Два типа остановки протяжённого разрушения при полномасштабных пневматических испытаниях магистральных газопроводов

При протяжённом разрушении магистрального газопровода продольная трещина может прекратить распространяться одним из двух способов. Первый способ — остановка трещины без изменения ее направления. Это вызывается тем, что энергия, передаваемая от расширения газа, становится меньше, чем энергия, необходимая для продолжения раскрытия трещины. Чаще встречается второй способ, когда трещина меняет направление своего распространения с продольного на окружное и закольцовывается. Известные математические модели описывают и могут предсказать только первый способ остановки распространения трещины, но пока не могут имитировать второй способ. В данной статье показано, что причиной реализации второго способа является изменение конфигурации («сплющивание») поперечного сечения трубы при приближении трещины. Это приводит к появлению в стенке трубы радиальных нормальных напряжений. Если радиальные нормальные напряжения превышают продольные, плоскости максимальных касательных напряжений меняют свое положение с продольного на лежащее под углом 45° к оси трубы. Поскольку металл пластичен, а разрушение вызывается касательными напряжениями, трещина меняет направление и закольцовывается. Такая ситуация имеет место, когда радиус кривизны сплющивания становится меньше диаметра трубы.