تعیین تجربی چقرمگی شکست در درز جوش مارپیچ لوله فولادی ترمومکانیکال

Abstract

ارزیابی چقرمگی شکست به عنوان مقاومت ماده در برابر شروع ترک ترد در درز جوش لوله های فولادی انتقال گاز برای مهندسین و طراحان خط به دلیل شرایط بحرانی منطقه جوش بسیار حائز اهمیت است. از سوی دیگر آزمون های تعیین چقرمگی ماده بر اساس مبانی و اصول مکانیک شکست، دشوار، زمان بر و پرهزینه می باشند. هم چنین انجام این آزمون ها بعضا بدلیل محدودیت در اندازه (خصوصا ضخامت ماده) غیر ممکن است. در تحقیق حاضر که برای نخستین بار در داخل کشور صورت گرفته است، آزمون خمش سه نقطه ای بر اساس آزمون چند نمونه ای مطابق استاندارد ASTM (با طراحی خاص نمونه و قید و بند آزمایشگاهی) انجام می شود. هدف تحقیق تعیین چقرمگی شکست درز جوش مارپیچ لوله API X65 (به عنوان یکی از پرکاربردترین انواع لوله های فولادی انتقال گاز طبیعی در ایران) می باشد. روش های تجربی استفاده شده در تحقیق حاضر شامل دو روش تعیین چقرمگی مواد نرم است. یک روش بر اساس محاسبه گشودگی بحرانی نوک ترک (CTOD) و روش دیگر محاسبه JIC است. بر اساس روش اول مقدار CTOD برآورد شده 23/0 میلی متر و مقدار KIC معادل آن MPa√m 265 اندازه گیری شد. همچنین طبق روش دوم JIC برابر kJ/m2 396 و KIC معادل آن MPa√m 332 محاسبه گردید. بمنظور تکمیل موضوع تحقیق، بحث و بررسی در خصوص دلایل تفاوت مقادیر KIC از دو روش و مقایسه نتایج با داده های محدود در مقالات مشابه ارائه می شود.