بررسی رفتار مکانیکی جوش لوله فولادی انتقال گاز api x70 با نمونه‌های آزمایشگاهی کشش تک محوری و خمش سه‌نقطه‌ای

ناحیه جوش لوله فولادی api x70 به دلیل نواقص ذاتی، می‌تواند منطقه مستعد جهت شروع و رشد ترک و نهایتا آسیب سازه باشد. در تحقیق حاضر رفتار مکانیکی درز جوش مارپیچ لوله api x70 در سه ناحیه (فلز پایه، ناحیه متاثر از حرارت و فلز جوش) با استفاده از نمونه‌های آزمون کشش تک‌محوری و خمش سه ‌نقطه‌ای بررسی شد. برای تعیین خواص کششی فولاد سه نمونه تخت ماشین‌کاری شده از هر ناحیه استفاده شد. همچنین یک نمونه خمش سه نقطه‌ای با شیار اولیه در هر سه ناحیه آزمایش شد. با ترسیم نمودار نیرو–جابجایی مقادیر ویژه نیرو (تسلیم، حداکثر و شکست) و انرژی متناظر با این مقادیر (انرژی شروع و گسترش ترک) بررسی و نتایج به لحاظ ارتباط با ریز ساختار هر ناحیه تحلیل شد. همچنین بوسیله یک رابطه تحلیلی بر اساس میدان خطوط لغزش، تنش تسلیم ماده با استفاده از نمونه خمش سه نقطه‌ای برای هر سه ناحیه تعیین و با نتایج آزمون کشش تک‌محوری مقایسه شد. از آزمون کشش مقادیر میانگین تنش تسلیم برای سه ناحیه فلز پایه، ناحیه متاثر از حرارت و فلز جوش به ترتیب 560، 514 و 507 مگاپاسکال و از آزمون خمش سه ‌نقطه‌‌ای به ترتیب 604، 582 و 575 مگاپاسکال بدست آمد.

Experimental study of mechanical behavior of welded API X70 pipe steel using tensile and three point bend specimens

The welded zone of API X70 steel pipe, due to the inherent defects of welding, is a potential area for initiation and propagation of cracks which can eventually lead to damage of the structure. In this research, mechanical behavior of spiral seam weld was evaluated in API X70 pipe steel in three zones (base metal, HAZ and weld metal) using uniaxial tensile and three point bend (3PB) experiments. Three tensile specimens were used in each zone for measurement of mechanical properties. For studying the mechanical behaviour of the pipe, one specimen with 3PB geometry was tested for each zone. Specific values including yield, peak and final load for 3PB specimen were determined from loaddisplacement plots. The associated energy for each load plus initiation and propagation energies were calculated and the results were analyzed in relation to microstructure in each zone. With an analytical equation based on slipline field analysis, yield strength was determined with 3PB specimen in each zone and compared with the result of uniaxial tensile experiment. From uniaxial tensile experiment, yield strength levels of 560, 514 and 507 MPa were found for base metal, HAZ and weld metal respectively and from 3PB experiment 604, 582, 575 MPa respectively. Keywords: Pipe line steel; API X70; Three point bending test; Spiral seam weld; Static fracture energy.