بررسی تجربی ناهمسانگردی در لوله فولادی ایکس شصت‌و‌پنچ با استفاده از انرژی شکست شارپی

Abstract

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.