بررسی اثر تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری بر رفتار خزشی اتصالT شکل لولههای فولادی
عنوان اصلي به زبان ديگر
Investigation of the effect of residual stresses due to welding on the creep behavior of T-shaped steel pipes
نام نخستين پديدآور
/حسین قرهجهداغی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: فنی و مهندسی مکانیک
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۹
نام توليد کننده
، راشدی
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۹۰ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
مکانیک گرایش طراحی کاربردی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۹/۰۶/۳۱
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
اغلب سازهها درصنعت باروشهای گوناگون به یکدیگر متصل میشوند .روشهای اتصال فلزات به یکدیگر برحسب نوع فرآیند و یا بنیان علمی آنها به دستههای مختلفی چون روشهای مکانیکی)پیچ، پرچ،خار و(...، متالوژیکی)جوشکاری،لحیمکاری و (..و شیمیایی)چسبهای معدنی وآلی (طبقهبندی میشوند .جوشکاری جزء یکی از روشهای اتصال متالوژیکی و دائم بوده که درصنایع مختلف و با توجه به کاربرد و کارکردهای آن مورد استفاده قرار میگیرد .بدیهی است که در لولهها که برای انتقال گازها و مایعات به کار میروند استفاده از جوشکاری برای اتصالات آنها اجتناب ناپذیر است .نوع جوشکاری برحسب شرایط مختلف ازجمله نوع فلزات متصل شونده و اندازههای آنها متفاوت میباشد .موضوع جوشکاری حین کار یکی از مسائل مهم صنایع تولید نیرو، نفت وگاز و پتروشیمی میباشد .چراکه در انجام تعمیرات و یا اتصال گرم، لازم است اطمینان کافی از امکان جوشکاری درحین کار باتوجه به احتمال وقوع پدیده فوران و یا ترک گرم کاملا بررسی شود .اهمیت این مسئله به ویژه درمواردی که سیال داغ، یا قابل انفجار و یا مسموم کنندهای از خط اصلی عبور کند، بیشتر مطرح میباشد .بنابراین پیشبینی میدانهای دمایی وتنشهای ناشی از آنها درجوشکاری به علت احتمال ترکیدگی و یا فوران در دستور کار این مراکز صنعتی قرار میگیرد .علاوه برایجاد میدانهای حرارتی درحین عملیات جوشکاری، موضوع تنشهای باقیمانده نیز مطرح میشود که در اطراف محل اتصال درحد تنش تسلیم ماده مورد نظر به وجود میآیند .این تنشهای باقیمانده میتوانند در عمر خستگی وخزشی قطعات و اتصالات آنها تاثیر مخربی داشته باشند .به همین دلیل این تنشها یا توسط عملیات حرارتی حذف میشوند یا باید در طراحی درنظر گرفته شوند .در این صورت باید مقدار تنشهای باقیمانده توسط روشهای تجربی اندازه گیری شده و در طراحی مد نظر قرارگیرند .از آنجا که فرآیند جوشکاری پدیده پیچیدهای میباشد انجام آزمایشات عملی و اندازه گیری های دقیق بسیار پرهزینه بوده لذا غالبا از روشهای عددی به این منظور استفاده میشود .از آنجا که در صنایع پتروشیمی، نفت وگاز و تولید نیرو اتصالات جوشی)که در معرض تنشهای مکانیکی ناشی از فشار و حرارت سیال عبوری قرار دارند (کاربرد فراوانی داشته لذا مسئله خزش درحضور تنشهای باقیمانده اهمیت فراوانی پیدا میکند .به همین دلیل در این پایاننامه به موضوع اثر تنشهای باقیمانده در رفتار خزشی اتصال جوشT شکل لولههای تحت فشار پرداخته میشود .برای این کار ابتدا مدل عددی اتصال جوشی تشکیل و میدان حرارتی و تنشهای اطراف محل جوش به روش المان محدود و به کمک نرم افزار ANSYS محاسبه شده است .برای این منظور از روش تولد و مرگ المان و شار حرارتی دوبیضوی غیر متقارن استفاده شده است .خصوصیات فیزیکی مواد نیز تابع درجه حرارت درنظر گرفته سپس با استفاده از میدان حرارتی در حین عملیات جوشکاری ضخامت ناحیه HAZ تخمین زده شده وخصوصیات فیزیکی هرلایه ماده اصلی HAZ و جوش به همراه شرایط مرزی به مدل معرفی میشود . میدان حرارتی متغیر با زمان نیز به عنوان داده اولیه در حل مکانیکی لحاظ میگردد .از آنجا که تحلیل عددی به صورت پیوسته و غیرمستقیم حرارتی-مکانیکی میباشد، مقدار تنشهای باقیمانده نیز به همین ترتیب در نظر گرفته میشوند .البته مقدار درجه حرارت و تنشهای باقیمانده در مقاطع و نقاط خاص با دادههای تجربی موجود در ادبیات فن مقایسه گردیده و در نهایت حل خزشی انجام و عمر اتصال جوشی براساس کرنش خزشی و دیاگرامهای لارسون میلر تخمین زده شده است .در عین حال محاسبات فوق در حالت عدم حضور تنشهای باقیمانده تکرار و نتایج مقایسه میگردد
متن يادداشت
