مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تعیین ضرایب معادلات اساسی خزشی لایه‌های جوش لب به لب لوله‌ی فولادی 1.25Cr0.5Mo

نویسندگان
1 هیئت علمی، دانشگاه تبریز
2 دانشکده فنی مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز
چکیده
بررسی رفتار خزشی اتصالات جوشی لوله‌های فولادی تحت فشار حامل سیال داغ، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این پژوهش، رفتار خزشی اتصال جوش لب‌به‌لب لوله‌ی فولادی 1.25Cr0.5Mo مورد بررسی قرار گرفته است. محل جوش به سه ناحیه‌ی ماده‌ی اصلی (BM)، منطقه‌ی تحت تأثیر حرارت (HAZ) و ناحیه‌ی جوش (WM) تقسیم و سپس معادلات اساسی خزشی هر ناحیه به‌دست آمده است. ضرایب معادلات اساسی برای هر ناحیه با استفاده از نتایج آزمایش‌های خزش تک‌محوره و به‌کمک روش حداقل مربعات تعیین و نتایج با آنچه در مراجع مختلف برای آلیاژهای دیگر ارائه شده است، مقایسه شده‌اند. آزمایش‌ها با استفاده از دستگاه تست خزش تک‌محوره در تنش‌های 30، 35، 40 و 50 مگاپاسکال و دما‌های 670، 700، 725، 750 و 800 درجه‌ی سانتیگراد انجام شده است. نمونه‌های آزمایشی به‌صورت مستقیم از فلزهای پایه و جوش به‌روش ماشینکاری تهیه شده‌اند. از آنجا که تهیه‌ی نمونه‌ با ابعاد موردنیاز از HAZ ممکن نمی‌باشد، روشی برای تعیین ضرایب معادلات اساسی این منطقه پیشنهاد شده است. صحت روش پیشنهادی با مقایسه‌ی ضرایب معادلات اساسی محاسبه‌شده به‌کمک این روش و مقادیر به‌دست‌آمده بر اساس نتایج تجربی برای فلز جوش تأیید شده است. مشاهدات میکروگرافی و سختی‌سنجی نشان می‌دهند که ساختار لایه‌ها باهم تفاوت داشته و این امر در ضرایب معادلات اساسی و نرخ کرنش خزشی پایدار تأثیر به‌سزایی دارد. نتایج نشان می‌دهند که در محدوده‌ی تنش‌های موردنظر، نرخ کرنش خزشی پایدار فلز جوش از نرخ کرنش فلز پایه و نیز منطقه‌ی HAZ بیشتر بوده و نرخ کرنش منطقه‌ی HAZ در تنش‌های پایین از فلز پایه بیشتر است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Obtaining the creep constitutive parameters for the layers of butt-welded 1.25Cr0.5Mo pipe

نویسندگان English

Farid Vakil-Tahami 1
Akbar Rasoulian 2
Arash Mohammad Alizadeh Fard 2
1 Associate professor, University of Tabriz
چکیده English

Creep behavior of butt-welded joints in pressurized steel pipes operating at high temperature is one of the major concerns in industry. The creep behavior of 1.25Cr0.5Mo weldment has been investigated in this paper. Three different layers: Base Metal (BM), Heat Affected Zone (HAZ) and Weld Metal (WM) have been considered and the creep behavior of each layer has been modeled using constitutive equations. Constitutive parameters have been determined using the results of uniaxial constant load creep tests. A numerical approach based on least square method has been used to calculate optimum values of the constitutive parameters. The results have been compared with those provided in the literature for different alloys and good agreement has been observed. Creep tests have been carried out at 30, 35, 40 and 50 MPa and temperature levels of 670, 700, 725, 750 and 800 °C. Specimens have been machined out from Base and Weld Metal. Since machining specimens with appropriate size from HAZ is impossible, a method is proposed to obtain constitutive parameters for this layer. This method is validated by comparing the constitutive parameters which have been calculated for WM with those obtained using creep tests. Micrographical and microhardness tests show that there are significant differences in the microstructure of the layers. Consequently, the creep behavior of layers is different. The results show that steady state creep strain rate for WM is higher than the rates for BM and HAZ; also at low stress levels, creep strain rate of HAZ is larger than BM.

کلیدواژه‌ها English

Cr- Mo Steel Alloy
Creep Behavior
Experimental investigation
Constitutive Parameters
Heat Affected Zone