---

اطمینان از یکپارچگی اتصالات جوشی (از نوع محیطی یا سر به سر) در صنعت انتقال گاز طبیعی بوسیله لوله های قطور فولادی مستلزم تعیین تجربی خصوصیات فولاد پایه و ویژگی های درز جوش بوسیله آزمون های مخرب و غیر مخرب می باشد. در این مقاله خصوصیات جوش چند پاسه محیطی، ناحیه متاثر از حرارت و فلز پایه در لوله فولادی از نوع درز جوش مارپیچ (با قطر خارجی ۵۶ و ضخامت دیواره ۰,۷۸۰ اینچ) به منظور مشخصه سازی خواص متالورژیکی و مکانیکی فولاد به وسیله آزمایش های کوانتومتری، متالوگرافی، کشش، ضربه و سختی سنجی مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر حاصل از آزمون متالوگرافی نشان می دهد که نواحی مختلف جوش از نظر فاز و ریز ساختار کاملا با هم متفاوت می باشند. وجود ترکیب شیمیایی متفاوت در پاس های مختلف و فازهای سخت همچون مارتنزیت (که نتیجه عملیات حرارتی غیر کنترل شده می باشد) اثر قابل توجهی بر خواص مکانیکی درز جوش و منطقه متاثر از حرارت آن دارد. نتایج آزمون سختی سنجی کمترین و بیشترین میزان سختی را به ترتیب در منطقه متاثر از حرارت و مرکز منطقه درز جوش محیطی (که کمترین سطح انرژی شارپی را نیز دارا می باشد) ارزیابی می نماید.

---

در این پژوهش، تنش های پسماند ناشی از جوشکاری محیطی دو استوانه جدارنازک از جنس آلیاژ آلومینیوم سری ۵۰۰۰ با استفاده از مدلسازی المان محدود بررسی شده است. مدلسازی به صورت سه بعدی و در نرم افزار آباکوس از طریق تحلیل غیرکوپل حرارتی-مکانیکی انجام گرفته است. خواص موادی حرارتی و مکانیکی به صورت وابسته به دما تعریف شده است. تنش های پسماند توسط روش کرنش سنجی سوراخ اندازه گیری گردیده است. نتایج حاصل از این اندازه گیری ها جهت اعتبارسنجی مدل المان محدود به کار رفته است. با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی، اثر عوامل مختلف هندسی، متغیرهای فرایند و خواص مکانیکی فلز پایه بر روی بیشینه تنش های پسماند محیطی و محوری بررسی شده است. باتوجه به تعداد عوامل مورد بررسی، آرایه L۱۲ تاگوچی به کار رفته است. اثر هر یک از عوامل در دو سطح و با انجام ۱۲ آزمایش مطالعه گردیده است. نتایج تحلیل آماری نشان داده است که در محدوده مورد بررسی، افزایش قطر خارجی، ضخامت، نرخ انرژی ورودی و استحکام تسلیم باعث افزایش بیشینه تنش های پسماند محوری و محیطی می گردد. با این وجود، افزایش تعداد تکه های جوشکاری و تداخل اثر بین قطر خارجی و نرخ انرژی ورودی اثری کاهنده بر روی بیشنه تنش پسماند محیطی دارند. همچنین، استحکام تسلیم ماده تاثیرگذارترین عامل بر روی بیشینه تنش پسماند محوری و محیطی می باشد.

---

در این مقاله، توزیع تنش پسماند در دو راستای محیطی و محوری در مجاورت درز جوش محیطی لوله فولادی انتقال گاز بررسی گردید. ابتدا دو لوله فولادی با قطر خارجی ۵۶ اینچ به صورت سر به سر جوشکاری شد. آزمون کرنش سنجی سوراخ برای اندازه گیری کرنش روی سطح خارجی لوله انجام گردید و مقادیر تنش پسماند با استفاده از نتایج کرنش بر اساس استاندارد ASTM ۸۳۷ تعیین شد. سپس توزیع تنش پسماند با استفاده از توابع چند جمله ای و اسپلاین ارزیابی گردید. خوش رفتاری منحنی های چند جمله ای مراتب بالا و اسپلاین، صحت نتایج آزمون تجربی تنش پسماند را تایید می نمایند. نتایج نشان می دهد چند جمله ای های درجه پایین تر رفتار مناسب تری در توزیع تنش های پسماند جوشکاری دارند. بنابر این عدم امکان استفاده از آزمون نیمه مخرب کرنش سنجی سوراخ در شرایط واقعی پروژه، می توان از این منحنی ها در بررسی و تخمین توزیع تنش های پسماند جوشکاری های مشابه استفاده کرد. پایدارترین منحنی تقریب چند جمله ای برای ارزیابی توزیع تنش پسماند محیطی و محوری به ترتیب برابر با مراتب ۳ و ۲ می باشد. نزدیکی و همواری منحنی توزیع تنش پسماند محوری نسبت به منحنی توزیع تنش پسماند محیطی نشان دهنده رفتار متعادل تر توزیع این تنش ها است.

---