اندازه‌گیری تجربی انرژی شکست نمونه فولادی ای‌پی‌آی ایکس شصت‌و‌پنج در آزمایش ضربه سقوطی مجهز به شتاب‌سنج

آزمایش ضربه سقوطی بیش از هفت دهه در صنعت نفت و گاز بعنوان یکی از مهم‌ترین آزمایش‌ها بمنظور تعیین انرژی شکست و بررسی ویژگی‌های شکست نرم و ترد لوله‌های انتقال انرژی استفاده شده است. در این پژوهش انرژی شکست فولاد api x65 با تحلیل منحنی شتاب حاصل از آزمایش ضربه سقوطی مجهز به شتاب‌سنج به‌دست آمد. نمونه آزمایشگاهی از لوله انتقال گاز طبیعی به قطر خارجی 1219 میلی‌متر و ضخامت 14.3 میلی‌متر جدا شد. آزمایش طبق استاندارد api 5l با استفاده از دستگاه ضربه سقوطی با چکشی به وزن 700 کیلوگرم (مجهز به شتاب‌سنج) با ارتفاع سقوط 3 متری انجام شد. با استفاده از فرکانس طبیعی به‌دست آمده نمونه و فیلتر پایین‌گذر باترورث، نوسان‌های ناخواسته از داده‌های آزمایش حذف گردید. مقدار انرژی شکست (سطح زیر منحنی نیروتغییر مکان) برابر6791 ژول به‌دست آمد که در مقایسه با مقادیر انرژی حاصل از آزمایش ضربه سقوطی مجهز به کرنش‌سنج در پژوهش‌های گذشته حدودا 4 درصد تفاوت دارد. با توجه به این اختلاف جزئی، صحت آزمایش ضربه سقوطی مجهز به شتاب‌سنج تایید می‌شود.

Experimental measurement of fracture energy of API X65 steel using drop weight tear test equipped with accelerometer

The drop weight tear test has been used for nore than seven decades in oil and gas industries to measure fracture energy and to study the features of ductile and brittle fracture of energy trsnportaton pipelines. In this study, the fracture energy of API X65 steel was measured using the acceleration signal of the drop weight tear test equipped with accelerometer. The test sample was cut from the natural gas transmission pipe with outside diameter of 1219 mm and wall thickness of 14.3 mm. The test was carried out in accordance with API 5L standard on drop weight tear test apparatus with a 700 kg hammer equipped with accelerometer having 3 m drop. Using the obtained natural frequency and the lowpass Batterworth filter, the unwanted oscillations were removed from the highvelocity test data. The fracture energy (area under loaddisplacement record) obtained as 6791 J, which was around 4 percent less than the energy value of the drop weight tear test equipped with strain gauge in previous studies. Due to this small difference, the accuracy of the drop weight tear test equipped with accelerometer was confirmed.