بررسی انرژی شکست در درزجوش و فولاد پایه لوله api x65 با استفاده از آزمایش خمش سه‌نقطه‌ای

در لوله‌های فولادی جوش‌کاری‌شده انتقال گاز، ناحیه جوش به‌دلیل نواقص ذاتی ساختاری می‌تواند منطقه مستعد جهت شروع و رشد ترک و نهایتاً آسیب سازه باشد. به‌دلیل شرایط خاص منطقه جوش، بررسی انرژی شکست در درزجوش لوله‌های فولادی برای مهندسین و طراحان خط دارای اهمیت است. در این مقاله آزمایش خمش سه‌نقطه‌ای (مطابق هندسه نمونه استاندارد آزمایش ضربه سقوطی) به‌صورت شبه‌استاتیکی بر روی درزجوش مارپیچ و فلز پایه لوله فولادی نوع api 65 انجام و نمودار نیرو برحسب جابه‌جایی استخراج شده است. وجود اُفت‌های ناگهانی نیرو در نمودار نیرو جابه‌جایی نمونه درزجوش نشان‌دهنده ساختار نامتجانس جوش است. با ترسیم نمودار نیرو جابه‌جایی، نیروی تسلیم و حداکثر، مقدار رشد ترک پایدار و انرژی شکست نمونه‌های فلز پایه و درزجوش شامل انرژی شروع و رشد ترک بررسی و مقایسه شد. همچنین نسبت اُفت نیرو به نیروی نهایی در میزان جابه‌جایی یکسان مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان‌دهنده بالاتربودن نیروی تسلیم و پایین‌تربودن نیروی حداکثر، مقدار رشد ترک پایدار و انرژی شکست نمونه درزجوش نسبت به نمونه فلز پایه است. همچنین پایین‌تربودن نسبت اُفت نیرو به نیروی نهایی (در یک جابه‌جایی یکسان) در فلز پایه، مقاومت بالای فلز پایه در برابر گسترش ترک را نشان می‌دهد.

Investigation of Seam Weld and Steel Base Metal Fracture Energy of API X65 Pipe Using Three-Point Bending Experimental

Because of the inherent structure of welded pipelines, the seam weld can be a potential source for initiation and propagation of crack that can eventually lead to failure of the structure. Due to the critical conditions in the welding region, the investigation of failure energy in gas transportation pipeline is very important for engineers and line designers. In this paper, the threepoint bending test (according to the standard specimen of dropweight tear test) was performed quasistatically on the seam weld pipe and base metal of spiral seam weld pipe of API X65 steel from which force diagrams were extracted. The presence of sudden load drops in the forcedisplacement diagram of the specimen in the weld indicated the inhomogeneous structure of the weld. The diagrams of forcedisplacement, yield and ultimate force, amount of steady crack growth and fracture energy of the metal and seam weld specimens including initiation and propagation energy of crack were investigated and compared. Also, the ratio of the force drop to the ultimate force at the same displacement rate was investigated. The results showed that in seam weld compared to the base metal specimen, the yield force was higher and the ultimate force, the amount of steady crack, initiation and propagation energy of crack were lower. In addition, the lower ratio of force to ultimate force (at the same displacement) in the base metal also indicated a high resistance of the base to the crack propagation.