Skip to main content
SUPERVISOR
Mohsen Badrosamay,Ehsan Foroozmehr
محسن بدرسمای (استاد راهنما) احسان فروزمهر (استاد مشاور)
 
STUDENT
Behnam Khashei Varnamkhasti
بهنام خاشعی ورنامخواستی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
API-5L tracking methods are generally used to identify produced pipe lines specifications in gas and oil industries. However, pre-assembly operations such as shot blasting or long time open air storage of the pipes in bad atmospheric conditions may cause to erode the marked information on the pipes in which make the tracking impossible. In this study, laser engraving is introduced as a permanent tracking method for gas pipes to solve the challenges associated to the traditional marking methods. To do so, a comprehensive study of laser engraving experiments on three types of commercial API materials, including grade B, X52 and X70, were carried out. Using the full factorial design of experiments approach the influence of laser power, scan speed and spacing, scan numbers and the laser frequency on engraved depth were investigated. It was found that laser power and scanning speed had the most significant effect on the engraved depth. After deriving the optimum process parameters for the defind engraved depth, a wide range of engraved test specimens were prepared for metallography, micro hardness, tensile, impact, surface roughness, flatting and corrosion tests. Microstructure observations as well as the results of measuring micro hardness near the engraved areas showed no significant heat affected zone area on all three studied grades. In addition, the results of tensile and impact tests illustrated that laser engraving remained no destructive effect on the samples. Surface roughness decreased after engraving and flatting test was passed successfully. After that, corrosion test applied on all three grades. It was seen that while the engraving had little effect on the corrosion of grade B material, i.e. 8 and 7 mils per year for the engraved and virgin samples respectively, the corrosion resistance of X52 and X70 engraved sample were weaken significantly. It was then suggested to apply a coating primer upon engraving of such materials. The results of this study can be used to draw up permanent tracking standard to be attached National Iranian Gas Standard (IGS). Keywords: Laser engraving, API Pipes, Full factorial DOE, Tensile test, Impact test, Micro Hardness test, Corrosion test, Shot blasting, Coating
شرکت ملی گاز ایران لوله های گاز مورد استفاده ی خود را از تأمین کنندگان متعددی تهیه می کند. ازطرفی اطلاعات چاپ شده روی لوله ها توسط روش های رایج در مدت زمان نگه داری این لوله ها در انبارهای روباز در اثر زنگ زدگی جداره لوله ها و نیز در مرحله ی نهایی آماده سازی لوله ها برای اجرای خط لوله، در کارگاه پوشش دهی درطی فرآیند ساچمه پاشی از بین خواهد رفت. سپس بعد از اجرای خطوط لوله و بروز هرگونه حادثه یا مشکلی دیگر هیچ شناسنامه ای از لوله در اختیار نمی باشد و عملاً تعیین سازنده ی لوله امری غیرممکن می گردد. در این پژوهش، حکاکی لیزری به عمق mµ 200 برروی گریدهای متداول و پرمصرف لوله های گازی API بررسی و به عنوان روشی مناسب جهت رهگیری دائمی لوله ها از مرحله ی تولید تا سال های طولانی پس از اجرای خط لوله با حفظ خوانایی مطلوب درطی مراحل مختلف تولید و آماده سازی معرفی گردید. به منظور دستیابی به عمق مطلوب و نیز بررسی اثر هر یک از پارامترها و نیز تعامل بین پارامترهای فرآیند حکاکی لیزری، طراحی آزمایش کامل انجام گردید. در ادامه پس از تحلیل نتایج، توان و سرعت با درصدیکسان بیشترین اثر را برروی عمق حکاکی نشان دادند. تحلیل ها نشان داد که افزایش توان منجربه افزایش عمق حکاکی و افزایش سرعت منجربه کاهش عمق حکاکی می گردد. به منظور بررسی ساختارماده و خواص آن پس از انجام فرآیند حکاکی لیزری، آزمون های متالوگرافی، میکروسختی، کشش، ضربه، زبری سطح، تخت پذیری و خوردگی انجام گردید. علیرغم کاهش نسبی اندازه ی دانه ها در نواحی حکاکی میزان سختی در نواحی مجاور حکاکی تغییر چشمگیری نداشته و درنهایت عدم وجود ناحیه متأثراز حرارت چشمگیر درطی این فرآیند در هر سه گرید API Grade B, X52, X70 اثبات گردید. حکاکی لیزری برروی نمونه های آزمون کشش و ضربه، اثر مخربی بر میزان استحکام و انرژی شکست نمونه ها نداشته و همچنین آزمون تخت پذیری را نیز با موفقیت پشت سر گذاشتند. زبری سطح حکاکی در هرسه گرید نسبت به سطوح اولیه بهبود داشته است. درطی آزمون خوردگی، نرخ خوردگی نمونه های حکاکی شده از گرید B درحدود mpy 8 بدست آمد که در مقایسه با mpy 7 گزارش شده از نمونه های فاقد حکاکی، نشان دهنده عدم کاهش چشمگیر مقاومت به خوردگی این گرید از ماده بوده است. با این حال در گریدهای X52 و X70 میزان نرخ خوردگی ماده با انجام فرآیند حکاکی لیزری به ترتیب بیش از 2 و 3 برابر شده است. از این رو استفاده از یک لایه رنگ محافظت کننده بلافاصله پس از عمل حکاکی توصیه گردید. همچنین پس از بررسی و تعیین فونت مناسب، حکاکی لیزری ارقام و حروف با عمق mµ 200 برروی لوله انجام و قابلیت خوانایی و ماندگاری آن پس از مرحله ی ساچمه پاشی و پوشش دهی بررسی گردید. حکاکی لیزری این آزمون را همچون دیگر آزمون ها با موفقیت پشت سر گذاشت. درنهایت لازم به ذکراست که نتایج حاصل از این تحقیق جهت تدوین استاندارد ملی رهگیری دائمی لوله های شرکت ملی گاز ایران(IGS) استفاده خواهدشد. کلمات کلیدی: حکاکی لیزری، لوله های API، طراحی آزمایش کامل، آزمون کشش، آزمون ضربه، آزمون میکروسختی، آزمون خوردگی، ساچمه پاشی، پوشش دهی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی