بررسی تجربی رفتار خستگی و تخمین نمودار تنش- عمر فولاد ایکس شصت و پنج

نویسندگان

1 دانشگاه بیرجند

2 دانشگاه بیرجند

doi
10.48311/MME.24.5.317
چکیده

فولادهای ترمومکانیکال به دلیل چقرمگی و مقامت بالا در برابر رشد ترک، به طور گسترده در خطوط انتقال نفت و گاز استفاده می­شوند. بخش وسیعی از خطوط لوله فولادی به کار رفته در صنعت نفت و گاز جمهوری اسلامی ایران از جنس فولاد API X65 است. نوسان فشار داخلی گاز در لوله‌های فولادی می‌تواند باعث شکست خستگی و انفجار شود. به همین دلیل، بررسی آسیب و یکپارچگی سازه­ای این لوله‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق منحنی تنش- عمر و استحکام خستگی فلز پایه لوله فولادی API X65، با انجام آزمایش خستگی تخمین زده شده است. به این منظور، تعداد 24 و 25 نمونه آزمایشگاهی به ترتیب در راستای درز جوش (جهت طولی یا غلتک‌کاری) و عمود بر درز جوش (جهت عرضی کلاف اولیه) طبق استاندارد، از لوله در مقیاس صنعتی با قطر خارجی 1219 میلی‌متر و ضخامت 3/14 میلی‌متر تهیه شد. نمونه‌های تهیه شده تحت آزمایش خستگی خمشی- چرخشی کاملا معکوس شونده قرار گرفت و با در نظر گرفتن توزیع نرمال لگاریتمی، تحلیل آماری نتایج انجام شد. منحنی میانگین، منحنی مشخصه و بازه اطمینان نتایج آزمایش در ناحیه‌های عمر خستگی محدود و استحکام خستگی براساس استانداردهای ISO 12107 و ASTM-E739 به دست آمد. مقدار میانگین حد دوام فلز پایه در راستای درز جوش و عمود بر درز جوش به ترتیب برابر 291 و 305 مگاپاسکال به دست آمد. این مقادیر به خوبی در محدوده پیش‌بینی 4/0 تا 6/0 استحکام نهایی فولاد آزمایش شده و بالاتر از حد دوام فلز جوش (258 مگاپاسکال) این لوله قرار دارد.