rmrsНаучно-технический сборник Российского морского регистра судоходстваResearch Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping2223-7097Российский морской регистр судоходстваNOAYMArmrs-131Research ArticleМАТЕРИАЛЫ И СВАРКАMATERIALS AND WELDINGКонтроль работы разрушения при испытаниях полнотолщинных образцов падающим грузомImpact energy evaluation with full-thickness specimens at drop-weight tear testИльинА. В.IlyinA. V.

Д-р техн. наук, доцент

91015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

DSc, Associate Professor

191015, St. Petersburg, Shpalernaya ul., 49

ЛарионовА. ВLarionovA. V.

191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

191015, St. Petersburg, Shpalernaya ul., 49

larionov-prometey@yandex.ruНИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей»РоссияNRC Kurchatov Institute – CRISM PrometeyRussian Federation20252507202507996111Copyright © Ильин А.В., Ларионов А.В., 20252025Ильин А.В., Ларионов А.В.Ilyin A.V., Larionov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sbornik.rs-class.org/jour/article/view/131

Рассмотрены результаты инструментированных испытаний падающим грузом судостроительных сталей и сталей для магистральных трубопроводов с определением работы разрушения испытываемого образца. Предложены соотношения для оценки максимальной энергоемкости разрушения и ее изменений при наличии расщеплений в изломе или участков хрупкого разрушения. Переход к измерению поглощенной при разрушении работы позволяет избежать субъективизма оценок склонности металла к хрупким разрушениям по виду излома, используемых в настоящее время, и получать данные для сопоставления сталей для трубопроводов не только по склонности к хрупким разрушениям, но и по энергоемкости вязкого разрушения.

The results of instrumented drop-weight tear tests of shipbuilding and pipeline steels with measurement of fracture (absorbed) energy are considered. Ratios are proposed for an assessment of the maximum fracture energy and its changes in presence of separations or cleavage areas in fracture. Introduction of the fracture energy measurement allows to avoid subjectivity of estimates of steels cold resistance based on fracture appearance visual analysis and to obtain data for comparison of pipeline steels in respect of both tendency to brittle fracture and ductile fracture energy.

