تعيين اثر تنش هاي پسماند ناشي از فرآيند انشعاب گرم بر عمر خط لوله گاز

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

عمليات انشعاب گرم در صنايع مختلفي مانند پتروشيمي، معدن¬كاري، تأسيسات مرتبط با شركت گاز، خطوط لوله و ميدان‌هاي نفتي و گازي به صورت¬هاي مختلفي انجام مي‌گيرد. عمليات انشعاب گرم روشي است كه غالباً در ترميم، اصلاح يا تمديد خطوط لوله گاز استفاده مي¬شود. اين فرآيند عبارت است از طراحي و نصب يك اتصال و انشعاب جديد بر روي خطوطي كه در هر يك از صنايع مذكور در حال سرويس‌دهي مي‌باشند. جوشكاري مهم¬ترين قسمت عمليات انشعاب گرم براي نصب اتصال 2C بر روي خط¬لوله براي انشعاب گيري است. به دليل ايجاد عيوب جوشكاري بررسي اين عيوب در لوله‌ها از اهميت بالايي برخوردار است. تنش¬هاي پسماند ناشي از جوشكاري باعث تسريع در ايجاد و رشد ريز ترك¬ها مي¬شود از اين رو در اين پژوهش به بررسي تنش¬هاي پسماند كششي ناشي از جوشكاري در خط¬لوله گاز و تاثير اين تنش¬ها بر عمر خستگي يك نمونه لوله پرداخته شده¬است. جنس خط¬لوله فولاد API X70 5L با قطر 762 ميلي¬متر و ضخامت 3/14 ميلي متر است كه بر روي آن يك لوله انشعابي با قطر 6/800 ميلي¬متر از همان جنس و با ضخامت 5/17 ميلي متر توسط يك پاس عمليات جوشكاري دستي متصل مي¬شود. در اين پژوهش ابتدا تحليل حرارتي لوله حاوي سيال به كمك نگاشت تابع گلداك براي لوله در نرم¬افزار انسيس انجام شده¬است و سپس تغييرات حرارتي حاصل از اين تحليل به عنوان شرايط اوليه به منظور محاسبه¬ي تنش¬هاي پسماند مورد استفاده قرار مي¬گيرد. در نهايت پس از محاسبه تنش¬هاي پسماند، با استفاده از نرم افزار اف¬اي¬سيف عمر خستگي نمونه تحت تاثير نيروهاي فشاري ناشي از سيال عبوري در حضور تنش¬هاي پسماند مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور تعيين تاثير تنش¬هاي پسماند ناشي از جوشكاري بر عمر خط¬لوله، عمر خستگي خط¬لوله يك¬بار با لحاظ كردن اين تنش¬ها و يك¬بار بدون آن مورد محاسبه قرار گرفته است. نوسانات فشار گاز خط به عنوان عامل خستگي¬زا در محاسبات لحاظ شده است. با توجه به نتايج بدست آمده مي¬توان گفت كه در نواحي نزديك به خط جوش به دليل گراديان بالاي دما، تنش پسماند نسبت به ساير مناطق از مقادير بالاتري برخوردار است كه باعث كاهش عمر خط¬لوله مي¬شود. همچنين با توجه به نتايج حاصل از تحليل خستگي، نوسانات ناشي از سيال عبوري از لوله تنها در حضور تنش¬پسماند مي¬تواند منجربه بروز خستگي شود.

212478

طراحي كاربردي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان

علي مالكي

محمد مشايخي، محمد سيلاني

محمدرضا فروزان