SỰ PHÁT TRIỂN NHANH CỦA VẾT NỨT

Giới thiệu tổng quan

Phương pháp xác định độ bền đối với sự phát triển nhanh của vết nứt là gì?

Sự phát triển nhanh của vết nứt RCP là sự hình thành vết nứt có độ dẻo thấp với tốc độ nhanh khoảng 300 m/s dọc theo đường ống chịu áp suất. Sự phát triển hoặc kìm hãm vết nứt phụ thuộc vào năng lượng biến dạng tại đầu vết nứt, điều đó sẽ bị ảnh hưởng bởi áp suất bên trong của chất lỏng, ảnh hưởng bởi mức độ mà tại đó chất lỏng giảm áp suất.

Nếu vết nứt xuất hiện trong đường ống dẫn nước, thì chất lỏng không phải chịu sức nén như nhau và năng lượng giải phóng như của đường ống chứa không khí hoặc khí đốt. Do đó, sự phát triển vết nứt với tốc độ nhanh xuất hiện có thể nhỏ hơn nhiều trong ống dẫn nước. Thực ra, các phép thử hết thang (full scale – FS) và phép thử S4 RCP (độ bền với sự phát triển nhanh của vết nứt) trên ống dẫn nước đã chỉ ra rằng sự phát triển này không xảy ra khi ống được chứa đầy nước. Tuy nhiên, các phép thử với ống có đường kính lớn có chứa cả nước cà không khí ở nhiệt độ thấp (<3 °C) có thể nhìn thấy được vết nứt phát triển theo chiều dài đầu ống trong túi khí, nhưng áp suất cao hơn được quy định để chịu được sự phát triển này so với trường hợp chỉ có không khí. Áp suất để chịu được sự phát triển tang lên khi thể tích bẫy không khí giảm xuống, do đó sự giảm thiểu thể tích bẫy không khí sẽ giảm đi sự nguy hại. Điều đó đã được kết luận là hiện tượng nguy hại xảy ra trong ống dẫn nước là rất thấp và yêu cầu các điều kiện bất lợi trùng hợp nào đó, nghĩa là sự bắt đầu của vết nhứt nhanh liên tiếp tại vị trí của túi khí trong ống có đường kính lớn được vận hành ở các điều kiện áp suất cao và nhiệt độ thấp.

Trong khi xây dựng các tiêu chuẩn châu Âu trong ống dẫn nước PE, điều này được kết luận là RCP chỉ cần xem xét đối với ống có chiều dày thành > 32 mm. Phép thử cho thấy phần lớn các nguyên liệu làm ống mới đều bền với RCP và có độ bền cao đối với sự phát triển vết nứt chậm, làm giảm đáng kể sự nguy hại ban đầu.

Sự bắt đầu phát triển nhanh của vết nứt

Sự bắt đầu của RCP có thể là kết quả của việc phá hủy mẫu do va đập, sự phát triển vết nứt xuyên qua thành hoặc vết nứt sẽ phát triển từ mối hàn bằng phương pháp nung chảy kém trong các điều kiện bất lợi trùng hợp nào đó và các điều kiện về môi trường.

Hiện tượng RCP phải được ghi trong báo cáo của các loại vật liệu khác nhau của đường ống, bao gồm cả thép và trong một số các mẫu, của hệ thống đường ống nhựa.

Các thông số ảnh hưởng đến sự phát triển/kìm hãm vết nứt:

Các thông số có ảnh hưởng đến RCP khi vết nứt bắt đầu xuất là:

• Áp suất bên trong
• Nhiệt độ đường ống
• Mức độ giảm áp suất của chất lỏng được dẫn
• Tính bền gãy của vật liệu làm ống

Phương pháp thử

Tính nhạy cảm của ống trong vật liệu riêng biệt đối với RCP tăng theo độ lớn của đường kính ống và chiều dày thành. Điều này được đánh giá theo kinh nghiệm để cho phép hệ thống được thiết kế để hạn chế sự nguy hại.

Các phép thử này yêu cầu các điều kiện khắt khe đối với sự bắt đầu xuất hiện vết nứt nhanh, nghĩa là tạo ra các vết khía hình chữ V trên ống thử và cho va chạm mạnh với một lưỡi dao sắc, và trong trường hợp phép thử hết thang (full-scale), làm lạnh ống ban đầu đến -70 °C.