испытания металла падающим грузомэнергоемкость разрушениявязко-хрупкий температурный переходраспространение и торможение хрупкого разрушенияdrop weight tear testfracture absorbed energyductile-brittle transition temperaturepropagation and arrest of brittle fractureReferencesASTM E436-03 (2014). Standard test method for drop-weight tear test of ferritic steels.ASTM E436-03 (2014). Standard test method for drop-weight tear test of ferritic steels.API 5L3 Recommended practice for conducting drop-weight tear test on line pipe. 4th ed., August 2014.API 5L3 Recommended practice for conducting drop-weight tear test on line pipe. 4th ed., August 2014.ГОСТ 30456-2021 Металлопродукция. Трубы стальные, прокат стальной листовой и рулонный. Метод испытания на ударный изгиб падающим грузом. – М.: Российский институт стандартизации, 2022.GOST 30456-2021 Metalloproduktsiya. Truby stal'nye, prokat stal'noi listovoi i rulonnyi. Metod ispytaniya na udarnyi izgib padayushchim gruzom [State Standard 30456-2021. Metal products. Steel pipes, rolled steel sheets and rolls. Method of impact bending test with a drop weight.]. Moscow: Rossiiskii institut standartizatsii, 2022.Правила классификации и постройки морских подводных трубопроводов / Российский морской регистр судоходства. СПб., 2022.Rules for the Classification and Construction of Subsea Pipelines / Russian Maritime Register of Shipping. St. Petersburg, 2022.Башаев В.К. Об определении хладостойкости современных высокопрочных сталей для арктических конструкций / В.К. Башаев, А.В. Ильин, В.Ю. Филин // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. – 2015. – № 38/39. – С. 74 – 79.Bashaev V.K., Ilyin A.V., Filin V.Yu. Ob opredelenii khladostoykosti sovremennykh vysokoprochnykh stalei dlya arkticheskikh konstruktsii [On the determination of cold resistance of modern high-strength steels for arctic structures]. Research Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping. 2015. No. 38/39. P. 74 – 79. (In Russ.)Правила классификации и постройки морских судов. Часть XIII. Материалы / Российский морской регистр судоходства. – СПб., 2023.Rules for the Cassification and Construction of Sea-Going Ships. Part XIII. Materials / Russian Maritime Register of Shipping. St. Petersburg, 2023.Башаев В.К. Разработка технологии производства листового проката толщиной до 50 мм из высокопрочных сталей с индексом «Arc» / В.К. Башаев, Е.И. Хлусова, С.А. Голосиенко // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. – 2013. – № 36. – С. 100 – 111.Bashaev V.K., Khlusova E.I., Golosienko S.A. Development of technology for the production of sheet metal products up to 50 mm thick from high-strength steels with the "Arc" index. Transactions of Russian Maritime Register of Shipping. 2013. No. 36. P. 100 – 111. (In Russ.)Башаев В.К. Хладостойкость высокопрочной легированной стали с пределом текучести 500 МПа / В.К. Башаев, Г.Д. Мотовилина, В.В. Рябов, О.В. Сыч и др. // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. – 2014. – № 37. – С. 29 – 38.Bashaev V.K., Motovilina G.D., Ryabov V.V., Sych O.V. et al. Cold resistance of high-strength alloy steel with a yield strength of 500 MPa. Research Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping. 2014. No. 37. P. 29 – 38. (In Russ.)Штремель М.А. Наблюдения динамики протяженного разрушения трубопровода / М.А. Штремель, А.Б. Арабей, А.Г. Глебов, А.И. Абакумов и др. // Деформация и разрушение материалов. – 2020. – № 1. – С. 39 – 46.Shtremel' M.A., Arabei A.B., Glebov A.G., Abakumov A.I. et al. Dynamics of extended pipeline failure. Russian Metallurgy (Metally). 2020. Vol. 2020, Issue 10. P. 1191 – 1198.Штремель М.А. Энергоемкость протяженного разрушения газопровода под давлением / М.А. Штремель, А.Б. Арабей, А.Г. Глебов, А.И. Абакумов и др. // Деформация и разрушение материалов. – 2020. – № 8. – С. 21 – 39.Shtremel' M.A., Arabei A.B., Glebov A.G., Abakumov A.I. et al. Energy of the extended pipeline failure under pressure. Russian Metallurgy (Metally). 2021. Vol. 2021, Issue 4. P. 528 – 545.Ильин А.В. Инструментированные испытания падающим грузом (ИПГ, DWTT): корреляция с визуальным контролем вида излома и проблемы оценки результатов испытаний / А.В. Ильин, А.В. Ларионов // Труды XXV Юбилейной междунар. науч.-практ. конф. «Трубы-2023», 13 – 15 сентября 2023 г., г. Челябинск: сб. докл. Часть I. – С. 58 – 65.Ilyin A.V., Larionov A.V. Instrumentirovannye ispytaniya padayushchim gruzom (IPG, DWTT): korrelyatsiya s vizual'nym kontrolem vida izloma i problemy otsenki rezul'tatov ispytanii. [Instrumented drop weight tear tests (DWTT): correlation with visual inspection of fracture surface and problems of evaluation of test results]. Proceedings of the XXV Anniversary International Scientific and Practical Conference "Pipes-2023". September 13 – 15, 2023, Chelyabinsk: collection of reports. Part I. P. 58 – 65.Штремель М.А. Силы и деформации при испытании падающим грузом (ИПГ-DWTT) / М.А. Штремель, А.Б. Арабей, А.Г. Глебов, А.И. Абакумов и др. // Деформация и разрушения материалов. – 2016. – № 9. – С. 36 – 47.Shtremel' M.A., Arabei A.B., Glebov A.G., Abakumov A.I. et al. Forces and strains during drop weight tear test. Russian Metallurgy (Metally). 2017. Vol. 2017. Issue 4. P. 339 – 349.Филин В.Ю. Обоснование требований МАКО и Регистра к выбору материалов корпусных конструкций, эксплуатируемых при низких климатических температурах. Часть 2 – Сопротивление распространению трещины / В.Ю. Филин, А.В. Ильин, А.В. Ларионов, Е.Д. Назарова // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. – 2024. – № 74. – С. 56 – 69.Filin V.Yu., Ilyin A.V., Larionov A.V., Nazarova E.D. Substantiation of IACS and RS requirements for the selection of hull materials for structures operated at low climatic temperatures. Part 2 – Resistance to crack propogation. Research Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping. 2024. No. 74. P. 56 – 69. (In Russ.)Ильин А.В. Моделирование МКЭ распространения и торможения хрупкого разрушения в пластинах с исходной трещиной / А.В. Ильин, Д.М. Артемьев, В.Ю. Филин // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2018. – Том 84, № 1 (I). – С. 56 – 65.Ilyin A.V., Artem'ev D.M., Filin V.Yu. Simulation of the propagation and arrest of the brittle fracture in steel plates with initial crack using finite element method. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov [Industrial laboratory. Diagnostics of materials]. 2018. Vol. 84. No. 1 (I). P. 56 – 65. (In Russ.)Ильин А.В. Анализ корреляции критических температур вязко-хрупкого перехода и температуры торможения хрупкого разрушения на основе численного моделирования МКЭ / А.В. Ильин, Д.М. Артемьев, В.Ю. Филин // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2018. – Том 84, № 2. – С. 46 – 55.Ilyin A.V., Artem'ev D.M., Filin V.Yu. Estimation of critical temperatures of brittle ductile transition and brittle fracture arrest correlation based on finite element modelling. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov [Industrial laboratory. Diagnostics of materials]. 2018. Vol. 84. No. 2. P. 46 – 55. (In Russ.)ASME Boiler and Pressure Vessel Code. XI Rules for inservice inspection of nuclear power plant components. July 1, 2021.ASME Boiler and Pressure Vessel Code. XI Rules for inservice inspection of nuclear power plant components. July 1, 2021. 17. ASTM E 208-20. Standard Test Method for Conducting Drop-Weight Test to Determine Nil-Ductility Transition Temperature of Ferritic Steels.ASTM E 208-20. Standard Test Method for Conducting Drop-Weight Test to Determine Nil-Ductility Transition Temperature of Ferritic Steels.ASTM E 208-20. Standard Test Method for Conducting Drop-Weight Test to Determine Nil-Ductility Transition Temperature of Ferritic Steels.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.