تحليل پارامترهاي مؤثر بر مقاومت لوله‌هاي كامپوزيتي خطوط انتقال گاز تحت بارگذاري تحت‌فشار

analysis of parameters effective on the resistance of composite tubes in gas conveying pipelines under pressure loading

لوله‌هاي كامپوزيتي در مقياس گسترده‌اي به‌عنوان خطوط لوله حاوي مواد نفتي مورداستفاده قرار مي‌گيرند. در ايران، به كاربرد اين نوع لوله‌ها در خطوط انتقال هنوز به‌صورت جدي توجه نشده است. عمر طولاني، مقاومت به خوردگي، وزن كم، صافي سطح داخلي، تحمل فشار بالا، سهولت توليد و تحمل دماي بالا ازجمله مزاياي اين تكنولوژي است. هدف ما در اين مقاله، شبيه‌سازي دقيق يك لوله كامپوزيتي تحت بارگذاري فشاري داخل و خارج و تحليل پارامترهاي تأثيرگذار در مقاومت اين سازه با استفاده از روش المان محدود جهت دستيابي به بهترين نوع شبيه‌سازي و تحليل آن مي‌باشد. پارامترهاي مؤثر در مقاومت بين لوله‌هاي كامپوزيتي و فولادي رايج در صنعت نيز مقايسه شد. نتايج نشان داد كه با افزايش درصد حجمي الياف، مدوله‌اي الاستيسيته افزايش و نتيجتاً استحكام افزايش مي‌يابد. همچنين، در لايه چيني لوله كامپوزيتي، افزايش تعداد لايه‌ها با زواياي 90 درجه سبب استحكام بيشتر شده و در تعداد لايه‌هاي برابر مقاومت بهتر مي‌شود. تنش واردشده به نمونه فولادي رايج در صنعت انتقال گاز ايران، 87 درصد بيشتر از معادل كامپوزيتي بود. علاوه بر اين، وزن نمونه فولادي رايج در صنعت انتقال گاز ايران، بسيار سنگين تراز نمونه كامپوزيتي بود.

Composite pipes are widely used as pipelines containing petroleum products. In Iran, the use of these types of tubes in transmission lines has not yet been taken seriously. Long life, corrosion resistance, low weight, internal surface finishes, high pressure bearing, ease of production and high temperature bearing are among the advantages of this technology. Our goal in this paper is to simulate the precision of a composite tube under compressive loading inside and outside and to analyze the parameters that influence the strength of this structure using finite element method to achieve the best type of simulation and analysis. The effective parameters of the resistance between the composite and steel pipes in the industry were also compared. The results showed that by increasing the fiber percentage, the elastic modulus increased and, consequently, the strength increased. Also, in the Chinese composite tube layer, increasing the number of layers at 90 degree angles will increase the strength and improve the number of layers with the same resistance. The tension to the typical steel sample in the Iranian gas transfer industry was 87% higher than the composite equivalent. In addition, the typical steel weight of the Iranian gas transfer industry was much heavier than the composite specimen