دوره 22، شماره 6 - ( خرداد 1401 )                   جلد 22 شماره 6 صفحات 417-407 | برگشت به فهرست نسخه ها

‎ 10.52547/mme.22.6.407
‎ 20.1001.1.10275940.1401.22.6.6.1

XML English Abstract Print

Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Shojaeddin M, Hashemi S, Majidi-Jirandehi A A. Experimental investigation of anisotropy in API X65 steel pipe using Charpy fracture energy. Modares Mechanical Engineering 2022; 22 (6) :407-417
URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-58696-fa.html
شجاع‌الدین مجتبی، هاشمی سید حجت، مجیدی جیرندهی علی اکبر. بررسی تجربی ناهمسانگردی در لوله فولادی ایکس شصت‌و‌پنچ با استفاده از انرژی شکست شارپی. مهندسی مکانیک مدرس. 1401; 22 (6) :407-417

URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-58696-fa.html

بررسی تجربی ناهمسانگردی در لوله فولادی ایکس شصت‌و‌پنچ با استفاده از انرژی شکست شارپی
مجتبی شجاع‌الدین1 ، سید حجت هاشمی* 2، علی اکبر مجیدی جیرندهی3
1- دانشگاه بیرجند
2- دانشگاه بیرجند ، shhashemi@birjand.ac.ir
3- دانشگاه پیام نور
چکیده:   (1658 مشاهده)
به‌منظور استفاده از ظرفیت‌های بالاتر در سامانه­های انتقال انرژی ایران، لوله‌های استاندارد­شده API از جنس فولاد API X65 موردتوجه قرارگرفته است. جهت دست­یابی به سطوح استحکام موردنیاز، استفاده از فرآیند نورد کنترل­شده ترمومکانیکی اجتناب­ناپذیر است. این فرآیند ذاتاً خواص مواد ناهمسانگرد را در ورق لوله فولادی ایجاد می‌کند. علاوه­بر­این، تولید لوله جوشکاری­شده مارپیچ شامل مراحلی است که می‌تواند منجر به ایجاد خواص مکانیکی متفاوتی در جهات مختلف شود. هدف تحقیق حاضر این است که وابستگی به جهت انرژی شکست شارپی، اندازه­گیری شود. از این­رو، اثر تغییر زاویه نمونه استخراجی نسبت به جهت نورد و همچنین اثر تغییر جهت شیار نمونه شارپی (در کل سه جهت شیار A، B و C) بر انرژی شکست فولاد API X65 به­صورت تجربی بررسی شده است. بیشترین تغییرات میانگین انرژی شکست شارپی در زوایای مختلف نسبت به جهت نورد، حداکثر 13 درصد است (در جهت شیار B) ولی بیشترین تغییرات میانگین انرژی شکست شارپی بین جهت‌های شیار مختلف، حداکثر 2/12 درصد است (در زاویه صفر درجه). در نتیجه اثر تغییر زاویه نمونه استخراجی نسبت به جهت نورد بر روی انرژی شکست شارپی، بیشتر از اثر تغییر جهت شیار نمونه است. همچنین، در زاویه 5/67 درجه نسبت به جهت نورد (معادل با جهت قطری لوله)، بیشترین انرژی شکست برای تمامی جهات شیار حاصل شد. بنابراین می­توان انتظار داشت که در جهت قطری لوله، احتمال ایجاد و رشد ترک تحت بار ضربه­ای کمتر باشد. به­منظور مقایسه کمّی تغییرات انرژی شکست در جهات شیار متفاوت، برای نخستین بار شاخصی با عنوان شاخص ناهمسانگردی تعریف و ارائه شده است.
واژه‌های کلیدی: آزمایش ضربه شارپی، ناهمسانگردی انرژی شکست، لوله انتقال گاز، انرژی شکست، فولاد ای‌پی‌آی ایکس 65
متن کامل [PDF 840 kb]   (948 دریافت)    
نوع مقاله: پژوهشی اصیل | موضوع مقاله: مکانیک ضربه
دریافت: 1400/10/25 | پذیرش: 1400/12/13 | انتشار: 1401/3/10
فهرست منابع
1. API Specifications, 5L (2007) Specifications for line pipe. American Petroleum Institute, Washington, DC.
2. Rothwell, A., Fracture propagation control for gas pipelines-past, present and future. Pipeline Technology, 2000. 1: p. 387-405.
3. Han, S.Y., et al., Effects of Mo, Cr, and V additions on tensile and Charpy impact properties of API X80 pipeline steels. Metallurgical and Materials Transactions A, 2009. 40(8): p. 1851. [DOI:10.1007/s11661-009-9884-3]
4. Van Minnebruggen, K., Experimental-numerical study on the feasibility of spirally welded pipes in a strain based design context. 2016, Ghent University.
5. Akbarzadeh., A., Effect of thermomechanical processing on microstructure, texture, and anisotropy in two Nb microalloyed steels. PhD thesis, 1997. McGill University.
