تعيين تجربي مقدار و توزيع تنش‌هاي پسماند در جوش چند پاسه‌ي محيطي لوله‌ي فولادي ترمومكانيكال

Experimental Determination of Residual Stresses in Multi-Pass Girth Welding of Thermo-Mechanical Steel Pipe

در اين تحقيق ابتدا دو قطعه لوله‌ي 56 اينچ فولادي (از نوع درز جوش مارپيچ) با گريد ايكس 70 و ضخامت 780/0 اينچ بر اساس دستورالعمل ويژه‌ي شركت ملي گاز ايران جوشكاري گرديد. پس از آن، آزمون كرنش‌سنجي سوراخ در روي سطوح خارجي و داخلي لوله بر اساس استاندارد ASTM E 837 انجام شد. سپس مقادير تنش پسماند با استفاده از اين اطلاعات محاسبه گرديد. نتايج تجربي نشان مي‌دهد حداكثر تنش پسماند كششي (318 مگاپاسكال) در مركز درز جوش در راستاي محيطي سطح خارجي لوله به‌وجود مي‌آيد. هم‌چنين حداكثر تنش پسماند فشاري (137 مگاپاسكال) در راستاهاي محيطي و محوري سطح داخلي لوله و در فاصله‌ي 30 ميلي‌متر از مركز جوش قرار دارد.

In this paper, two API X70 steel pipes (with spiral seam weld) of 56 inch outside diameter and 0.780 inch wall thickness were girth welded first. Next, hole drilling tests were conducted for strain measurement on the surfaces of the pipes. The values of residual stresses on the internal and external surfaces of the pipe were determined, from strain data using ASTM 837 standard. The experimental data showed that the maximum tensile residual stress (318MPa) was located on the centre line of the weld gap on the pipe outer surface alongside with the pipe hoop direction. Moreover, the maximum compressive (hoop and axial) residual stresses (137MPa) occurred on the pipe inner surface at 30mm from the centre line of the weld gap.