Most structures in the industry are connected to each other in different ways. Methods of joining metals to each other according to the type of process or their scientific basis are classified into different categories such as mechanical methods (screws, rivets, thorns, etc.), metallurgical (welding, soldering, etc.) and chemical (mineral and organic adhesives). Welding is one of the methods of metallurgical and permanent connection that is used in different industries according to its application and functions. It is obvious that in the pipes used for conveying gases and liquids, the use of welding for their connections is inevitable. The type of welding varies according to different conditions, including the type of bonding metals and their sizes. In service welding is one of the most important issues in the power generation, oil, gas and petrochemical industries. Because in performing repairs or hot connection, it is necessary to make sure that the possibility of welding during the work due to the possibility of eruption or hot cracks is fully investigated. This is especially important when hot, explosive, or poisonous fluid crosses the main line. Therefore, predicting the temperature fields and the stresses caused by them in welding due to the possibility of bursting or eruption is on the agenda of these industrial centers. In addition to creating thermal fields during the welding operation, the issue of residual stresses that arise around the joint at the yield stress of the material is raised. These residual stresses can have a devastating effect on the fatigue and creep life of components and their joints. For this reason, these stresses are either removed by heat treatment or must be considered in the design. In this case, the amount of residual stresses should be measured by experimental methods and considered in the design. Because the welding process is a complex phenomenon, practical experiments and accurate measurements are very expensive, so numerical methods are often used for this purpose. Since welding fittings (which are exposed to mechanical stresses due to pressure and heat of the passing fluid) are widely used in petrochemical, oil and gas industries and power generation, so the issue of creep is very important in the presence of residual stresses. For this reason, in this thesis, the effect of residual stresses on the creep behavior of T-welded welded joints of pressurized pipes is discussed. To do this, first, the numerical model of the welded joint formation and the thermal field and stresses around the welding site are calculated using the finite element method using ANSYS software. For this purpose, the method of birth and death of the element and the asymmetric bipolar heat flux have been used. The physical properties of the material are also considered as a function of temperature, then the thickness of the HAZ area is estimated using the heat field during the welding operation and the physical properties of each layer of the main material HAZ and welding along with the boundary conditions are introduced to the model. The time-varying heat field is also considered as the primary data in the mechanical solution. Since numerical analysis is continuous and indirect thermal-mechanical, the amount of residual stresses are considered in the same way. However, the amount of temperature and residual stresses at specific sections and points were compared with experimental data in the technical literature, and finally creep solution was performed and welded joint life was estimated based on creep strain and Larson-Miller diagrams. At the same time, the above calculations are repeated in the absence of residual stresses and the results are compared
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Investigation of the effect of residual stresses due to welding on the creep behavior of T-shaped steel pipes
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )