Application of the crack opening displacement approach to the prediction of pressurized tube failure

Abstract

Calibrations have been obtained between the crack opening displacement and the hoop stress during the pressurization of 5 in. diameter tubes containing artificially-introduced longitudinal defects. The calibrations have been used to determine an empirical formula for the plane strain fracture toughness, K_IC. Critical crack opening displacement values have been measured on small notched bend specimens machined from burst tubes, and by means of the above calibration they have been used to calculate the corresponding tube failure stress. Good agreement with the experimentally—determined failure stresses indicates that this small scale specimen can be used to predict the behavior of these tubes used in a steam generating heavy water reactor.

Résumé

Des étalonnages ont été obtenues entre le déplacement de l'ouverture des fissures et la contrainte circonferentielle lots de la mise sous pression de tubes S.G.H.W.R. d'un diamètre de 12,7 cm et comportant des défauts longitudinaux introduits artificiellement. Les étalonnages ont été utilisées pour déterminer une formule empirique pour le résilience à rupture en déformation plane K_Ic.

On a mesuré den valeurs critiques du déplacement de l'ouverture den fissures sur de petites éprouvettes entaillees destinées à den essais de flexion et qui ont été découpées dans den tubes éclatées; au moyen de l'étalonnage citée en haut, on s'est servi de ces éprouvettes pour calculer la déformation limite correspondante. La bonne concordance avec les déformations limites determinées expérimentalement indique qu'on peut se servir de cette éprouvette á une échelle réduite pour prédire la comportement den tubes.

Zusammenfassung

Eichbeziehungen zwischen der Rissöffnungsverschiebung (C.O.D.) and der Tangentialspannung wurden dadurch erhalten, dass SGHWR—Rohre mit einem Durchmesser von 12,7 cm and künstlich erzeugten Längsfehlern unter Druck gesetzt wurden. Die Beziehungen wurden dazu benutzt, um eine empirische Formel für die Bruchzähigkeit im ebenen Formäderungszustand K_Ic zu bestimmen.

Kritische C.O.D.—Werte wurden an kleinen aus aufgeplatzten Rohren geschnittenen Kerbbiegeproben gemessen and wurden mit Hilfe der obengenannten Eichung benutzt, um die entsprechende Grenzspannung zu berechnen. Die gute Übereinstimmung mit der experimentell ermittelten Grenzspannung deutet darauf hin, dass man these Kleinprobe zur Voraussage den Rohrverhaltens verwenden kann.