بررسی پدیده کرنش‌های پیش‌رونده در محل‌های خوردگی با اشکال و عمق‌های متفاوت در لوله‌های زانویی شکل تحت‌فشار داخلی به همراه ممان‌های خمشی دوره‌ای

طراحی خطوط لوله در صنایع مختلف ازجمله: صنایع پتروشیمی، نیروگاه های اتمی و سایر صنایعی که خطوط لوله، تحت فشار نسبتاً زیادی قرار دارد از اهمیت ویژه ای برخوردار است؛ به ویژه هنگامی که این خطوط لوله، تحت بارهای خارجی به صورت سیکلی، همچون هنگام وقوع پدیده زلزله، قرار گیرند. در این حالت بررسی تغییر شکل های پیش رونده از اهمیت ویژه ای برخوردار است؛ خصوصاً خطوط لوله ای که تحت تاثیر محیط اطراف یا سیالی که حامل آن است دچار واکنش های شیمیایی و درنهایت دچار خوردگی شوند. در این مقاله کرنش های پیش رونده در نواحی خوردگی نمونه زانویی شکل به صورت عددی توسط کد کامپیوتری آباکوس موردبررسی قرار گرفته شده است. خوردگی‌ها با اشکال هندسی کروی و مکعبی شکل و با دو عمق یک و دو میلیمتری، در محل های حساس از لوله زانویی شکل، مانند محل های تقارن در نواحی قوس داخلی، میانی و خارجی اعمال شده است. درنهایت نتایج حاکی از تاثیر مخرب خوردگی و افزایش این تاثیر مخرب با افزایش عمق خوردگی و وابسته بودن آن به شکل هندسی خوردگی های اعمال شده است، به طوری که در محل‌های خوردگی با شکل هندسی مکعبی شکل نسبت به نوع کروی شکل کرنش‌های پیشرونده رشد بیشتری داشتند. همچنین رشد کرنش‌های پیش رونده در جهت محیطی بسیار بیشتر از جهت محوری، در تمام نواحی نمونه مربوطه به دست آمد.

Investigation of the Ratcheting on Corroded Places with Different Shape and Depths in Elbow Pipe under Internal Pressure and Cyclic Bending Moment

In most industries, such as Petrochemical and Nuclear power plants design of pipelines which operate under high pressure is important. Especially when the pipelines are subjected to external cyclic loads for example during earthquakes. The situation becomes more severe when chemical reactions cause corrosion in pipe walls. In this case, ratcheting effect due to the cyclic mechanical load is magnified due to the corroded region and it becomes a major concern. In this paper the ratcheting behavior of corroded elbows have been investigated using finite element based software ABAQUS and numerical solution method. Two forms of corrosion: spherical and cubic geometric shapes are used with two depths of one and two millimeters on the sensitive areas such as symmetry axes in the intrados, crown and extrados of the elbow Finally results suggests the corrupting influence of corrosion in term of ratcheting and consequently increase this corrupting influence with increase depth of corroded and also its reliance to the geometry of applied corrosion. So the ratcheting on corroded place with cubic shapes is larger than spherical shapes. The results show that the ratcheting in the circumferential direction is too large compared with the axial direction.