ارزیابی اثر تنش‌های پسماند بر مقاومت استاتیکی و چقرمگی دینامیکی ناحیه جوش چند گذر محیطی در خطوط انتقال گاز طبیعی ایران بر اساس معیارهای جدید طراحی

Abstract

نتایج آزمون کشش در ناحیه جوش و ناحیه متاثر از حرارت سازه‌های جوشکاری شده، به دلیل وجود ریز ساختارهای متنوع متالورژیکی در نقاط بسیار نزدیک به هم معتبر نمی‌باشد. بهترین روش تخمین مقاومت ماده در این مناطق، تبدیل نتایج آزمون سختی به مقاومت تسلیم و مقاومت نهایی به‌وسیله روابط تجربی می‌باشد. در این صورت میزان کاهش تنش طراحی سازه ناشی از تنش‌های پسماند جوشکاری با دقت بیشتری لحاظ می‌شود. در این مطالعه سختی سنجی در نواحی مختلف جوش سر به سر لوله فولادی انتقال گاز طبیعی ایران انجام گرفت. از ترکیب نتایج آزمون‌های سختی سنجی و تنش‌های پسماند(ارزیابی شده به‌وسیله آزمون کرنش سنجی سوراخ) در نقاط مشخص، معیارهای بی بعد Rya (حاصل از تقسیم متوسط تنش پسماند بر مقاومت تسلیم سازه)، Rym (حاصل از تقسیم حداکثر تنش پسماند بر مقاومت تسلیم سازه)، Ru2 (حاصل از تقسیم اختلاف تنش پسماند بر مقاومت نهایی سازه) و Ru3 (بر اساس نسبت اختلاف تنش‌های پسماند حداکثر و حداقل سه بعدی بر مقاومت نهایی سازه) جهت تعیین رفتار مکانیکی واقعی سازه برای اولین بار ارائه گردید. شناسایی حداکثر معیار Rya و حالت بحرانی کاهش مقاومت استاتیکی(کاهش تنش طراحی) در مرکز درز جوش سطح خارجی لوله با نتایج آزمون کشش مطابقت دارد. منطبق بودن منطقه گسست در آزمون کشش با ناحیه حداکثر معیار Rym، بیان کننده اثر تنش‌های پسماند بر رفتار استاتیکی (علاوه بر ماهیت هیدوراستاتیک تنش‌های پسماند) سازه می‌باشد. کاهش شدید معیار Ru2 با روند تصاعدی کاهش مقاومت به ضربه در راستای عمود بر درز جوش تطابق دارد. به نظر می‌رسد با توجه به اثر تنش‌های صفحه‌ای (در لوله‌های جدار نازک)، پارامتر Ru2 در ارزیابی مقاومت فولاد به ضربه معیار مناسب‌تری از پارامتر Ru3 باشد.