Geri Dön

Investigation on the effect of heat affected zones overllaping in multipass TIG welding of austenetic stainless steel pipes

Östenitik paslanmaz çelik boruların multipass TIG kaynaklarında ısıdan etkilenen bölgelerin üst üste gelmesinin etkisinin incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 507756
  2. Yazar: ARASH ARMANFAR
  3. Danışmanlar: DR. İBRAHİM MEHMET PALABIYIK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Konstrüksiyon Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 106

Özet

İki farklı çevresel boru kaynağının birbirine çok yakın olması sebebiyle, rafineri ve buhar santralleri gibi yüksek sıcaklık ve basıncın olduğu işlemelerde, mevcut boru hatlarında devreye alınma sonrası kaçaklar yaşanmaktadır.Kaynaklar arası mesafenin az olması, ve ısının tesiri altında olan bölgelerin üst üste gelmesi bu kaçaklara sebep olduğu düşünülmektedir.Uluslararası, Standard, kod ve prosedürlerde iki kaynak arasında minimum mesafeyle ilgili bir madde veya görüş bulunmamaktadır.Bu projede östenetik paslanmaz çeliği (304L) farklı et kalınlığı ve çaptaki boruların TIG kaynak için ITAB genişliklerinin belirlenmesi, sonrasındada ITAB üst üste binmesi sonrası mekanik özelliklerde değişimleri incelenmesi amaçlandırılma istemektedir. Bu çalışmada farklı dış çapı ve et kalınlıklarına sahip dört adet 304L boru incelenmiştir.İlk adımda, her bir boru için, ABAQUS yazılımında, bir üç boyutlu sonsuz elemanlar modeli hazırlayarak ve Kaynağın similasiyonunu yaparak, boruların kaynak yapılan zaman ısı dağılımı çizelgeleri ve bu yüksek ısı girişinen ve soğumadan ortaya çıkan eksenel ve çevresel artık gerilmelerin dağlımı elde edilmiştir.Bir sonraki adımda belirlenen ITAB uzunluklarına göre deneysel çalışmalar yapıldı.sayısal yönteme ve deneysel testlere dayanarak, Çok yakın kaynakların arısında kalan borularda mekanik özelliklerinde bir düşüş tespit edilmiştir Bu borular işe alındığı takdirde, farklı kayıplara yol aça bilmek potansiyeline sahiptirler.

Özet (Çeviri)

Multi-pass Tungesten Inert Gas (TIG) welding is one of the popular weld processes employed to join austenitic stainless steel pipes in industrial sites like refineries and petrochemical industries. Since experiencing intensive temperature cycles and residual stresses as a result of high heating, Heat Affected Zone is a vulnerable region which is threatened by various types of cracking's and defects in welding. In the pipeline designs and fittings because of different reasons, in some cases, the distance between two consecutive multi-pass butt welds are too much small that generated HAZ's from welds, may be overlapped in the tiny pipe located in the middle of two other parts. Reports reveal that there are leakages from these HAZ's overlapping sections. The aim of this study was to investigate the influence of overlapping of HAZ's, generated from two consecutive close welds, on the mechanical behavior of TIG welded 304L austenitic stainless steel pipes with different outer diameters and wall thicknesses. In this investigation, four pipes are selected to be studied. Two pipes with the same outer diameter of 2“ but different schedule numbers of 40 and 80. And two the other pipes have the outer diameter of 4”and schedule numbers of 80 and 120. In the fist step, a 3D finite element model was created for multipass welding mentioned four pipes. Considering the thickness of pipes, number of applied weld passes were chosen (2,3,4 and 6 passes). all the analysis has been done in ABAQUS software. Base on FEA, the transient temperature distributions and both axial and hoop residual stress distribution on inside and outside of pipes in different orientations were plotted for all the pipes. The results show that the temperature and residual stresses distribution are constant in different orientations through the pipes (90°.180°.270° from the welding start point). For all the samples, on the outer surface, axial residual stress are compressive in fusion zone and by getting away from the FZ it is changing to tensile situation. The reverse situation can be seen in the inside surface where the axial residual stress is tensile in the FZ and growing compressive by distance from FZ. For the hoop stress at the weld zone and its vicinity large tensile stresses are produced in outer and inner surfaces. By studying Temperature cycles, the length of Heat affected zones are identified for multi-pass TIG welding of pipes with different number of welding passes. In the next step, these obtained lengths were applied in experimental tests, for each size of pipes, a small pipe with a length equals to two times the length of related measured HAZ length was provided. Then, these small pipes were TIG welded to two other pipes with the same sizes but larger lengths from both-sides. The situation of welding (number of passes, current, voltage and speed of welding for each pass) was same as the finite element analysis. In the next step, mechanical testes were carried out to investigate the behavior of the material under HAZ's overlapping. Over-ally it can be concluded that HAZ's overlapping is not a desirable situation and it should be better to avoid too close butt welds in the multi-pass TIG welding of austenitic stainless steel pipes.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    569857

    Titanyum kaynağı ve mekanik özellikler üzerine etkisinin incelenmesi

    Titanium welding and investigation of effect on mechanical properties

    MURAT SÖNMEZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Gedik Üniversitesi

    Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ POLAT TOPUZ

  2. Tez No

    75464

    Elektron ışın kaynağı ve otomotiv endüstrisindeki uygulamaları

    Başlık çevirisi yok

    ERCAN CİHAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELAHATTİN ANIK

  3. Tez No

    323075

    Inconel 718 nikel alaşımının elektro-termal işleme yöntemleriyle işlenebilirliğinin araştırılması

    Investigation of the machinability of the inconel 718 nickel alloys by electro - thermal machining processes

    MUSTAFA AY

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Mühendislik BilimleriFırat Üniversitesi

    Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET HASÇALIK

  4. Tez No

    515796

    Bir binek araç gövdesindeki çelik sacların direnç nokta kaynaklı birleştirmelerinin yorulma dayanımlarının parametrik olarak incelenmesi

    Parametric investigation of the fatigue behavior of resistance spot welded steel joints in a vehicle body

    EMRE DORUK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FEHİM FINDIK

  5. Tez No

    356139

    Demiryollarında ray birleştirme yöntemlerinin incelenmesi, alüminotermit ve yakma alın kaynak yöntemlerinin karşılaştırılması

    Investigation of rail joining methods, comparison of aluminothermic and flash-butt welding methods in railways

    FATİH ÖZKUL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZÜBEYDE ÖZTÜRK

Geri Dön