تاثير عوامل اساسي در جمع شوندگي كرنش در لوله هاي زانويي تحت فشار در اثر ممان‌هاي تناوبي

The effect of basic factors on strain accumulation of pressurized piping elbows under dynamic moments

استفاده از لوله هاي زانويي در نيروگاه ها و صنايع بزرگ جهت انتقال و جا به جايي سيالات پرفشار با توجه به فروپاشي غيرمنتظره اين قطعات تحت بارهاي تناوبي و فشار داخلي سيال كه متعاقب آن هزينه هاي سنگين مادي و جاني را به دنبال دارد باعث شده تا بررسي جمع شوندگي كرنش در اين قطعات مورد توجه محققين و پژوهشگران در چند دهه گذشته قرار گيرد. در اين مطالعه‏‌ به بررسي چهار عامل اساسي يعني جنس لوله زانويي، فركانس بارگذاري تناوبي(معمولاً زير 10 هرتز)، فشار داخلي لوله و ممان هاي ديناميكي تناوبي بر مقدار كرنش هاي جمع شونده در لوله هاي زانويي پرداخته شده است. تاثير تغييرات چهار عامل ذكر شده بر مقدار كرنش هاي جمع شونده مورد بررسي قرار گرفته است. در اين زمينه بررسي هاي انجام شده به روش عددي با تجزيه و تحليل پلاستيك نشان مي دهند كه با افزايش محسوس فركانس بارگذاري، فشار داخلي لوله زانويي و ممان ديناميكي وارد بر انتهاي لوله زانويي، مقدار كرنش هاي جمع شونده افزايش مي يابد. همچنين دو جنس فولاد كربني و فولاد ضدزنگ به دليل تفاوت در سختي، رفتار متفاوت از خود نشان داده و در شرايط برابر همه عوامل تاثيرگذار، مقدار كرنش هاي جمع شونده قطعه فولاد كربني بيشتر از فولاد ضدزنگ مي باشد. نتايج نشان مي دهند كه لوله زانويي از جنس فولاد ضدزنگ نسبت به فولاد كربني، در برابر كرنش هاي جمع شونده عملكرد بهتري از خود نشان مي دهد.

Strain accumulation of the components in power-plants and large industries, which causes physical and human costs, has been of interest to many researchers in the last decades because of the unexpected collapse of these components under periodic loads and internal pressure. In this study, the effect of four basic factors of piping elbow material, frequency of periodic loading (typically below 10 Hz), internal pressure of pipe and periodic dynamic moments on the amount strains accumulation of piping elbows have been considered. Also, the effect of factors variation listed above on the amount of strains accumulation has been studied. Analyses done in this study show that increase in loading frequency, internal pressure and dynamic moments at the end of piping elbow increase the amount of strains accumulation. Behavior of strain accumulation of two kinds of materials (carbon steel and stainless steel) was investigated in same condition. Studies showed that the strain accumulation in carbon steel is more than stainless steel due to differences in hardness behavior of these materials. The results showed that, stainless steel piping elbow has better performance compared to carbon steel.