بررسی اثر پیشگرم بر روی کاهش تنش‌های پسماند در جوشکاری تعمیری لوله های فولادی

Abstract

در این مقاله به مطالعه اثر حرارت پیشگرم بر جوشکاری تعمیری در لوله‌های فولادی و تحلیل ترمو-الاستیک-پلاستیک این فرآیند به کمک روش المان محدود پرداخته شده است. برای تایید مدل المان محدود از داده‌های تجربی جوشکاری تعمیری لوله فولاد کربنی که با روش کرنش‌سنجی سوراخ بدست آمده بودند استفاده شده است. ارتباط خوبی بین نتایج المان محدود و داده‌های تجربی بدست آمد. نتایج نشان داد روش محاسباتی توسعه یافته در این مطالعه یک روش موثر جهت پیش‌بینی تنش پسماند در جوشکاری تعمیری لوله‌های مورد نظر است. اثر‌‌ پیشگرم بر روی کاهش تنش‌های پسماند جوشکاری در تعمیر لوله‌های فولاد زنگ‌نزن و فولاد کربنی با استفاده از مدل المان محدود تایید شده مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهده شد که با افزایش دمای پیشگرم، تنش‌های پسماند محوری کششی هم در سطح داخلی و هم در سطح خارجی لوله فولاد زنگ‌نزن و فولاد کربنی به ترتیب تا 35 و 50 درصد کاهش یافته، ولی تنش‌های فشاری در سطح خارجی تغییر چندانی نکرده است. هم‌چنین در لوله فولاد زنگ‌نزن با افزایش دمای پیشگرم تنش پسماند محیطی کششی در سطح خارجی و در لوله فولاد کربنی تنش محیطی کششی در سطح داخلی کاهش اما تنش‌های فشاری تغییر قابل توجهی نمی‌کنند. بطور کلی پیشگرم بر اندازه و توزیع تنش پسماند محیطی در سطح داخلی لوله فولاد زنگ‌نزن تاثیر مهمی ندارد. هم‌چنین در دماهای پیشگرم بالا تنش-های پسماند محوری توزیع وسیع‌تری خواهند داشت