شبیه سازی عددی جوشکاری زیرپودری مارپیچ در لوله فولادی انتقال گاز از نوع API X۷۰

تنش های پسماند ناشی از جوشکاری باعث کاهش تنش طراحی در خطوط لوله قطور و پر فشار انتقال گاز طبیعی می شود. لوله مورد بررسی از نوع API X۷۰ با قطر خارجی و ضخامت ۱۴۲/۳ و ۱/۹۸سانتی متر است. برای اندازه گیری تنش های پسماند در این لوله از آزمایش کرنش سنجی سوراخ استفاده می شود. با توجه به ابعاد بزرگ لوله و اینکه حمل ونقل آن برای انجام آزمون کرنش سنجی سوراخ مشکل است جداسازی یک نمونه محدود از آن بسیار مناسب است. در پژوهش حاضر ابعاد این نمونه با ابعاد محدود بررسی می شود سپس شبیه سازی جوشکاری در نمونه جداشده انجام و تنش های پسماند از جمله تنش پسماند به منظور ضخامت برای اولین بار ارایه می شود. نتایج نشان می دهد که جداسازی نمونه استاندارد با ابعاد ۴۴×۳۲سانتی متر به منظور اندازه گیری تنش پسماند در لوله فولادی مطلوب است. موقعیت و میزان تنش پسماند کششی و فشاری بیشینه در لوله به دست آمده و تغییرات تنش های پسماند محیطی و طولی در سطوح داخلی و خارجی و در نواحی مختلف جوش بررسی می شود. همچنین صحت سنجی نتایج به دست آمده با نتایج اندازه گیری تنش پسماند در لوله از همین نوع فولاد با هندسه مشابه در مقیاس صنعتی انجام می شود. نتایج نشان داد که حداکثر تنش پسماند در سطح داخلی لوله در جهت طولی برابر ۴۶۰مگاپاسکال (۹۶% تنش تسلیم) بوده و پس از آزمون فشار مایع ایستا به ۲۰۰مگاپاسکال (۴۲% تنش تسلیم) تقلیل یافته است. به دلیل اینکه این مقدار کمتر از نصف تنش تسلیم است روش کرنش سنجی سوراخ پس از آزمون فشار مایع ایستا معتبر است.

کلیدواژه ها:

Residual stress ، spiral welded pipe ، hole drilling technique ، natural gas transmission pipes ، API X۷۰ ، تنش پسماند ، جوشکاری مارپیچ لوله ، کرنش سنجی سوراخ ، لوله فولادی انتقال گاز ، API X۷۰