Các phương pháp thử xác định độ bền của ống nhựa được tạo áp bên trong đối với sự phát triển nhanh của vết nứt RCP đã được tiêu chuẩn hóa. Phép thử S4 dùng cho các đoạn ống ngắn để xác định áp suất hoặc nhiệt độ RCP tới hạn của ống. Các ống dài tới 20 m là cơ sở cho phép thử hết thang để xác định các thông số tới hạn này. Một mặt, phương pháp S4 sử dụng các tấm chắn bên trong để hạn chế sự giảm áp nhanh của áp suất bên trong, vì vậy đảm bảo rằng đầu vết nứt phát triển nhanh được tiếp xúc với toàn bộ áp suất ống trông suốt quá trình thử. Mặt khác, phép thử hết thang FST không có các tấm chắn và có liên hệ nhiều hơn đến hiện trường. Đầu vết nứt phải chịu một áp suất giảm do ảnh hưởng giảm áp khi vết nứt phát triển. Sự sắp đặt này phản ánh kiểu hỏng do sự phát triển nhanh của vết nứt của đường ống dài và được giả thiết sẽ là phương pháp thử tham chiếu. Các giá trị tới hạn thu được từ mỗi phép thử khác nhau nhưng có tương quan thực nghiệm với nhau.

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử hết thang FST để xác định sự kìm hãm hay phát triển của vết nứt xuất hiện trong ống nhựa nhiệt dẻo ở áp suất bên trong và nhiệt độ quy định. Phương pháp này cũng thích hợp đối với việc xác định áp suất tới hạn, ứng suất tới hạn và nhiệt độ tới hạn.

Tiêu chuẩn áp dụng cho việc đánh giá tính năng sử dụng của ống nhựa nhiệt dẻo dùng để dẫn chất khí hoặc chất lỏng. Trong trường hợp dẫn chất lỏng cũng có thể có không khí bên trong ống.

Xem thêm: MÁY THỬ ĐỘ BỀN VỚI SỰ PHÁT TRIỂN NHANH CỦA VẾT NỨT SCITEQ – ĐAN MẠCH

Một số thuật ngữ và định nghĩa

• ÁP SUẤT TỚI HẠN: Áp suất ngăn chặn vết nứt lớn nhất thấp hơn áp suất phát triển vết nứt nhỏ nhất.
• ỨNG SUẤT VÒNG TỚI HẠN: Ứng suất vòng ngăn chặn vết nứt lớn nhất thấp hơn ứng suất vòng phát triển vết nứt nhỏ nhất.
• NHIỆT ĐỘ TỚI HẠN: Nhiệt độ ngăn chặn vết nứt nhỏ cao hơn nhiệt độ phát triển vết nứt lớn nhất.
• NGĂN CHẶN VẾT NỨT: Hiện tượng đặc trưng bởi chiều dài của vết nứt dài nhỏ hơn hoặc bằng 90% chiều dài của ống thử.
• PHÁT TRIỂN NHANH CỦA VẾT NỨT RCP: Hiện tượng đặc trung bởi chiều dài của vết nứt dài nhất lớn hơn 90% chiều dài của ống thử.

Xem thêm: MÁY XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ DÒNG CHẢY MFI SCITEQ – ĐAN MẠCH:

Nguyên tắc

NGUYÊN TẮC 1:

Một ống nhựa nhiệt dẻo được duy trì ở nhiệt độ qui định, có chứa một chất lỏng ở áp suất thử qui định, cho chịu một va đập để tạo thành một vết nứt. Vết nứt này sau đó có thể ngăn chặn trong một khoảng cách ngắn hoặc tiếp tục phát triển với tốc độ nhanh dọc theo ống.

Nhiệt độ thử và áp suất thử là nhiệt độ và áp suất được định nghĩa trong tiêu chuẩn viện dẫn và có liên quan với các điều kiện vận hành đã định.

Chất lỏng tạo áp là chất lỏng đã được quy định hoặc chất lỏng khác thay thế được và cho các kết quả tương tự, ví dụ không khí hoặc nitơ.

Phép thử mô phỏng tính năng sử dụng của một ống được chon ngầm khi sử dụng trong các điều kiện mà không làm chậm lại tốc độ giảm áp của chất lỏng tạo áp khi có bất kì rạn nứt nào.

