ارتباط ریزساختار و خواص مکانیکی با تنش های پسماند ناحیه جوش چند پاسه محیطی خطوط لوله ۵۶ اینچ فولادی API X-۷۰

تنش های پسماند ناشی از جوش کاری باعث کاهش تنش طراحی خطوط لوله قطور و پرفشار انتقال گاز طبیعی می شود. در این مطالعه که برای اولین بار در ایران صورت گرفته است، ابتدا دو قطعه لوله ۵۶ اینچ فولادی (از نوع درز جوش مارپیچ) با گرید ایکس ۷۰ و ضخامت ۷۸۰/۰ اینچ بر اساس دستورالعمل ویژه شرکت ملی گاز ایران جوش کاری گردید. پس از آن آزمون کرنش سنجی سوراخ بر اساس استاندارد ASTM E ۸۳۷ انجام شد. سپس برای اطمینان از سلامت جوش، تبدیل کرنش های آزاد شده به تنش و تشخیص اثر این تنش ها بر رفتار سازه، آزمایش های کوانتومتری، متالوگرافی، کشش و ضربه انجام شد. نتایج نشان می دهد حداکثر تنش پسماند کششی در مرکز درز جوش و در راستای محیطی سطح خارجی لوله برابر با MPa ۳۱۸ بوده و بیش از ۶۰ % استحکام تسلیم جوش می باشد. در منطقه جوش، عناصر میکروآلیاژی کاهش و میزان کربن افزایش یافته است. در پاس سطح ۷۵% فاز مارتنزیت تمپر نشده مشاهده شده است. افزایش کربن سبب افزایش حجم کریستالی مارتنزیت و در نتیجه کاهش تنش پسماند و همچنین کاهش مقاومت ماده خواهد شد. کاهش استحکام کششی در جوش نیز سبب افزایش درصد تنش پسماند نسبت به استحکام استاتیکی سازه شده است. علاوه بر این کمترین مقاومت به ضربه در راستای محیطی (۴۵J) جوش سر به سر لوله اتفاق افتاده است. بنابراین مرکز درز جوش در راستای محیطی سطح خارجی به عنوان ناحیه بحرانی لوله دارای بیشترین تنش پسماند کششی و درصد فاز مارتنزیت و کمترین عناصر میکروآلیاژی، استحکام تسلیم، کرنش نهایی و مقاومت به ضربه است.

کلیدواژه ها:

تنش پسماند ، جوش چند پاسه محیطی ، کرنش سنجی سوراخ ، خواص مکانیکی و متالورژیکی ، لوله API X۷۰