تأثیر عملیات ضربه فراصوتی بر رفتار خستگی لوله‌های فولادی جوشکاری‌شده در محیط خورنده پالایشگاهی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی خوردگی و حفاظت از مواد، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، بخش مهندسی معدن و متالورژی.

2 استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، بخش مهندسی مکانیک.

3 مهندس بازرسی فنی مکانیک، پالایشگاه گاز سرخون و قشم، بندرعباس.

doi
چکیده

تحلیل شکست‌های ناشی از خستگی، یکی از مسایل مهم در صنایعی همچون نفت، گاز و پتروشیمی بشمار می‌رود. از سوی دیگر جوشکاری یکی از روش‌های متداول و اجتناب‌ناپذیر در اتصال قطعات بوده و به دلیل عیوب ذاتی موجود در این اتصالات، خطرات ناشی از شکست‌های خستگی، بیش از سایر نقاط، متوجه آن‌هاست. یکی از منابع ترک و به دنبال آن شکست در جوش، ناحیه پنجه جوش است که حاوی مکان‌های تمرکز تنش و تنش پسماند زیان­بار کششی است. راههای متفاوتی جهت بهبود عملکرد این مناطق مورداستفاده قرار می‌گیرند؛ ازجمله روش‌های کوبش، ذوب دوباره و سنگ‌زنی که به عملیات پس از جوشکاری موسوم‌اند. یکی از روش‌های نوین و درحال پیشرفت، روش عملیات ضربه فراصوتی است که می‌تواند عمر خستگی سازه‌های جوشکاری شده را به‌صورت قابل‌توجه افزایش دهد. از سوی دیگر، این روش می­تواند تأثیرهای مثبتی بر مقاومت به خوردگی فلزات نیز داشته باشد. در این مقاله به بررسی تأثیر عملیات ضربه فراصوتی بر عمر خستگی خوردگی (خستگی در محیط خورنده) لوله‌های فولادی A106-B پرداخته‌شده است. هم­چنین، تأثیر این عملیات پس از جوشکاری با استفاده از آزمون‌های ریز سختی سنجی، تحلیل تنش پسماند و اندازه­گیری هندسه جوش به ‌عنوان آزمون‌های تکمیلی، مورد بررسی قرار گرفته‌اند. اعمال عملیات ضربات فراصوتی به‌طور میانگین موجب افزایش 4/99 درصدی عمر خستگی شد. هم­چنین، استحکام خستگی در 20000 چرخه را به مقدار 8/19 درصد بهبود بخشید.