Ống được kiểm tra để xác định xem có xảy ra sự ngăn chặn hoặc phát triển vết nứt hay không.

Từ một loạt các phép thử như vậy ở các áp suất khác nhau, nhưng ở một nhiệt độ không đổi, có thể xác định được áp suất tới hạn hoặc ứng suất tới hạn đối với sự phát triển của vết nứt.

Tương tự, bằng việc thử một loạt phép thử ở các nhiệt độ khác nhau trong khi duy trì áp suất hoặc ứng suất vòng không đổi, có thể xác định được nhiệt độ tới hạn của sự phát triển nhanh của vết nứt RCP.

NGUYÊN TẮC 2:

Cho một đoạn ống thử bằng nhựa nhiệt dẻo có chiều dài xác định, được điều hòa ở nhiệt độ thử quy định và chứa chất lỏng ở áp suất thử nhất định, chịu một va đập ở một đầu sao cho tạo nên một vết nứt dọc phát triển nhanh. Quá trình gây ra vết nứt được thiết kế sao cho làm tổn hại đến mẫu ống càng ít càng tốt.

Nhiệt độ thử và/hoặc áp suất thử theo như quy định trong các tiêu chuẩn liên quan.

Chất lỏng hoặc hỗn hợp chất lỏng sử dụng trong phép thử giống hệt như loại sẽ được hoặc là một chất lỏng khác thay thế cho kết quả tương tự. Nhiệt độ của chất lỏng nằm trong khoảng nhiệt độ thử và nhiệt độ phòng thí nghiệm.

Sự giảm áp nhanh dẫn đến sự phát triển của vết nứt được làm chậm lại bằng một vách ngăn ở bên trong và một khung ở bên ngoài để hạn chế sự phồng lên của mẫu ống thử ở các cạnh của vết gãy. Việc giảm áp được làm chậm lại sẽ duy trì ứng suất đỉnh tạo vết nứt ở mức gần với ứng suất vòng trong ống do áp suấ trong gây ra. Kỹ thuật này đạt được sự phát triển nhanh của vết nứt ở trạng thái ổn định trong mẫu ống thử ngắn ở một áp suất thấp hơn áp suất cần thiết để đạt sự phát triển trong cùng ống đó khi sử dụng phép thử hết thang (FST).

Mẫu thử sau đó được kiểm tra để xác định xem có xảy ra sự kìm hãm hoặc phát triển của vết nứt hay không.

Từ một loạt phép thử như vậy ở các áp suất khác nhau ở một nhiệt độ không đổi, có thể xác định được áp suất tới hạn hoặc ứng suất vòng tới hạn cho sự phát triển nhanh của vết nứt.

Tương tự, bằng cách thử ở một loạt các nhiệt độ khác nhau nhưng ở một áp suất hoặc ứng suất vòng không đổi, có thể xác định được nhiệt độ tới hạn cho sự phát triển nhanh của vết nứt.

Phép thử này bao gồm vết gãy của một mẫu ống thử được tạo áp với một chất lỏng có thể nén được, thường là không khí. Vì vậy, cần có cảnh báo an toàn phù hợp về tiếng ồn và nguy cơ bắn các mảnh vụn.

Thông số thử

Các thông số thử sau đây sẽ phải được quy định trong tiêu chuẩn sản phẩm:

• Đường kính và dãy ống cần thử
• Chất lỏng tạo áp; không khí, nước, nitơ
• Áp suất thử
• Nhiệt độ thử

Xem thêm: MÁY XÁC ĐỊNH ĐỘ VÕNG NHIỆT HDT VÀ NHIỆT ĐỘ HÓA MỀM VICAT SCITEQ – ĐAN MẠCH:

Thiết bị xác định độ bền với sự phát triển nhanh của vết nứt RCP SCITEQ – Đan Mạch

Mô tả

Thiết bị thử nghiệm sự phát triển nhanh của vết nứt RCP:

• Có bộ truyền động độc đáo, đảm bảo tốc độ ổn định, chính xác.
• Tốc độ búa ổn định
• Mức độ an toàn cao
• Điều khiển thông qua màn hình cảm ứng
• Có thể hỗ trợ từ xa

Để xác định sự kìm hãm hoặc lan truyền của vết nứt bắt đầu trong một ống nhựa nhiệt dẻo dùng để cung cấp khí hoặc chất lỏng ở nhiệt độ và áp suất bên trong cụ thể.

