بررسی تجربی اثر آنیلینگ بر خواص مکانیکی جوش لوله حاوی نانوذرات مورد استفاده در خطوط انتقال گاز

تیتانیوم از مهم‌ترین عناصر میکروآلیاژی مورد استفاده در صنعت انتقال گاز است. در این مقاله به صورت جداگانه نانوکاربید تیتانیوم و نانواکسید تیتانیوم اضافه شد. در ادامه روی نمونه‌های براساس دستورالعمل ویژه جوشکاری شرکت ملی گاز ایران عملیات جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی انجام شد. عملیات حرارتی آنیل‌کردن روی جوش حاوی نانواکسید تیتانیوم و نانوکاربید تیتانیوم (فولاد گرید x65 خطوط انتقال گاز) انجام شد. نتایج آزمون شارپی نشان می‌دهد که در نمونه آنیل شده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی (حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم) انرژی جذب شده به ترتیب 13 و 9% افزایش پیدا کرده است. همچنین استحکام نهایی نمونه آنیل شده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی (نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم) به ترتیب 8 و 3% کاهش یافته است. در هر دو نمونه آنیل شده نانوآلیاژی میزان عمر خستگی افزایش یافته است. همچنین میزان عمر خستگی در نمونه آنیل شده نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به اکسید تیتانیوم، افزایش بیشتری داشته است. عمر خستگی (نمونه آنیل شده حاوی نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی) 16% افزایش یافته است. نتایج آزمون کرنش‌سنجی سوراخ نشان می‌دهد که در نمونه آنیل شده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی، تنش پسماند محیطی به ترتیب 31 و 19% کاهش پیدا کرده است.

Experimental investigation of the Annealing Effect on the Mechanical Properties of Girth Welding Using Nanoparticles on Gas Transmission Pipeline

Titanium is one of the most important microalloy elements used in the gas transmission industry. In this paper, titanium nanooxide and titanium nanocarbide were added to two separate samples. Then the shielded metal arc welding (SMAW) was performed on highstrength low alloy steel according to welding procedure specification of the national Iranian gas company. The effects of annealing heat treatment on girth weld with containing titanium oxide and titanium carbide nanoparticles (X65 grade of gas transmission pipeline) were evaluated. The Charpy test results show that in the annealed sample containing titanium oxide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles compared to the no heat treatment sample (Containing titanium carbide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles), energy absorbed has been respectively increased by %13 and %9. Also, the ultimate strength of the annealed sample containing titanium oxide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles compared to the nonheat treated sample has been respectively decreased by %8 and %3. The fatigue life in both annealed nanoalloy samples has been increased. Also, the fatigue life in the annealed sample of titanium carbide nanoparticles has increased more than fatigue life in the titanium oxide nanoparticles. The fatigue life (Annealed sample containing titanium carbide nanoparticles compared to the no heat treatment sample) has been increased by %16. The hole drilling strain gage results show that in the annealed sample containing titanium oxide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles compared to the nonheat treated sample, hoop residual stresses has been respectively decreased by %31 and %19.