مدل سازی ریاضی توزیع تنش های پسماند جوش محیطی لوله کم آلیاژ استحکام بالا خطوط انتقال گاز

در این مقاله، توزیع تنش پسماند در دو راستای محیطی و محوری در مجاورت درز جوش محیطی لوله فولادی انتقال گاز بررسی گردید. ابتدا دو لوله فولادی با قطر خارجی 56 اینچ به صورت سر به سر جوشکاری شد. آزمون کرنش سنجی سوراخ برای اندازه گیری کرنش روی سطح خارجی لوله انجام گردید و مقادیر تنش پسماند با استفاده از نتایج کرنش بر اساس استاندارد astm 837 تعیین شد. سپس توزیع تنش پسماند با استفاده از توابع چند جمله ای و اسپلاین ارزیابی گردید. خوش رفتاری منحنی های چند جمله ای مراتب بالا و اسپلاین، صحت نتایج آزمون تجربی تنش پسماند را تایید می نمایند. نتایج نشان می دهد چند جمله ای های درجه پایین تر رفتار مناسب تری در توزیع تنش های پسماند جوشکاری دارند. بنابر این عدم امکان استفاده از آزمون نیمه مخرب کرنش سنجی سوراخ در شرایط واقعی پروژه، می توان از این منحنی ها در بررسی و تخمین توزیع تنش های پسماند جوشکاری های مشابه استفاده کرد. پایدارترین منحنی تقریب چند جمله ای برای ارزیابی توزیع تنش پسماند محیطی و محوری به ترتیب برابر با مراتب 3 و 2 می باشد. نزدیکی و همواری منحنی توزیع تنش پسماند محوری نسبت به منحنی توزیع تنش پسماند محیطی نشان دهنده رفتار متعادل تر توزیع این تنش ها است.

Mathematical modeling of residual stress distribution in girth welding of high strength low alloy steel gas pipelines

In this paper, the numerical distribution of residual stresses in the girth weld were determined in two (hoop an axial) direction. Two API X70 steel pipes of 56 inch outside diameter were girth welded first. Hole drilling strain gage test were conducted for strain measurement on the external surface of the pipes. The values of residual stresses were determined then from strain data using ASTM 837 standard. The values of residual stresses were determined. Next, distribution of residual stresses were assessed using spline and approximating polynomials. The wellbehaved spline and polynomials, confirm the accuracy of residual stress results from experiment. The result showed lowerorder polynomials have more suitable behavior in residual stress distribution. Noting to impossibility of using semidestructive hole drilling strain gage test in project rsquo;s real situations, we can make use of these curves in assessing and estimating residual stresses distribution of similar welding. The most stable polynomial estimation curves for evaluating hoop and axial residual stress distribution are respectively third and second order. The closeness and uniformity of axial residual stress distribution curve compared to the hoop residual stress distribution curve is representative of more balanced behavior of these stresses distribution.