كليدواژه :
لوله انتقال گاز , فولاد API X65 , آزمايش شبه استاتيك خمش سه نقطه اي , سطح شكست , شكست معكوس
چكيده فارسي :
فولاد API X65 (با حداقل تنش تسليم ksi65 معادل 448مگاپاسكال) يكي از پركاربردترين فولادها در لوله هاي پرفشار انتقال گاز طبيعي ايران است. با مطالعه نواحي شكست نرم و ترد در سطح شكست اين فولاد مي توان كيفيت اين نوع فولاد را نشان داد. در تحقيق حاضر، ويژگي هاي مرئي سطح شكست در نمونه خمش سه نقطه اي (مطابق هندسه نمونه استاندارد آزمايش ضربه سقوطي) و با عمق شيار استاندارد بررسي شده است. نمونه ها از بدنه لوله فولادي با قطر خارجي 1219ميلي متر (48اينچ) و ضخامت ديواره 14/3ميلي متر بريده و تا ابعاد استاندارد ماشين كاري شد. با توجه به شرايط شبه استاتيك آزمايش و سرعت پايين فك ماشين (0/1ميلي متر بر ثانيه)، آزمايش به ترتيب روي نمونه هايي از جنس فلزپايه با شيار ماشين كاري شده و با عمق شيارهاي 15، 10 و 5/1ميلي متر با كنترل تغيير مكان انجام شد. با اعمال بارگذاري، رشد ترك از زير شيار در هر نمونه شروع شد و در عرض بدون ترك نمونه (ليگامنت) ادامه يافت. در انتهاي آزمايش، نمونه ها در نيتروژن مايع سرد شده و شكست ترد ليگامنت باقيمانده به صورت مكانيكي انجام شد. در اين تحقيق پس از بررسي مود شكست و نحوه گسترش ترك در نمونه استاندارد، با مشاهده مرئي كليه قسمت هاي سطح شكست توسط ميكروسكوپ نوري، مواردي از قبيل ميزان تغييرات ضخامت، بررسي نواحي برشي (شكست نرم)، شكست ترد اوليه، لبه هاي برشي، شكست معكوس و شكست ترد انتهايي مطالعه و با به دست آمدن درصد ناحيه شكست برشي بالاي 85%، نرم بودن شكست نمونه استاندارد تاييد شد.
چكيده لاتين :
The API X65 steel (with a minimum yield strength of 65ksi equivalent to 448MPa) is one of
the most common types of pipe steels in the transportation of natural gas in Iran. By studying
the ductile and brittle fracture areas at the fracture surface of this steel, we can show the
quality of this type of steel. In the present study, macroscopic fracture surface characteristics
in three-point bending test specimen are studied (based on the geometry and standard notch
of drop-weight tear test specimen). Test specimens were machined from an actual steel pipe
of API X65 grade with an external diameter of 1219 mm (48 inches) and wall thickness of 14.3
mm. Due to the quasi-static test conditions and speed of the machine’s jaw (0.1 mm/s), the
test was carried out on base metal specimens with machine chevron notch of 15, 10, and 5.1
mm depth, respectively, that was controlled with changing location. By applying the test load,
cracking initiated from the notch root in each specimen and continued without crack specimen
(ligament). At the end of the test, test specimens were cooled by liquid nitrogen and were broken
in a brittle manner. In this paper, after investigation of the failure mode and the crack expansion
in the standard specimen, investigation of macroscopic fracture surface characteristics was
conducted by optical microscopy. By observing the fracture surface, different features such
as thickness variation, shear regions (ductile fracture), cleavage fracture, shear lips, inverse
fracture, and brittle fracture were studied. Having above 85% shear area, the ductile fracture
of specimen was confirmed.
