Characteristics of allowable axial cracks for pressurized pipes governed by limit load criteria

極限荷重基準に支配される耐圧配管の許容軸方向亀裂の特性

長谷川 邦夫; Li, Y. ; Udyawar, A.*; Lacroix, V.*

Hasegawa, Kunio; Li, Y.; Udyawar, A.*; Lacroix, V.*

高靭性の耐圧配管に軸方向の亀裂が検出された場合、極限荷重基準によって破壊応力が推定される。亀裂配管の許容応力は破壊応力と安全率の組み合わせで導かれる。すなわち、亀裂深さと長さが許容応力から決定される。この許容応力と貫通亀裂の破壊応力の比較から、許容亀裂は一様でない。この許容亀裂は3つの特性に分かれる。1つは、破断前漏洩(LBB)と亀裂の安定成長、2つめはLBBは成り立たないが亀裂の安定成長。3つめはLBBが成り立たず亀裂の不安定成長である。検査技術者やユーザーは、LBBが成り立たず亀裂の不安定成長の特性を有する3つめの許容亀裂に対し特別な注意を払う必要がある。この特別な注意を要求される許容亀裂深さと長さの境界を表す近似式を記述する。

When axial cracks were detected in pipes, failure stresses for high toughness pipes are estimated using the Limit Load Criteria. The allowable stresses for the cracked pipes are derived from the combination of the failure stresses and safety factors. The allowable sizes of crack depths and lengths are determined from the allowable stresses. From the comparison of the allowable and failure stresses for through-wall cracks, the allowable cracks are not uniform. They can be separated into three different characteristics, i) leak-before-break (LBB) and crack growth stability, ii) non-LBB and crack growth stability and iii) non-LBB and crack growth instability. Inspectors and users should pay special attention to allowable cracks with the third characteristic to prevent unexpected failure, particularly for thin-wall pipes. The allowable crack depths and lengths that require special attention can be expressed by appropriate equations.