تحلیل ارتباط فرایند ساخت فولاد و خواص مکانیکی لوله های درز جوش مارپیچ انتقال نفت و گاز با گرید api x70

طی یک قرن گذشته صنعت نفت و گاز به منظور استفاده از ظرفیت های بالاتر در انتقال نفت و گاز از سیستم های انتقال پر فشار با کارایی بیشتر استفاده کرده است. در این میان لوله هایی از جنس فولاد api x70 با تنش تسلیمی در حدود 485 مگاپاسکال در سیستم های انتقال انرژی ایران بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق تلاش شده است تا از طریق آزمون های دیلاتومتری، فشار و پیچش گرم و به دست آوردن منحنی cct، ارتباط فرآیند ساخت و خواص مکانیکی فولاد با گرید api x70 تحلیل گردد. رفتار تغییر شکل گرم فولاد api x70 به وسیله آزمون فشار گرم مطالعه شد. جهت آزمایش، محدوده دمایی بین 950 تا 1150 درجه سانتی گراد با اعمال نرخ کرنش های متفاوت 01/0، 1/0 و 1 بر ثانیه انتخاب گردید. از منحنی های تنش - نرخ کارسختی برای نشان دادن وقوع تبلور مجدد دینامیکی استفاده و کاربرد روابط مشخصه برای تعیین ثوابت کار گرم این فولاد تشریح شد. همچنین اثر پارامتر زنر - هولمن (z) روی نقاط ویژه منحنی های سیلان با استفاده از روابط تجربی بررسی و نهایتاً سینتیک تبلور مجدد دینامیکی این فولاد مطالعه و رابطه حاکم بر این رفتار استخراج گردید. علاوه بر این، از زمانبندی میانگین جهت تعیین دماهای بحرانی عملیات ترمومکانیکی فولاد api x70 استفاده شده است. دماهای بحرانی در شرایط مختلف تغییر شکل شامل نرخ و میزان کرنش و زمان بین عبورهای نورد تعیین شده و اثر هر یک از پارامترهای تغییر شکل بر دمای بحرانی tnr فولاد مذکور بررسی شده است. از آزمون دیلاتومتری و مشاهدات ریزساختاری به کمک میکروسکوپ نوری برای تعیین محدوده سرعت سرد کردن مناسب برای دستیابی به فولاد api x70 استفاده شد. با توجه به سرعت سرد کردن، ریزساختارهای مختلفی شامل بینیت کروی، پرلیت، فریت سوزنی و فریت بینیتی مشاهده شد. در سرعت های سرد کردن 5/0 تا 5/3 درجه سانتی گراد بر ثانیه ریزساختار حاصل به طور عمده از بینیت کروی و کمی پرلیت تشکیل شده است. با افزایش سرعت سرد کردن، ریزساختار عمده مشاهده شده در سرعت های سرد کردن 5 و 5/7 درجه سانتی گراد بر ثانیه، فریت سوزنی می باشد. در سرعت های سرد کردن 10 درجه سانتی گراد بر ثانیه و بالاتر، ریزساختار فریت بینیتی، ریزساختار غالب مشاهده شده در این سرعت ها می باشد. در نهایت با توجه به دماهای بحرانی تعیین شده، نتایج حاصل از مرور منابع و نتایج آزمون دیلاتومتری و در نظر گرفتن پدیده های متالورژیکی حین کار گرم، پارامترهای عملیات ترمومکانیکی تولید فولاد api x70 تخمین زده شده و شرایط مناسب عملیات ترمومکانیکی برای تولید تجاری فولاد api x70 پیشنهاد شده است.