SCITEQ RCP được thiết kế với trọng tâm chính là tốc độ sử dụng, độ chính xác, kết cấu chắc chắn và tính linh hoạt khi sử dụng. Nhiệt độ thử nghiệm quy định, áp suất và chiều dài vết nứt được hiển thị trên màn hình có thể thể được trích xuất ra để xử lý thêm. Tốc độ, vận tốc dễ dàng điều chỉnh, cho phép dễ dàng xác định và chứng minh khả năng phục hồi của đường ống chính xác.

Băng tải tự động

Máy kiểm độ độ lan truyền nhanh của vết nứt được trang bị hệ thống băng tải tự động. Tính linh hoạt của băng tải cho phép kiểm tra ống với nhiều đường kính khác nhau. Đường kính được đánh dấu một cách rõ ràng trên băng tải, do đó giúp dễ dàng xác định vị trí đặt các giá đỡ giữ thiết bị thử nghiệm. Cảm biến phát hiện vị trí chính xác của mẫu, cho phép bắt đầu thử nghiệm.

An toàn và nhanh chóng

Máy thử sự phát triển nhanh của vết nứt hoạt động an toàn và nhanh chóng có nghĩa là nhiệt độ xung quanh ít hoặc không ảnh hưởng đến mẫu, do đó kết quả chính xác. Các biện pháp an toàn của máy kiểm tra lan truyền nhanh vết nứt được đảm bảo các thử nghiệm an toàn, bảo mật, mọi lúc, mọi nơi. Các thử nghiệm cho thấy toàn bộ quá trình có thể thực hiện trong vòng chưa đầy một phút.

Xem thêm: MÁY ĐO ĐỘ BỀN KÉO, NÉN ĐA NĂNG SCITEQ – ĐAN MẠCH:

Beta Technology – Nhà phân phối độc quyền SCITEQ tại thị trường Việt Nam

Thành lập năm 2015 đến nay Công ty TNHH BETA TECHNOLOGY tự hào là một trong những đơn vị hàng đầu tại Việt Nam chuyên cung cấp cho thị thường trong nước các thiết bị phân tích thí nghiệm các ngành dầu khí, vật liệu, thực phẩm, nông nghiệp, bò sữa…

Với đội ngũ kỹ sư dày dặn kinh nghiệm cùng với các chuyên gia hỗ trợ từ các nhà cung cấp uy tín, chúng tôi luôn nỗ lực phấn đấu để mang đến những thiết bị độc quyền, dịch vụ có giá trị hoàn hảo nhất cho khách hàng cho thị trường trong nước.

Với hơn 50 năm kinh nghiệm, SCITEQ là một trong những nhà cung cấp tiên phong và uy tín về lĩnh vực kểm tra chất lượng và đo lường vật liệu ngành nhựa, ống nhựa như máy đo độ bền Charpy và Izod, thiết bị đo áp suất thủy tĩnh ống nhựa, thiết bị phân tích nhiệt quét vi sai DSC, thiết bị xác định độ bền với sự phát triển nhanh của vết nứt, thiết bị đo độ bền kéo nén đa năng UTM,…

Những thiết bị của SCITEQ là một trong những sản phẩm được BETA cung cấp cho rất nhiều đơn vị sản xuất ống nhựa cũng như phòng thí nghiệm hàng tiêu dùng tại Việt Nam.

Xem thêm: CÁC THIẾT BỊ CỦA NHÀ CUNG CẤP SCITEQ – ĐAN MẠCH

Hãy liên hệ chúng tôi để được tư vấn cụ thể.   

CÔNG TY TNHH BETA TECHNOLOGY Số nhà 17, Đường số 12, Khu dân cư Cityland Park Hills, Phường 10, Quận Gò Vấp, TP Hồ Chí Minh 0286 2727 095 – 0286 2761 581 0903 042 747 – Mr. Trung sales@betatechco.com https://betatechco.com/ – https://thinghiemxangdau.vn/ – https://thietbihoanghiem.com/ Theo dõi các tin tức mới cập nhật thường xuyên của BETA tại các kênh sau: