ASTM E1681: Test KIH na metalu
Test KIH według ASTM E1681 to test mechaniki pękania mający na celu określenie progowego współczynnika intensywności naprężenia (KIH) materiału metalicznego w środowisku wodoru. ASTM E1681 rozróżnia dwa rodzaje obciążenia: test KIH ze stałym przemieszczeniem i test KIH ze stałą siłą na próbkach CT wstępnie pękniętych zmęczeniowo.
Celem tego testu KIH zgodnie z ASTM E1681 jest ocena przydatności metali w specjalnych rurach i rurociągach do transportu wodoru.
Normy Przeprowadzenie badania Wartości charakterystyczne Próby Pasujące produkty Proszę o poradę Broszura, dotycząca wodoru
Odpowiednie normy dla testu KIH
Poniższe normy są istotne dla testu KIH oraz wyznaczenia progowego współczynnika intensywności naprężenia (KIH) w środowisku wodoru:
- ASME B31.12 – Standard on Hydrogen Piping and Pipelines
Norma ta określa bezpieczeństwo rurociągów i zawiera wymagania dla rurociągów transportujących wodór w postaci gazowej i ciekłej. - ASME BPVC.VIII.3 - ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Division 3, Alternative Rules for Construction of High Pressure Vessels
Niniejsza norma zawiera warunki brzegowe badania w wodorze pod ciśnieniem oraz w zależności od metody badania, zawiera dalsze wymagania dotyczące obliczania KIH. - ASTM E1681 - Standard Test Method for Determining Threshold Stress Intensity Factor for Environment-Assisted Cracking of Metallic Materials
ASTM E1681 określa sposób wyznaczania progowego współczynnika intensywności naprężenia (KIH) dla pęknięć wywołanych wodorem.
Przeprowadzenie badania wg ASTM E1681
Przed testem KIH próbę CT z pomocą serwo-hydraulicznej maszyny wytrzymałościowej poddaje się wibracjom zmęczeniowym. Tę wstępnie pękniętą próbkę CT poddaje się następnie działaniu środowiska gazowego wodoru. ASTM E1681 rozróżnia głównie dwa rodzaje obciążenia: albo próbka jest utrzymywana w stanie ciągłego odkształcenia (constant displacement), albo pod stałą siłą (constant force) przez określony okres czasu. Może wystąpić wzrost pęknięć lub pęknięcie, ale nie musi tak być.
W teście KIH (constant displacement) nie jest wymagana żadna maszyna wytrzymałościowa. Tutaj próbka jest wstępnie naprężana do pewnego stałego odkształcenia za pomocą śruby w obojętnym środowisku. Ekspansję tej próbki CT mierzy się za pomocą obciążenia trzpienia (load line displacement) za pomocą ekstensometru Clip-On . W teście KIH (constant force) jest wymagana maszyna wytrzymałościowa, jak np. elektromechaniczna maszyna do badania pełzania, który obciąża zakrzywioną próbkę CT określoną siłą rozciągającą.
W teście KIH (constant displacement) wymaga uwzględnienia określonego przebiegu pracy:
- Wibracje próbki CT w maszynie wytrzymałościowej dynamicznej
- Ekspansja próbki CT w atmosferze obojętnej przy użyciu ekstensometru Clip-On
- Obciążenie próbki CT i umieszczenie jej w autoklawie
- Napełnij autoklaw sprężonym wodorem na 1000 godzin
- Pobranie próbki CT w celu wizualnej kontroli powierzchni pęknięcia
Ważne wartości charakterystyczne zgodnie z ASTM E1681
Te wartości charakterystyczne zgodnie z ASTM E1681 służą do oceny odporności metalu na pękanie wywołane wodorem:
- KIH
KIH jest angielskim skrótem od "Threshold Stress Intensity Factor". KIH definiuje się jako wartość progową współczynnika intensywności naprężeń. - KIEAC i KEAC
EAC jest angielskim skrótem od „Evironmental Assisted Cracking“. KIEAC i KEAC definiuje się jako największą wartość współczynnika intensywności naprężeń, przy której nie następuje ani uszkodzenie, ani wzrost pęknięcia. Przez KIEAC rozumie się zatem maksymalne dopuszczalne naprężenie istniejących karbów i pęknięć, które mimo to zapewnia bezpieczną pracę.
Wymagania, dotyczące próbek zgodnie z ASTM E1681
Wybierając próbki do testu KIH , ważne jest przestrzeganie wymagań, dotyczących wielkości i minimalnych grubości próbek ASTM E1681 .
Dozwolone są następujące kształty próby:
- Próby CT z obciążeniem trzpienia do testu KIH "constant displacement")
- Próby CT (do testu KIH "constant force")