6. Mourino., N.S., Crystallographically Controlled Mechanical Anisotropy of Pipeline Steel. PhD thesis, 2011. Ghent University.
7. Al-Jabr, H.M., Influence of crystallographic texture in X70 pipeline steels on toughness anisotropy and delamination. 2016: Colorado School of Mines.
8. Chen, M.-Y., D. Linkens, and A. Bannister, Numerical analysis of factors influencing Charpy impact properties of TMCR structural steels using fuzzy modelling. Materials science and technology, 2004. 20(5): p. 627-633. [DOI:10.1179/026708304225016734]
9. ع. ا. مجیدی جیرندهی و س. حجت هاشمی، بررسی ویژگیهای مرئی سطح شکست درزجوش مارپیچ در لوله فولادی انتقال گاز از نوع فولاد API X65، مجله مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس، سال 1396، 17(11).
10. Toth, L., H.-P. Rossmanith, and T.A. Siewert, Historical background and development of the Charpy test. European Structural Integrity Society, 2002. 30: p. 3-19. [DOI:10.1016/S1566-1369(02)80002-4]
11. Mohan, R., et al., Effects of toughness anisotropy and combined tension, torsion, and bending loads on fracture behavior of ferritic nuclear pipe. Battelle, Columbus, OH, Report No. NUREG/CR-6299 (BMI-2184), 1995. [DOI:10.2172/64038]
12. García, O.L., et al. Microstructure-Texture Related Toughness Anisotropy of API-X80 Pipeline Steel. in Advanced Materials Research. 2007. Trans Tech Publ. [DOI:10.4028/0-87849-429-4.840]
13. Joo, M.S., Anisotropy of charpy properties in linepipe steels. 2012, PhD thesis, Pohang University of Science and Technology, Pohang, Korea.
14. Mourino, N.S., et al., Texture dependent mechanical anisotropy of X80 pipeline steel. Advanced Engineering Materials, 2010. 12(10): p. 973-980. [DOI:10.1002/adem.201000065]
15. Reip, C., S. Shanmugam, and R. Misra, High strength microalloyed CMn (V-Nb-Ti) and CMn (V-Nb) pipeline steels processed through CSP thin-slab technology: Microstructure, Precipitation and Mechanical Properties. Materials Science and Engineering: A, 2006. 424(1-2): p. 307-317. [DOI:10.1016/j.msea.2006.03.026]
16. Hashemi, S. and D. Mohammadyani, Characterisation of weldment hardness, impact energy and microstructure in API X65 steel. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 2012. 98: p. 8-15. [DOI:10.1016/j.ijpvp.2012.05.011]
17. Standard, A., E23-07,". Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials," Annval Book of ASTM Standards, 2007.
18. ASTM, A., 20/A20M-99a. 1999. Standard Specification for General Requirements for Steel Plates for Pressure Vessels.
19. Baker, T., F. Kavishe, and J. Wilson, Effect of non-metallic inclusions on cleavage fracture. Materials science and technology, 1986. 2(6): p. 576-582. [DOI:10.1179/mst.1986.2.6.576]
20. Hodge, J., R. Frazier, and F. Boulger, The effects of sulfur on the notch toughness of heat-treated steels. transactions of the american institute of mining and metallurgical engineers, 1959. 215(5): p. 745-753.
21. Matrosov, Y.I. and I. Polyakov, Increasing the toughness and ductility and decreasing the property anisotropy of low-alloy steels. Stal, 1976. 2: p. 162-167.
22. Joo, M., et al., Role of delamination and crystallography on anisotropy of Charpy toughness in API-X80 steel. Materials Science and Engineering: A, 2012. 546: p. 314-322. [DOI:10.1016/j.msea.2012.03.079]
23. Callister, W.D. and D.G. Rethwisch, Materials science and engineering: an introduction. Vol. 9. 2018: Wiley New York.
ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA
ارسال پیام به نویسنده مسئول

بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.