三、防止脆性断裂的工程措施

　　在工程上，脆性的失稳扩展是不充许的。为了避免脆性断裂的失稳扩展，在管道工程上，通常采用以下几种措施：
　　1．选材时规定，要对管材进行在最低操作温度下的DWTT试验，其剪切面积不低于85％，或规定材料的DWTT的FATT值要低于管子的最低操作温度。
　　早期有些管道规范中此项要求比上述的要求低，这是因为当时冶金技术较低，以上要求有时难以达到，或为此要付出较大代价。但近年来，尤其是近十年来，冶金技术有了很快的发展，管材的FATT值，如表2-5-1 所示可以做得很低(但要提出要求)而不需要付出代价或只付出很小的代价。
　　当选用旧管材或新定货的管材难以满足以上要求，或为此而增加的费用太高时，可以降低应力水平使用，具体办法可参阅上文。
　　2．当材料满足不了FATT要求时，可以考虑采用止裂环，止裂环有以下几种形式。
　　(1)为两个半圆形环，内弧曲率与钢管外径相同，套在钢管上，焊缝在两侧，在焊缝的焊接过程中，焊缝收缩，使圆环紧紧箍在钢管上并略有过盈。管内受压时，此处环向应力减少，造成止裂。
　　(2)止裂环为直径、厚度与管线钢管相同的管段，但此管段的FATT值低于操作的最低温度，从而造成止裂。
　　(3)管材沿轧制方向及垂直方向的冲击韧性值相差甚远。有些止裂环的管段，不更换材料，只是卷管时改变轧制方向，通常环向应力与轧制方向垂直，而止裂环环向应力与轧制方向平行。

　　四、脆性断裂典型事故的分析

　　1960年在美国Trans-Western管线上进行气压试验时，曾发生过一起长达13km的断裂事故。这里首先以此为典型事例进行分析。
　　该管线直径为30in(762mm)，厚度为0．375(9．5mm)，X56钢管，裂源为纵向焊缝上的一条疲劳裂纹，这是在运输过程中造成的(本书将详细分析在运输过程中造成疲劳裂纹的可能性)。破坏时环向应力σ=0．63(SMYS)，断裂总长为13．36km。管线在裂源处起裂后，裂纹分别向两端扩展，一端扩展5．15km后，碰到一根高韧性的管段而止裂，另一端扩展9．21km，碰到一根锻造的厚壁出口汇管而止裂，整个脆裂的形状是波纹状，多分枝的，并飞出Charpy V85％FATT块碎片。在19块碎片中取出两块碎片，做了Charpy V冲击试验。两块试样的Charpy V85％FATT值分别为100°F(37．8℃)和175°F(79．5℃)，在破坏时的温度下做试验，S．A％分别为10％和40％。
　　破坏时，管线的温度(当时的大气温度)为60°F(15．6℃)，操作温度低于FATT故而发生破坏。
　　前面说过，管线二端遇到一根高韧性管段而止裂。止裂管段经Charpy V试验，其FATT为0°F，由于在破坏温度下做Charpy V试验S．A=100％，故可止裂。
　　另一个典型例子如下：
　　一根直径为36in管线，厚0．406in，材质为X52。裂源在一根管中部，起裂后，向东西两个方向扩展，向东跨过裂源管，经东1管、东2管、在东3管处止裂；向西经过半根裂源管，经西1管、西2管、在进入西3管后，在其中部止裂，破坏时温度为60°F(15．6℃)。
　　事故后，做SWTT及Charpy V试验。
　　裂源管、东1管、东2管DWT的FATT值分别为70、80、100°F，均高于60°F，故为脆性断裂；而东3管FATT值为40°F(44℃)，故可止裂。
　　西1、西2、西3管的FATT值分别为74°82°及64°F，亦高于60°F，为何西3可以止裂呢？
　　现根据能量判据再进行校核。
　　由式知能量释放率可按下式计算：
 

　　由计算可看出R＞G，故可止裂。