کشورمان با دارا بودن 8/15 درصد ذخائر گاز طبیعی جهان در رتبه دوم جهانی دارندگان این منبع الهی بعد از روسیه میباشد. مزایای گاز طبیعی قیمت پائین (درمقایسه با نفت) و آلوده کردن سازی کمتر محیط زیست می باشد. این موارد باعث مصرف بیشتر گاز طبیعی در دهه های اخیر شده است. با توجه به موارد ذکر شده باید به دنبال روشهای اقتصادی برای صادرات گاز طبیعی باشیم. دو روش عمده مورد استفاده در کشور انتقال از طریق خطوط لوله ای انتقال و به شکل lng می باشد. با توجه به ضرورت طراحی امن برای انتقال گاز طبیعی از طریق خطوط لوله فولادی در شرایط کاری، اطلاع کامل از خواص این نوع فولادها ضروری است. هم چنین طراحی آنها در برابر رشد احتمالی ترک تحت بارگذاری امری مهم و ضروری می باشد. خطوط لوله انتقال گاز در کشورمان عموماًًًًًً از نوع api x65 و api x70 می باشند که فولاد آنها توسط روشهای ترمومکانیکال بهمراه میکروآلیاژسازی صنعتی تولید می شوند. روشهای کلاسیک قادر به پیش بینی دقیق رفتار این نوع فولادها نمی باشند. طی دو دهه اخیر مدلهای ساختاری با در نظر گرفتن این فولادها بصورت متخلخل برای پیش بینی رفتار مکانیکی آنها تا لحظه شکست مطرح شده اند. در بین این مدلها یکی از پر کاربردترین آنها مدل گرسون می باشد. در این تحقیق از این مدل برای کالیبره کرده فولاد api x65 استفاده شده است. هدف نهائی بدست آوردن خواص ماده مورد تحقیق توسط ترکیب تست و شبیه سازی کامپیوتری در شرایط مختلف بارگذاری می باشد. در این تحقیق تست کشش بر روی سه مجموعه متفاوت از نمونه های مستخرج از فلز پایه (جهات محیطی و طولی) و فلز جوش انجام شده است. مقایسه نتایج بدست آمده با داده های در دسترس از مقالات (فقط در جهت محیطی)، نشان دهنده تطابق خوب نتایج می باشد.

در تحقیق حاضر نتایج sem آزمون گشودگی نوک ترک در فولاد api x70 (مورد استفاده در شبکه های پرفشار انتقال گاز طبیعی ایران) ارائه می گردد. ریز ساختار فولاد مورد آزمایش، شامل سه ناحیه (فلز پایه، ناحیه متأثر از حرارت و فلز جوش) است. عکسبرداری سطوح شکست نمونه های تست ctoa از فلز پایه و درزجوش با استفاده از دستگاه sem انجام گرفت. نتایج بررسی سطوح شکست دو نمونه فلز پایه و درز جوش حاصل از آزمایش پارگی نشان می دهد که علیرغم وجود تفاوت در دو ناحیه، مورفولوژی سطح شکست از نوع اتصال حفره ها می باشد.

در این رساله ابتدا دو قطعه لوله فولادی api x70 (از نوع درز جوش مارپیچ) با قطر 56 و ضخامت 780/0 اینچ بر اساس دستورالعمل ویژه شرکت ملی گاز ایران به روش دستی جوشکاری گردید. پس از آن آزمایش کرنش¬سنجی سوراخ روی سطوح خارجی و داخلی لوله بر اساس استاندارد astm e837 انجام شد. سپس مقادیر تنش پسماند با استفاده از این اطلاعات محاسبه گردید. نتایج تجربی نشان داد، حداکثر تنش پسماند کششی در مرکز ناحیه جوش و در راستای محیطی سطح خارجی لوله به وجود آمده است. همچنین حداکثر تنش پسماند فشاری در راستاهای محیطی و محوری سطح داخلی لوله و تقریبا در فاصله 30 میلی¬متر از مرکز ناحیه جوش قرار دارد. تغییرات تنش¬های پسماند محیطی در سطوح داخل و خارج لوله رفتارهای مشابه داشته و این تنش¬ها در مرکز ناحیه جوش به صورت کششی است. مقادیر این تنش¬ها در مرکز ناحیه جوش سطوح خارجی و داخلی لوله به ترتیب برابر 318 و 191 مگاپاسکال است. تنش¬های پسماند در منطقه متاثر از حرارت به صورت فشاری است. بیشترین مقدار تنش پسماند محوری در منطقه متاثر از حرارت در حدود 137مگاپاسکال است. تنش¬های پسماند محوری در ناحیه جوش سطوح داخل و خارج لوله نزدیک به هم و به صورت فشاری است، اما با فاصله گرفتن از مرکز ناحیه جوش رفتاری متضاد (در سطح خارج لوله به صورت کششی و در سطح داخل آن به صورت فشاری) مشاهده گردید. سپس خواص متالورژیکی و مکانیکی نواحی جوش و منطقه متاثر از حرارت با استفاده از آزمایش-های طیف¬سنجی فلورسانس پرتو ایکس، کوانتومتری، متالوگرافی سیاه و سفید و رنگی، میکروسکپ الکترونی روبشی، کشش، ضربه و سختی¬سنجی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، جوش محیطی دارای استحکام و انرژی ضربه لازم مطابق استانداردهای صنعتی است. تصاویر حاصل از آزمایش متالوگرافی نشان داد، نواحی مختلف جوش از نظر فاز و ریزساختار کاملا با هم متفاوت است. نتایج آزمایش سختی¬سنجی کمترین و بیشترین میزان سختی را به ترتیب در منطقه متاثر از حرارت و مرکز ناحیه جوش محیطی ارزیابی نمود. افزایش کربن در ناحیه جوش سبب افزایش حجم ساختار بلوری فاز مارتنزیت شده و در نتیجه باعث کاهش تنش پسماند و از سوی دیگر باعث ترد شدن و کاهش مقاومت به ضربه ماده گردیده است. کاهش استحکام کششی در ناحیه جوش نیز سبب افزایش درصد تنش پسماند نسبت به استحکام استاتیکی سازه شده است. علاوه بر این کمترین مقاومت به ضربه در راستای محیطی ناحیه جوش سر به سر لوله اتفاق افتاده است. بنابر این ناحیه جوش در راستای محیطی روی سطح خارجی لوله به عنوان منطقه بحرانی لوله دارای بیشترین تنش پسماند کششی، بیشترین درصد فاز مارتنزیت ترد، کمترین عناصر میکروآلیاژی، کمترین استحکام تسلیم، کمترین ازدیاد طول نسبی و کمترین مقاومت به ضربه است. سپس برای اولین بار از ترکیب نتایج آزمایش¬های سختی¬سنجی و تنش¬های پسماند در نقاط مشخص، چهار معیار بی¬بعد جهت تعیین رفتار مکانیکی واقعی سازه ارائه شد. با استفاده از این اعداد بی-بعد، روند تغییر استحکام استاتیکی و مقاومت به ضربه در نواحی جوش و منطقه متاثر از حرارت مطالعه گردید. همچنین توزیع تنش¬های پسماند با استفاده از توابع چند جمله¬ای و اسپلاین ارزیابی شد.

چکیده ندارد.