بررسی عددی وقوع ترک سرد در جوشکاری حین سرویس

جوشکاری خطوط لوله گاز در حین عملیات، به نام جوشکاری تعمیری و یا جوشکاری حین سرویس شناخته می شود. یک نگرانی و مسئله اصلی در جوشکاری حین سرویس ایجاد ترک سرد حین سرد شدن سریع جوش در اثر عبورسیال جاری لوله میباشد. برای بررسی عددی این موضوع باید توزیع حرارتی ایجاد شده حین جوشکاری و سرعت سردشدن لوله در معرض جوش مورد ارزیابی قرار گیرند. در این تحقیق با استفاده از روش المان محدود و نرمافزار تجاری انسیس، یک مدل حرارتی برای پیشبینی توزیع حرارتی در قطعه جوش و تخمین سرعت سردشدن در نواحی اطراف جوش فولاد API X65 توسعه یافتهاست. همچنین به منطور صحهگذاری بر پیشیینی توزیع حرارتی و سختی محاسبه شده، با مقادیر آزمایشگاهی پژوهشی دیگر با هندسه و شرایط جوشکاری مشابه مقایسه شدهاست که این مقایسه از تطابق خوبی برخودار بودهاست. سپس این مدل حرارتی برای فولاد با گریدهای X70 API و API X80 نیز به کار رفتهاست تااثر خواص حرارتی مواد بر وقوع ترک سرد و همچنین حساسیت رفتار حرارتی لوله به خواص آن، مورد بررسی قرار گیرد.این نتایج نشان میدهد که ضریب هدایت حرارتی مواد نقش مهمی را در توزیع حرارت و سرعت سرد کردن میتواندداشته باشد و کاهش در مقدار ضریب هدایت حرارتی افزایش در دما میانگین قطعه در حین جوشکاری را سبب میشود.همچنین سرعت سردشدن جوش و نواحی اطراف آن به توزیع دمایی حین جوشکاری وابسته است و هر چه این توزیع درطول ضخامت قطعه یکنواختتر باشد سرعت سردشدن کمتر است. نشان داده شدهاست که عدم تطابق فیلر و فلزپایه واختلاف در ضریب انبساط حرارتی آنها موجب توزیع حرارتی حادتر در طول ضخامت لوله شدهاست و خطر ترک سرد راافزایش دادهاست.

کلیدواژه ها:

جوشکاری حین سرویس ، المان محدود ، توزیع دما در جوش ، ترک سرد