تعیین تجربی مقدار و توزیع تنش‌های پسماند در جوش چند پاسه‌ی محیطی لوله‌ی فولادی ترمومکانیکال

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 8، دوره 25، شماره 2، شهریور 1393، صفحه 111-120   

نوع مقاله: مقاله کوتاه

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum-mech.v25i2.40481

نویسندگان

lمجید سبک روح^{* 1}؛ سیدحجت هاشمی²؛ محمدرضا فراهانی³

¹دانشگاه فنی و حرفه ای- دانشکده امیرکبیر

²دانشگاه بیرجند

³پردیس فنی دانشگاه تهران

چکیده

در این تحقیق ابتدا دو قطعه لوله‌ی 56 اینچ فولادی (از نوع درز جوش مارپیچ) با گرید ایکس 70 و ضخامت 780/0 اینچ بر اساس دستورالعمل ویژه‌ی شرکت ملی گاز ایران جوشکاری گردید. پس از آن، آزمون کرنش‌سنجی سوراخ در روی سطوح خارجی و داخلی لوله بر اساس استاندارد ASTM E 837 انجام شد. سپس مقادیر تنش پسماند با استفاده از این اطلاعات محاسبه گردید. نتایج تجربی نشان می‌دهد حداکثر تنش پسماند کششی (318 مگاپاسکال) در مرکز درز جوش در راستای محیطی سطح خارجی لوله به‌وجود می‌آید. هم‌چنین حداکثر تنش پسماند فشاری (137 مگاپاسکال) در راستاهای محیطی و محوری سطح داخلی لوله و در فاصله‌ی 30 میلی‌متر از مرکز جوش قرار دارد.

کلیدواژه‌ها

تنش پسماند؛ جوش چند پاسه‌ی محیطی؛ لوله‌ی فولادی انتقال گاز؛ کرنش‌سنجی سوراخ؛ API X70

مراجع

1. مقدمه کتاب خلاصه مقالات اولین کنفرانس لوله و صنایع وابسته، شرکت ملی گاز ایران، تهران، (1386).

2. "New Joining Technology for Metal Pipe in the Construction Industry", Construction Industry Institute & Breakthrough Strategy Committee, Texas, pp.15-35, (2003).

3. کوکبی، امیرحسین، "تکنولوژی جوشکاری"، نشر آزاده، تهران، (1388).

4. حائری، محمود، "بررسی متالورژیک عیوب در جوش"، نشر کیانا، تهران، (1383).

5. Gladman, T., "The Physical Metallurgy of Microalloyed Steels", Institute of Materials, London, pp. 175-193, (1997).

6. سبک روح، مجید، "بررسی علل ترک‌خوردگی جوش در لوله‌های حامل سیال"، پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد، دانشکده‌ی مکانیک، دانشگاه مازندران، (1387).

7. "Guide to methods for assessing the acceptability of flaws in metallic structures" British Standards Institution, BS7910, (2001).

8. فراهانی، محمدرضا، "بررسی طراحی اتصال جوش بر بزرگی و توزیع تنش‌های پسماند"، پایان‌نامه‌ی ‌کارشناسی ارشد، دانشکده‌ی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، (1385).

9. Bouchard, R.P.J., "Validated residual stress profiles for fracture assessments of stainless steel pipe girth welds", International Journal of Pressure Vessels and Piping, Vol.84, 195-222, (2007).

10. Leggatt, R.H., "Residual stresses in welded structures", International Journal of Pressure Vessels and Piping, Vol.85, 144-151, (2008).

11. Kandil, F., Lord, J., Fry, A., Grant, P., "Measurement of residual stress in components, a review of residual stress measurement methods", NPL Report, pp. 23-37, (2001).

12. "Handbook of Measurement of Residual Stress", Society for Experimental Mechanics, 1st edition, 2-7, (1996).

13. Sattari-Far, I., Farahani, M.R., "Effect of the weld groove shape and pass number on residual stresses in butt-welded pipes", International Journal of Pressure Vessels and Piping, Vol. 86, pp. 723-731, (2009).

14. Ruibin, G., Yiliang, Z., Xuedong, X., Liang, S., Yong, Y., "Residual stress measurement of new and in-service X70 pipelines by x-ray diffraction method", NDT&E International, Vol. 44, pp. 397-393, (2011).

15. Paddea, S., Francis, J.A., Paradowska, A.M., Bouchard, R.P.J., Shibli, I.A., "Residual stress distributions in a P91 steel-pipe girth weld before and after post weld heat treatment", Materials Science and Engineering, Vol. 534, pp. 663-672, (2012).

16. "Determining Residual Stresses by the Hole-Drilling Strain-Gage Method", ASTM Standard E 837 , (2003).

17. "Measurement of Residual Stresses by the Hole-Drilling Strain Gage Method", Tech Note TN-503503, Micro-Measurements, 19-33, (2010).

18. فروزان، محمدرضا، حیدری، علی، گلستانه، سیدجعفر، "شبیه‌سازی اجزای محدود فرآیند جوشکاری زیرپودری لوله‌های API 5L-X70 با درز جوش مستقیم مورد استفاده در صنایع نفت و گاز"، استقلال، اصفهان، شماره 1، صفحه 93-110، (1388).