شبیه سازی عددی جوشکاری زیرپودری مارپیچ در لوله فولادی انتقال گاز از نوع API X70

تنش های پسماند ناشی از جوشکاری باعث کاهش تنش طراحی در خطوط لوله قطور و پر فشار انتقال گاز طبیعی می شود. لوله مورد بررسی از نوع API X70 با قطر خارجی و ضخامت 142/3 و 1/98سانتی متر است. برای اندازه گیری تنش های پسماند در این لوله از آزمایش کرنش سنجی سوراخ استفاده می شود. با توجه به ابعاد بزرگ لوله و اینکه حمل ونقل آن برای انجام آزمون کرنش سنجی سوراخ مشکل است جداسازی یک نمونه محدود از آن بسیار مناسب است. در پژوهش حاضر ابعاد این نمونه با ابعاد محدود بررسی می شود سپس شبیه سازی جوشکاری در نمونه جداشده انجام و تنش های پسماند از جمله تنش پسماند به منظور ضخامت برای اولین بار ارایه می شود. نتایج نشان می دهد که جداسازی نمونه استاندارد با ابعاد 44×32سانتی متر به منظور اندازه گیری تنش پسماند در لوله فولادی مطلوب است. موقعیت و میزان تنش پسماند کششی و فشاری بیشینه در لوله به دست آمده و تغییرات تنش های پسماند محیطی و طولی در سطوح داخلی و خارجی و در نواحی مختلف جوش بررسی می شود. همچنین صحت سنجی نتایج به دست آمده با نتایج اندازه گیری تنش پسماند در لوله از همین نوع فولاد با هندسه مشابه در مقیاس صنعتی انجام می شود. نتایج نشان داد که حداکثر تنش پسماند در سطح داخلی لوله در جهت طولی برابر 460مگاپاسکال (96% تنش تسلیم) بوده و پس از آزمون فشار مایع ایستا به 200مگاپاسکال (42% تنش تسلیم) تقلیل یافته است. به دلیل اینکه این مقدار کمتر از نصف تنش تسلیم است روش کرنش سنجی سوراخ پس از آزمون فشار مایع ایستا معتبر است.