مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تعیین تجربی چقرمگی شکست فولاد پایه و درزجوش مستقیم لوله انتقال گاز با گرید API X65 به روش نرمی باربرداری

نویسندگان
دانشگاه صنعتی سهند
چکیده
ارزیابی‌هایی که در مورد استحکام خطوط لوله انجام می‌شوند، نقش مهمی در طراحی و بهره برداری ایمن از این سازه‌ها دارند. امروزه خطوط لوله انتقال گاز در معرض فشارها‌‌ی داخلی زیاد تا MPa15 در محیط‌هایی با دماهای پایین هستند. برخورداری از استحکام و چقرمگی بالا برای فولادهای مورد استفاده در خطوط لوله امری ضروری است. در این تحقیق، چقرمگی با معیار KIC برای بدنه و درزجوش لوله API X65 که رایج‌ترین لوله مورد استفاده در خطوط لوله انتقال گاز ایران است، مطابق استاندارد ASTM E1820 تعیین شده است. آزمایش‌های تعیین چقرمگی با استفاده از نمونه‌های آزمایش از نوع کششی فشرده با شیار‌ها‌ی جانبی و دارای ترک‌های خستگی انجام شدند. این نمونه‌ها با استفاده از قطعه‌های جدا شده از بدنه لوله API X65 ساخته شدند. پس از ساخت نمونه‌های نهایی، آزمایش‌های تجربی تک‌نمونه‌ای جهت استخراج منحنی‌های مقاومت در برابر رشد ترک با استفاده از روش نرمی باربرداری انجام شدند. پس از انجام آزمایش‌ها و محاسبات لازم، مقادیر عددی KIC برای بدنه لوله و درزجوش بترتیب برابر MPam1/2302 و 262 MPam1/2 تعیین شدند. این نتایج می‌توانند بعنوان یک منبع اطلاعاتی جهت ارزیابی و مقایسه مقاومت در برابر رشد ترک برای بدنه و درزجوش و نیز تعیین مقادیر بحرانی طول ترک‌های موجود در خطوط لوله انتقال گاز بکار روند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental determination of fracture toughness of base steel and longitudinal seam weld in API X65 gas line-pipe using unloading compliance method

نویسندگان English

Vahid Asghari
Naghdali Choupani
Mehdi Hanifi
Sahand University of Technology
چکیده English

Structuralintegrity assessments of pipelines play a key role in the design and safe operation of pipeline systems. Gas pipelines currently experience internal transmission pressures up to 15 MPa in low ambient temperatures. Combination of high strength and good toughness is essential for the steels and welded joints used in pipelines. In this study, the KIC toughness has been determined for base metal and seam weld of a pipe of grade API X65, following the ASTM E1820 standard. The API X65 steel is the most commonly used pipe material in Iran highpressure gas transportation pipelines. The fracture toughness tests employed sidegrooved and fatigue precracked compact tension specimens, extracted from the original pipe, to determine the crack growth resistance curves based upon the unloading compliance method using the single specimen technique. From these, KIC values of 302 MPam1/2 and 262 MPam1/2 were obtained for base metal and seam weld, respectively. These results produce toughness data which serve to evaluate and compare crack growth resistance of base metal and seam weld metal and to determine the critical sizes of acceptable cracks in pipelines.

کلیدواژه‌ها English

Natural Gas Transmission Pipelines
API X65 steel
Fracture toughness
Longitudinal Seam Weld
Unloading Compliance Method