l'accreditamento del laboratorio e controllare che i campioni di prova vengano prelevati da entrambe le estremità del tubo dove le specifiche lo richiedono. Sono consentiti nuovi test sulla stessa colata in condizioni definite, ma aree ripetute a basso taglio sono motivo di rifiuto del lotto perché indicano che l'acciaio non può arrestare una frattura in corso.
Domande frequenti
Il test DWT è uguale al test Charpy?
No. Charpy testa piccoli pezzi lavorati e segnala l'energia assorbita; DWT testa i campioni di spessore dell'intera-parete-e riporta la percentuale dell'area di taglio duttile, che rappresenta meglio l'arresto della frattura nelle condutture reali.
Quando è obbligatorio il DWT per il tubo X52?
Normalmente è richiesto per le linee di trasporto del gas progettate per funzionare in modalità a frattura duttile, in particolare tubi a parete sottile-di diametro grande-o quando le specifiche del progetto e i requisiti supplementari API 5L lo richiedono.
Quale temperatura di prova dovrebbe essere utilizzata?
La temperatura minima di progetto specificata della tubazione, concordata tra acquirente e stabilimento; per molti progetti X52 questo è 0 gradi, con valori inferiori per il servizio artico.
È possibile testare nuovamente un batch DWT non riuscito?
La ripetizione del test è consentita in condizioni definite (ad esempio, due campioni aggiuntivi dallo stesso tubo), ma le regole di accettazione dell'API 5L continuano ad applicarsi e il fallimento ripetuto è motivo di rifiuto.
X52 PSL1 richiede DWT?
No. DWT è normalmente un requisito supplementare PSL2 o specifico del progetto-; Il prodotto PSL1 è coperto dai requisiti base di trazione e idrostatici.
Come viene misurata l'area di taglio?
La superficie di frattura è classificata visivamente o digitalmente in zone duttili (fibrose) e fragili (cristalline) e la porzione duttile è espressa come percentuale dell'area totale di frattura.
