Breukdruk

Breukdruk is de druk waaronder een materiaal, constructie of geologische formatie faalt door breuk of scheuring. Het is een maat voor de sterkte onder druk en staat niet gelijk aan de druk waarbij vervorming optreedt of waarbij een structuur buigt. De exacte betekenis van breukdruk hangt af van de context, maar het verwijst doorgaans naar de druk die nodig is om scheuren te initiëren en te laten groeien.

In geotechnische en olie- en gasengineering verwijst breukdruk naar de in-situ druk die vereist is om rots of grond te breken. Deze druk wordt beïnvloed door het effectieve spanningsstate, poreuze druk, eigenschappen van de formatie, de aanwezigheid van bestaande scheuren, temperatuur en vloeistofchemie. Het kennen van de breukdruk is cruciaal bij boren en hydraulische fracturering: men wil opereren onder de breukdruk om ongecontroleerde fracturering te voorkomen, of juist onder gecontroleerde omstandigheden fracturen op te wekken. Breukdruk wordt vaak uitgedrukt als fractiegradient met diepte.

In de mechanische techniek van pijpleidingen, drukvaten en slangen verwijst breukdruk vaak naar de burst pressure—de interne druk die een volledige scheur veroorzaakt. Ontwerppraktijken hanteren een werkdruk die aanzienlijk onder de breukdruk ligt en houden rekening met veiligheidsfactoren om cruciale variabelen zoals defecten, temperatuur, corrosie en fabricagevariatie te compenseren. Bursttesten en hydrostatische testen leveren empirische waarden voor breukdruk van componenten.

Meting en schatting: bij rotsen kan breukdruk worden afgeleid uit breuktaaiheid, in-situ spanning, poreuze druk en fractie-mechanica-modellen; veldtesten zoals leak-off tests en minifracs helpen de in-situ breukdruk te bepalen. Bij metalen en polymeren bepalen trek- en breuksterktes en taaiheid de veilige bedrijfsdruk.

---