Stress Distribution in Pipe Samples of Gas Pipelines with Welded Joints
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2020-1-4-8Keywords:
residual stresses, acoustoelasticity, electromagnetic-acoustic transformation, welded joint of the pipelineAbstract
Stresses in the heat affected zone and welded joint are associated with the presence of internal stresses, the occurrence of which is associated with various reasons. The main ones are uneven heating and shrinkage of the weld, as well as structural changes in the metal and the heat-affected zone in the welding process. The stresses can add up to operational stresses, which in turn leads to an acceleration of the rate of crack initiation in the weld zone.
Biaxial stresses in the base metal and in the zone of welded joints of the main pipelines were estimated based on the phenomenon of acoustoelasticity using three types of waves of different polarizations (longitudinal and two transverse with orthogonal polarization), and using the electromagnetic-acoustic transformation of input-reception of ultrasonic waves.
In the axial direction, closer to the edges of the notch, the stress values are lower than in the center, which is explained by a decrease in stresses when bonds are removed. A similar pattern is observed for the circumferential direction σ2.
In samples with a welded joint, a sharp decrease in the value of relative stresses in the heat affected zone of the welded joint is observed compared to stresses in the region of the base metal.References
Антонов А. А. Исследование полей остаточных напряжений в сварных конструкциях // Сварочное производство. 2013. № 12. С. 13–17.
Автоматизированный ультразвуковой контроль труб большого диаметра / Н. П. Алешин, Ю. Л. Гобов, А. В. Михайлов и др. // Дефектоскопия. 2014. № 3. С. 3–11.
Петров К. В., Соков М. Ю., Муравьева О. В. Влияние конструктивных особенностей проходного электромагнитно-акустического преобразователя на результаты контроля цилиндрических объектов // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. Т. 21. № 2. С. 135–146.
Kamat A.M., Pei Y. An analytical method to predict and compensate for residual stress-induced deformation in overhanging regions of internal channels fabricated using powder bed fusion // Additive Manufacturing. 2019. Vol. 29. P. 100796. DOI: 10.1016/j.addma.2019.100796.
Wang J., Mirzaee-Sisan A. The effect of plasticity on residual stress generation and redistribution in off-shore pipelines // International journal of pressure vessels and pipelines. 2018. Vol. 159. P. 101-110. URL: https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2017.11.011.
Ramasamy R., Ibrahim Z., Chai H.K. Numerical investigations of internal stresses on carbon steel based on ultrasonic LCR waves // Journal of Physics: Conference Series. 2017. Vol. 908. No. 1. P. 012044. DOI: 10.1088/1742-6596/908/1/012044.
Никитина Н. Е. Акустоупругость. Опыт практического применения. Н. Новгород : ТАЛАМ, 2005. 208 с.
Nikitina N.Y., Kamyshev A.V., Kazachek S.V. The application of the acoustoelasticity method for the determination of stresses in anisotropic pipe steels //Russian Journal of Nondestructive Testing. 2015. Vol. 51. No 3. Pp. 171-178. DOI: 10.1134/S1061830915030079.
Оценка остаточных напряжений в рельсах с использованием электромагнитно-акустического способа ввода-приема волн / В. В. Муравьев,
Л. В. Волкова, В. Е. Громов, А. М. Глезер // Деформация и разрушение материалов. 2015. № 12. С. 34–37.
Исследования структурного и напряженно-деформированного состояния рельсов текущего производства методом акустоупругости / В. В. Муравьев, Л. В. Волкова, А. В. Платунов, И. В. Булдакова, Л. В. Гущина // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. Т. 21. № 2. С. 13–23. DOI 10.22213/2413-1172-2018-2-13-23.
Стрижак В. А., Хасанов Р. Р., Пряхин А. В. Особенности возбуждения электромагнитно-акустического преобразователя при волноводном методе контроля // Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. 2018. Т. 21. № 2. С. 159–166. DOI: 10.22213/2413-1172-2018-2-159-166.
Никитина Н. Е. Акустоупругость. Опыт практического применения. Н. Новгород: ТАЛАМ, 2005. 208 с.
