اندازه‌گیری تجربی انرژی شکست نمونه فولادی ای‌پی‌آی ایکس شصت‌و‌پنج در آزمایش ضربه سقوطی مجهز به شتاب‌سنج

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

2 استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

3 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

آزمایش ضربه سقوطی بیش از هفت دهه در صنعت نفت و گاز بعنوان یکی از مهم‌ترین آزمایش‌ها بمنظور تعیین انرژی شکست و بررسی ویژگی‌های شکست نرم و ترد لوله‌های انتقال انرژی استفاده شده است. در این پژوهش انرژی شکست فولاد API X65 با تحلیل منحنی شتاب حاصل از آزمایش ضربه سقوطی مجهز به شتاب‌سنج به‌دست آمد. نمونه آزمایشگاهی از لوله انتقال گاز طبیعی به قطر خارجی 1219 میلی‌متر و ضخامت 3/14 میلی‌متر جدا شد. آزمایش طبق استاندارد API 5L با استفاده از دستگاه ضربه سقوطی با چکشی به وزن 700 کیلوگرم (مجهز به شتاب‌سنج) با ارتفاع سقوط 3 متری انجام شد. با استفاده از فرکانس طبیعی به‌دست آمده نمونه و فیلتر پایین‌گذر باترورث، نوسان‌های ناخواسته از داده‌های آزمایش حذف گردید. مقدار انرژی شکست (سطح زیر منحنی نیرو-تغییر مکان) برابر6791 ژول به‌دست آمد که در مقایسه با مقادیر انرژی حاصل از آزمایش ضربه سقوطی مجهز به کرنش‌سنج در پژوهش‌های گذشته حدودا 4 درصد تفاوت دارد. با توجه به این اختلاف جزئی، صحت آزمایش ضربه سقوطی مجهز به شتاب‌سنج تایید می‌شود.

کلیدواژه‌ها


[1] Hashemi SH (2009) Correction factor for safe performance of API X65 pipeline steel. Int J Pres Ves Pip 86: 533-540.
[2] Hashemi SH, Mohammadyani D‌ (2012) Characterisation of weldment hadness, impact energy and microstructure in API X65steel. Int J Pres Ves Pip 98: 8-15.
[3] Standard Test Method for Drop-Weight Tear Tests of Ferritic Steels (2008) ASTM E436-03.
[4] Majidi-Jirandehi A, Hashemi SH (2017) Investigation of macroscopic fracture surface characteristics of spiral welded API X65 gas transportation pipeline steel. Modares Mechanical Engineering 17(11): 219-228.
[5] Demofonti G, Biagio MD, Iob F (2011) Development of a reliable model for evaluating the ductile fracture propagation resistance for high grade steel pipelines. Joint Technical Meeting On Pipline Research, San Francisco, USA.
[6] Shtrenlikht A, Hashemi SH, Yates JR, Howard     IC, Andrews RM (2005) Assessment of an instrumented charpy impact machine. Int J Fracture, 132: 81-97.
[7] Hashemi SH (2008) Apportion of charpy energy in API 5L grade X70 pipeline steel. Int J Pres Ves Pip 85: 879-884.
[8] Yu PS, Ru CQ (2016) Analysis of energy absorptions in drop weight tear tests of pipeline steel. Eng Frac Mech 160: 138-146.
[9] Fathi-Asgarabad E, Hashemi SH (2020) Experimental measurement and numerical evaluation of fracture energy in drop weight tear test specimen with chevron notch on API X65 steel. ress. Modares Mechanical Engineering 20(5): 1145-1156.
[10] Fathi-Asgarabad E, Hashemi SH (2020) Experimental and numerical study of energy absorbtion in drop weight tear test specimen with Chevron notch on API X65 steel, tubes. Journal of Solid and Fluid Mechanics 10(2): 95-110.
[11] Khosravi Khor H, Hashemi SH, Raghebi M (2020) Experimental study of natural frequencies of notched homogeneous and inhomogeneous specimens made of API X65 steel in low-blow drop weight test, Modares Mechanical Engineering 20(12): 2721-2731.
[12] American Petroleum Institute (2013) API specifications 5L, specifications for line pipe. 43rd ed.
[13] American Petroleum Institute (1996) API RP 5L3 recommended practice conducting drop-weight tear test on line pipe. 3rd edn. Washington DC.
[14] KISTLER K-Shear Accelerator Catalogue (2015) Type 8742A.
[15] Loya JA, Rubio L, Fernandez-Saez J (2006) Natural frequencies for bending vibrations of timoshenko cracked beams. J Sound Vib 290: 640-653.
[16] Kammler D (2000) A first course in fourier analysis. Prentice Hall, ISBN 978-0-13-578782-3.
[17] Majidi-Jirandehi AA, Hashemi SH (2018) Weld metal fracture characterization of API X65 steel using drop weight tear test. Mater Res Express 6(1): 016552.