بررسی فرایند های جوشکاری وتنش زدایی حرارتی در پروسه ساخت مخازن ذخیره نفت

مخازن با ظرفیت بالا بطور گسترده ای در بسیاری از صنایع به خصوص در فرآیندهایی مثل پالایش نفت خام و صنایع پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر این از این مخازن برای ذخیره سازی محصولات خام و نهایی مختلفی استفاده می شود. پیش بینی تنش های پسماند یکی از مهمترین مسائل در ساخت این مخازن است. یکی از مهمترین اثرات تنش های پسماند تسریع بخشیدن و یا در برخی از موارد کند ساختن رشد ترک در سازه های تحت بارگذاری متناوب است. در این پایان نامه به مطالعه جوشکاری چند عبوری و رفتار آزادسازی تنش حرارتی یک مقطع صفحه ای از یک مخزن ذخیره سازی نفت خام می-پردازیم. فاز جوشکاری شامل دو بخش گرمایش حرارتی و خنک کاری می-باشد. در بخش نخست ماده تا دمای ذوبش حرارت داده می شود. در بخش خنک کاری دمای ماده تا دمای محیط کاهش می یابد. این دو فرآیند باعث ایجاد تنش های پسماند بالا در ناحیه جوشکاری یعنی ناحیه ذوب و نیز ناحیه مجاور آن می شوند. در فاز آزادسازی تنش حرارتی، برای یک بازه زمانی محدود ناحیه جوشکاری تا یک دمای بالا حرارت داده می شود که این خود باعث فعال شدن مکانیزم خزش در ماده خواهد شد. این فرآیند یکی از مهمترین روش های موثر در آزاد سازی تنش های پسماند جوشکاری است. روش اجزاء محدود برای مدلسازی و تحلیل جوشکاری و فرآیندهای آزادسازی تنش حرارتی یک قطعه صفحه ای از مخزن ذخیره سازی نفت به کار گرفته می شود. جنس قطعه از فولاد کم کربن aisi 304 تحت جوش چند عبوری سر به سر می باشد. در این پایان نامه هدف اصلی بررسی اثرات پارامترهای جوشکاری ماننده گرمای ورودی، سرعت جوشکاری، ضخامت دیواره و پیش گرمایش است. علاوه بر این در قسمت دوم اثر پارامترهای آزادسازی تنش حرارتی شامل زمان و دمای نگهداری بر روی توزیع تنش های پسماند جوشکاری مورد بررسی قرار می گیرد. در این شبیه سازی مدل مکانیکی- حرارتی ترتیبی برای جوشکاری و پیش بینی رفتار آزادسازی تنش حرارتی ماده به کار گرفته می شود. در این شبیه سازی خصوصیات مکانیکی، فیزیکی و حرارتی ماده به صورت وابسته به دما در نظر گرفته شده است. در تحلیل حرارتی فاز جوشکاری، از یک منبع حرارتی بر اساس مدل توزیع چگالی بیضوی گولداک استفاده شده است. پس از تحلیل حرارتی، تحلیل مکانیکی انجام می شود. سپس در تحلیل دوم، توزیع تنش قطعه مذکور برای تحلیل و مدلسازی آزادسازی تنش به کار گرفته می شود. در انتها از اصل نورتون برای بررسی پدیده خزش در فرآیند آزادسازی تنش استفاده خواهد شد.