Thermal Analysis of In-Service Welding Process for Pipeline

الملخص

تم بناء نموذج عددي باستخدام طريقة العناصر المحددة ثلاثية الأبعاد للتنبؤ بقيم درجات  الحرارة مع الزمن على جدار الأنبوب باستخدام برنامج FORTRAN  وكان بناء النموذج العددي يعتمد على مصدر حراري متحرك، مادة متغيرة المواصفات مع درجات الحرارة وانتقال حرارة غير مستقر لمادة متغيرة الطور. كذلك تم دراسة تأثير كل من الحرارة المسلطة ومعدل جريان المائع داخل الأنبوب على معدل التبريد لمنطقة اللحام. تم تصميم وتصنيع وتجهيز متحسسات قياس لدراسة التوزيع الحراري لعملية اللحام أثناء الخدمة حيث اعتبر الهواء هو المائع الذي يجري داخل الأنبوب. ظاهرة الاحتراق خلال الجدار فحصت مختبريا تحت تأثير كل من معدل جريان الهواء، الحرارة المسلطة وعمق العيب الموجود على جدار الأنبوب وقد استنتج إن الظاهرة لا تحدث لنطاق العناصر المدروسة. أظهرت النتائج أن زيادة معدل الجريان من (24 - 30 lpm) تؤدي إلى نقصان معدل تبريد منطقة اللحام بنسبة (11.7 %) وزيادته من (24-60 lpm) تؤدي إلى نقصان وقت تبريد منطقة اللحام بنسبة (41.1 %) دون التأثير على قيمة درجة الحرارة القصوى لسمك جدار أنبوب (6mm). كذلك أظهرت النتائج أن زيادة الحرارة المسلطة  من (1110- 1370 kJ/mm) تؤدي إلى زيادة درجة الحرارة القصوى بنسبة 22.11 %)) و زيادة وقت التبريد بنسبة (25.4 %) وزيادتها من (1110- 1659 kJ/mm) تؤدي إلى زيادة درجة الحرارة القصوى بنسبة (46.86%) و زيادة وقت التبريد بنسبة (50.7 %) لسمك جدار أنبوب (6mm).