تعيين تجربي اثر موقعيت بر خواص مكانيكي و متالورژيكي جوش سر به سر چند پاسه لوله فولادكم آلياژ استحكام بالا در خطوط انتقال گاز طبيعي

Experimental determination of position effect on mechanical and metallurgical properties of HSLA multi-pass girth weld at natural gas pipelines

جوشكاري قوس فلزي الكترود پوشش‌دار بر روي فولادهاي كم آلياژ استحكام بالا در خطوط لوله انتقال گاز طبيعي ايران اهميت ويژه‌اي دارد. در اين مقاله خواص مكانيكي و متالورژيكي موقعيت‌هاي مختلف لوله (با قطر خارجي 36 اينچ و در ساعت‌هاي 1:30 - 12، 3 - 1:30، 4:30 - 3 و 4:30 - 6) براي تعيين منطقه بحراني جوش سر به سر چند پاسه، ناحيه متاثر از حرارت و فلز پايه به وسيله آزمايش هاي كوانتومتري، متالوگرافي، كشش، ضربه و سختي سنجي بررسي شد. نتايج آزمون كشش، كمترين ميزان استحكام نهايي را (در راستاي عمود بر جوش و در موقعيت 3 - 4:30) برابر 463 مگاپاسكال و كمترين انرژي شكست را (در راستاي عمود بر جوش و در موقعيت 1:30 - 3) برابر 96 ژول ارزيابي مي كند كه 61 درصد كاهش نسبت به فلز پايه را نشان مي‌دهد. ميزان تغييرات سختي در نواحي و موقعيت‌هاي گوناگون ناچيز (كمتر از 5 درصد) است. تصاوير حاصل از آزمون متالوگرافي با ميكروسكوپ‌هاي نوري و الكتروني نشان مي‌دهد كه مقدار پرليت ناحيه پاس سطح جوش و منطقه تحت تاثير حرارت نزديك فلز پايه نسبت به فلز اصلي به‌ترتيب 12.5 و 25 درصد كاهش داشته است. مقدار كاهش نيوبيوم در موقعيت 4:30 - 6 نسبت به فلز 0.025 مي‌باشد.

Shield metal arc welding on the high strength low alloy steels in pipelines to transport natural gas from Iran is of great importance. In this paper, mechanical and metallurgical properties of multi-pass weld in weld zone, heat affected zone (HAZ), and base metal (with 36 inch outside diameter) for determination of critical area is investigated. Also Chemical analysis, metallography, tensile, impact and hardness testes in different positions of pipe (hours 12-1:30, 1:30-3, 3-4:30 and 4:30-6) were carried out. Tensile test results showed the lowest ultimate strength (Vertical to weld and in position 3-4:30) equal to 463mpa, and the lowest energy impact (Vertical to weld and in position 1:30-3) equal to 96J that determine 61 percent reduction compared to the base metal. The amount of hardness variation in different areas and positions is negligible (less than 5 percent). Images of metallographic test made by light and electron microscopes demonstrated that the amount of perlite cap pass weld and heat affected zone near the base metal were decreased compared to main metal to respectively 12.5 and 25 percent. The amount of Nb reduction in position (4:30-6) relative to the base metal is 0.025.