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裂纹尖端张开位移(CTOD)允许值研究摘要：现有规范对裂纹尖端张开位移(CTOD)允许值的描述，偏重于材料本身力学性能，一定程度上忽略了服役环境因素，致使CTOD允许值偏于保守。
通过对某项目EQ70(38 mm)系列用钢进行缺陷评估，发现如果考虑环境因素，其保守度会有所降低，由此提出环境CTOD允许值概念。
并基于欧盟“结构完整性评定方法”(SINTAP标准)，对CTOD允许值进一步分析，得出关于CTOD允许值的求解方法，并导出其定量计算式，为材料的验收和拒收提供了依据，具有一定的工程实践意义。
关键词：CTOD允许值; 保守度; 缺陷评估; SINTAP裂纹尖端张开位移(CTOD)表征的是缺陷材料裂纹尖端抵抗裂纹扩展的能力，这一判定指标可被用于材料弹性阶段、小范围屈服直至大范围屈服的各个阶段。
因此, CTOD值作为韧性参数，相比于理想弹塑性下的J积分与小范围屈服的夏比冲击功，有其独特的优势。
自20世纪以来，CTOD 作为材料的断裂韧度测试评判标准，已被广泛应用于各国工程领域中。
但是，很多规范只涉及到了CTOD试验准则及选择标准，对于CTOD允许值的问题则描述很少[1]。
CTOD允许值即结构所能容忍的CTOD最小值δmin，当测试结果大于或等于CTOD允许值时，认为材料的断裂韧度是合格的，反之，则不合格。
而且，大量工程实践表明，相关规范中给出的CTOD值非常保守，这违背了“合于使用”原则。
因此，笔者结合某项目EQ系列钢板缺陷失效评估的研究，对CTOD允许值问题提出了自己的见解，并导出了一个关于CTOD允许值的定量算式。
1 SINTAP原理以断裂力学为基础的SINTAP，对含缺陷结构的安全可靠性评估，主要有两种途径，即FAD和CDF。
CDF指的是裂纹推动力，通常用J积分来进行研究[2]。
由于本文以CTOD试验为依托，所以采用另一种途径FAD，即材料缺陷失效评定，如图1所示。
注：A为可接受区域；B为极限情况；C为不可接受区域。
天然气长输管道关键设备国产化研制应用项目CL60040"/CL60048"高压大口径全焊接球阀国产化试制裂纹尖端张开位移（CTOD）试验研究报告委托单位：四川精控阀门制造有限公司试验单位：西南交通大学力学与工程学院试验人：包陈，贾琦，陈龙，姚博负责人：蔡力勋报告人：蔡力勋，包陈西南交通大学力学与工程学院二0一0年四月天然气长输管道关键设备国产化研制应用项目CL60040"/CL60048"高压大口径全焊接球阀国产化试制裂纹尖端张开位移（CTOD）试验研究报告1研究背景本项目为“天然气长输管道关键设备国产化研制应用项目高压大口径全焊接球阀国产化试制”技术条件所要求的裂纹尖端张开位移（CTOD，crack tip opening displacement）试验。
高压大口径全焊接球阀型号为CL60040"、CL60048"，主要用于石油天然气管道运输及终端分配。
球阀连接管线分别为API5L X70钢级管线钢管和API5L X80钢级管线钢管，服役环境温度为-29℃～42℃，输送介质为管输天然气，介质温度0～93℃，输送介质压力10MPa。
该球阀既承受管道内部压力，服役环境又存在如地基沉降、泥石流、地下水的电位腐蚀和应力腐蚀等工况，条件十分恶劣，要求能连续运行30年以上，且相关性能长期满足工况要求。
CTOD是指裂纹受张开型载荷后，原始裂纹尖端处两裂纹面所张开的相对距离，反映了裂纹尖端的材料抵抗开裂的能力，可用来衡量材料的断裂韧性。
CTOD值越大，表示裂纹尖端处材料的抗开裂性能越好。
CTOD是断裂力学中唯一可直接观察的参量，是目前使用最广泛的一种弹塑性断裂力学分析方法，在材料和工艺选择以及工程构件的安全性评定、特别是在压力容器/管道等重要焊接结构的完整性评定中获得了广泛的应用。
由于焊接接头是非均质体，CTOD能够直接反映裂纹尖端所处材料组织的韧性。
