بررسی عددی تقویت لوله‌های تحت‎ ‎فشار دارای ترک خارجی در راستای طولی با استفاده از ‏CFRP‏ در شرایط بهره‌برداری

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط‌زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

doi
چکیده

تعمیر و تقویت لوله‌ها و مخازن تحت فشار با استفاده از مواد کامپوزیتی CFRP در سال‌های اخیر رشد چشمگیری داشته است که ازجمله مزایای آن‌ها می‌توان به‌سرعت نصب، امکان تعمیر در شرایط سرویس و همچنین هزینه پایین اشاره نمود. در بسیاری از موارد ازجمله تعمیر و تقویت لوله‌های تحت فشار امکان خارج کردن لوله از شرایط سرویس وجود ندارد که استفاده از برخی گزینه‌های تقویت نظیر جایگزینی قسمت آسیب‌دیده یا انجام جوشکاری بر روی لوله‌ی تحت سرویس را ناممکن می‌سازد. به همین دلیل استفاده از CFRP جهت تعمیر لوله‌های تحت فشار می‌تواند بسیار مفید باشد. بااین‌وجود اختلاف خواص مصالح فولادی و کامپوزیتی اثرپذیری آن‌ها را با چالش‌های جدی مواجه می‌نماید. در این تحقیق به بررسی تعمیر و تقویت لوله‌های دارای ترک طولی با تأکید بر حفظ فشار داخلی بهره‌برداری حین تعمیرات پرداخته‌شده است. نتایج نشان می‌دهد که وجود فشار اولیه بهره‌برداری قبل از بستن CFRP ظرفیت لوله را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. این کاهش ظرفیت به دلیل مشارکت کم CFRP در باربری در فشارهای پایین به دلیل اختلاف مدول الاستیسیته CFRP و فولاد است. بااین‌وجود نرخ کاهش ظرفیت در فشارهای اولیه بالا کاهش می‌یابد.