Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Forouzan,Mohammad Mashayekhi
محمدرضا فروزان (استاد راهنما) محمد مشایخی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mina Derakhshani Dastjerdi
مینا درخشانی دستجردی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Determination of Ultimate Bending Capacity of Spirally Welded Large Diameter Pipes
Large diameter pipes are an economic solution for traorting fluids such as oil, gas and water. The topography of the earth requires that these pipes get cold field bended during installation. In cold field bending, imperfections such as ovality, wall thinning, flattening and wrinkling may accure, depending on the angle of bending. If the defect is less than the proposed values in the standard, girth welding will be carried out with proper quality. The main objective of this project is to determine the bending capacity of the spirally welded pipes in cold field bending and to investigate the effect of the pipe production process. In this project, in order to study the effect of the manufacturing process on the bending angle, the process of forming the spirally welded pipe X65 in ANSYS software was performed on a three-dimensional scale and the corresponding residual stresses were calculated. A model for simulating guide rollers in pipe forming process has been proposed and its effect on the distribution of residual stresses in the tube has been investigated. In the next step, an attempt was made to produce a sub-program for transferring the residual stresses of the forming and welding of the process of the spiral welded pipe manufacturing to the pipe in order to examine the bending behavior of the pipe. The sub-program presents the ability to transfer residual stress and strain to the model as well as spiral meshing of the pipe. At the end, the cold field bending of the pipe is simulated and the effect of the residual stresses of the forming and welding of the spirally welded pipe production process on the cold field bending and its geometric defects, especially ovality, is investigated.The results of the simulation of the strip forming process show that the residual stresses in the whole pipe are constant and uniform which change only in the direction of its thickness. The results of the simulation of the cold field bending process also show that, if the inclining of the spirally welded with the bending plane is not compliant, the ovality of spirally welded pipe changes slightly (1.4%) relative to the seamless pipe. Keywords: Spirally welded pipe, Residual stress, Cold field bending, ovality
: لوله های قطور راه حل اقتصادی برای انتقال سیالاتی مانند نفت، گاز و آب هستند. توپوگرافی زمین ایجاب می کند که این لوله ها در هنگام نصب خمکاری سرد شوند. درخمکاری سرد، بسته به میزان زاویه‌ی خم، عیوبی مانند بیضی شدگی سطح مقطع لوله،کاهش ضخامت دیواره ی لوله، صاف شدگی پشت خم و چروکیدگی در لوله ایجاد می شوند. اگر این عیوب از مقادیر تعریف‌شده در استاندارد کمتر باشد، جوشکاری سر به سر لوله ها با کیفیت مناسب انجام می شود. هدف اصلی در این پروژه تعیین حدنهایی ظرفیت خمشی لوله های درزجوش اسپیرال در خمکاری سرد و بررسی اثر فرآیند تولید لوله بر آن است. در این پروژه برای بررسی اثر فرآیند تولید بر حد نهایی زاویه ی خمکاری، فرآیند شکل دهی لوله ی درزجوش اسپیرال X65 در نرم افزار ANSYS در مقیاس سه بعدی انجام و تنش ها و کرنش های پسماند ناشی از شکل دهی ورق محاسبه شده است. همچنین مدلی برای شبیه سازی غلتک های هادی در فرآیند شکل دهی لوله پیشنهاد شده و میزان اثر گذاری آن بر توزیع تنش های پسماند در لوله بررسی شده است. در گام بعدی سعی بر تولید زیر برنامه ای به منظور انتقال تنش های پسماند شکل دهی و جوشکاری فرآیند تولید لوله ی درزجوش اسپیرال به لوله برای بررسی رفتار خمشی لوله شده است. زیربرنامه ی ارائه شده قابلیت انتقال تنش و کرنش های پسماند به مدل و همچنین شبکه بندی مارپیچی لوله را دارد. در انتها خمکاری سرد لوله شبیه سازی شده است و اثر تنش پسماند شکل دهی و جوشکاری فرآیند تولید لوله ی درزجوش اسپیرال در خمکاری سرد و عیوب هندسی ناشی از آن به ویژه بیضی شدگی سطح مقطع بررسی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی فرآیند شکل دهی ورق نشان می دهد که تنش پسماند در کل لوله ثابت و یکنواخت است و تنها در راستای ضخامت لوله تغییر می کند. نتایج حاصل از شبیه سازی فرآیند خمکاری سرد نیز نشان می دهد که در صورت رعایت عدم انطباق درزجوش اسپیرال با صفحه ی خم، بیضی شدگی لوله ی درزجوش اسپرال نسبت به لوله ی بدون درز به میزان بسیار ناچیزی ( 4/1 % ) تغییر می کند. واژه های کلیدی: لوله ی درز جوش اسپیرال، تنش پسماند، خمکاری سرد، بیضی شدگی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی