32
ISSUE NO. 293 JUNE 2008 FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND COMPONENTS: INDIAN PHWRS

FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

ISSUE NO. 293 JUNE 2008

FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND COMPONENTS: INDIAN PHWRS

Page 2: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

��������������

����������� �� ����������������� ��������

���������� ����������

����������� ����������������������������������

����������� ���������������� ��� �������������������

��������������������������������������������������

��� ��� ���� ����� � ������� ���� � �� ������ ��

!"���������������� �� �������������# ��#$%&'&���(�

)%'��

���"��������������*��+�&�,�-�������������"������� ���

�������������������������!"�������%.�������������

��� ��� ���� ��������� � *�������� �� � ��� � ���������� ��

����������������������� �)%)+� /�*�&0����������

��������� ��������1!+�

*��������������������������������������� �����������

��������.����.������������2����������������������� ��

*���+� �����1.��������#+3'������������������ ����������

������������������������� ������������������ �.

����������������� ���������������������� ��

Page 3: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

1� � � � � � �� � � � � � � ��� � �

��������

���������������� ������������������������������

���������������������

����������������� ������������������������ �

��� �����������������

���� �����!!"""#����#��$#��

�����������������% �������&����'������������ ��

�(������)�'�*+

,���������������'����������&������-�� ��.����� �

� ����������������/,�)'��0-')1**+2����������

��������������(� �����������������&���� ,�3���� �

���������������&����������0������������������1**+

� -����������� ������������������ &���)�1**4 �

Page 4: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

2 � � � � � � �� � � � � � � ��� � �

���������������� �����������������

������������ ���������

����������

������������

������ ����� ������� ����������������������

�� ���� ���������� ����������� ������� ����

����������������������������������������������

������������������ �����������������������

��������������������������������� ������������

�������������������� �������� ���� ����� ���

���� ��� �� ������� ��������� ��������� ����

��������������������!���� ���������"��

�!���#��� ��$"�#%����������������������������

�������� �!��������������� �������������

�������!���� �������� ��"�#��� ������������

�!����������������������������������������"��

�!���#��� ��$"�#%���!���������� ��������������

���������������������� ������� ���!����!�����

��� ���������� ����������� ���&���� �� �������

�������������������������� �������������

'������ ��������������������(���������������

�����������&�������������!�������������������

���������������������������������������������

��� ������ �� �� ��� ���������� ������ �� ��� ��

��������� ����������������! ����������!������

��������� ���������������������� ����������� ��

��� ���������! ����������� ����������� �� ���

�������������������� �!������������ ���������

������������� ���������� ������������������

��������!���� ������������!���������������������

���������������������������������������

�����������

#������������� ����������������������������

������������������������������������� �����!

��������������������������������������������

�������������������������������!�������������������

�� ��������������������� ���!���������������

����������)���� �� ��� �� �������! ���

������������������������������ �!�������������

����� ������� *����� � ������ ���� �� ��+�� ��

�������� ��������������������������� ����

���&������������������!��������������

���������� �� ��� ���� ������� � �� �� ������

��������������������������!�����������������

#��� �������������������������������������

�� ��� ����� �!������������! ��� �� ����+

�������������������������� ��!��������� ������

��������������������������� �����!��������

�������������&������������������������������

���������������+���������������!��������� �

���������������� ����������������������������

,���������������������+�$��������+ �����%����

�!��������� ��������������������������������

����������������������������������������

�������������������

��� ������� "��+ ,����� ,���+ $",,% ����������

�������������������-��.� ���/01�",,��

������������������������������ ���!����"���������#��������$���������������!2�����������3�����,*.�

Page 5: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

3� � � � � � �� � � � � � � ��� � �

������ �! ����������� ����� ������ �� �����!

����������� ���������4����� ���3���������

,���+ $4�3,%� "���� 0 �� �������� �� ��� ��� �

���������!��*�5��������'''���������������!

�������������� ��� ��"����6��7���������������

������������+�����!�������������������

����������� ������������+ �����������������������

�������������������������������#�����������

������������8�).���������������������������

����������������������������!������������������

�!��������� ����������!���������������������

����������"����9��7��������������� ����� �����

����+�������������������� ���������������

��������������������������������������������

����+����������������������������!�������

����������������7��+�������"����6�����������

���",,��7�������������������� ������+����������

������+ ����������

'� ��� ����� ���� �� ����+ ���������� ��� ������

���� ���������������������!��������� �����

������ �� ������ �� ��� ����� ���� ��������� ���

������ �� ������ �������������� �7�������� ���� !

�����!�������"���!���#��� ��$"�#%�����

/61�8����"���������������������������#��� ��

����+3�����.���$#�3.%���� ��������������

���� ������� ������� $��% �� ����� 8���� ,��

$�8,%������������������ ���*��5�:;</91����

*�5�,����� ��8�������=���������������>'

���� ���� ��� #�3. ����� ��� ��� �� �����

������������������������������!��������������

/;1����������������������������������������

�������������� ������+ ���������������������!

��������� ��� ������ ��������� /?1� ���� ����+

������������������������8,����������

��������������!���������������������+ �����

�������������������������������� �����������

���������������� ������������������� ������

����+ ��������� �� ����������������������

�����������������

'���������������.�����������!4����������������

���������������� �������������������������

�������!��������������������� �������!������

���������������� �����������'�������� ������

�������������������������������������������

����7��������������������!��������������!����

����� ��'����8�).��)���� �������������

����������������� ��������7�����������*�5�

�������'>�������������������������*�5��������

'''�*���������7������������������!�8�'"���

'��������������������������������������*��

��������$"�#��#�3.%��������������������

���������������������������*��5��������

*�����������������������������������������

�������������������������

����������������������������������� ����������

���������������� �����������������������

'���� 8�).�� ����� �� ������ ����� �� ������

������������� �������������������������!

������������������+ ����������!���������

�����������������(���������������������������

������ ���� '� ���&������� ���� ��������� ������

�����������������������������������������

��������� �� �������� ��� ������ �� ��������

�����������������(�$����+����%��!������������

������������$�����������%������ �������

���������������������������� ������+ ����������

��� ����!����� ���������� ��� ����+ ���������� ��

����+ ����� ��� ��� ����� ���������� ����

������� ���� ������������ �������� '� ���� @A

�����������6@�����������������������

������� �������������������� ��&�������B

� 3����������� ����!��� ���� ����������

���� ������+ ������������������������

���������� 4��������������"����''�"��+,�����,���+

��� ��������������� �����������������C

��������������������� ������������+ �����

���� ����������� ���������������

Page 6: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

4 � � � � � � �� � � � � � � ��� � �

� ��������������+ �������������!������

$����+����%��������������������������

$���������������%���������������������������

��������������"����''�",,�� *�����������!��#�3.��� ��������������

����������������� �������!��������

����������� ��������������������������������������

�����������������������������������

���������������+�����������������������

#�3.�� �������!���������� ����!����������������

�������������� ���� �� ������ ��� �����

�����������

)� ��7���� ��� ��� ��������� ���� ���! ����

��� ����� ��������� ��� ����� ���� ���� ��

������������������� �!������������������

��������� ����������� �������� ������! ��

� �������������������������������������

�!����������������������������������������

���������������������������� �����������

�����!�.��������������!����������������������

��������������������������������.������� ����

����������������������������!��������

%&'���(����)�������((�

���������

�������������������������������������*999

3��:�����������*;6A)8":�������������

'����8�).���������������������������

�������(��������������������������� ��

����������������*�5��������''/:1���������'''�

)���� ������������������������ ��������

���� ���������>'�����*�5�����*�������

��7������������������!�8�'"����������������

���3����� ����*��)���� $3�*)%����������

�������� ��� ���������� ��� �����������

������5����*��)���� $�5*)%��������������

��������. <A� 6����� ������������3�*)

��� <A0@ 0������������5*)�*��������������

������� ����������������������������������

����������������������������� ����� �

���������� �������� ����������� �� �������

���������������������������������������

���������������!���������/<1�#��� �������

����������������������������������$�����

��������%�*�����������!������������������

������� ��������������������

*�('�����������'���(���+������

#��� ������+ ���������!��������������������

��7�����#�3.�����������������!������������

�����8,���������������������8��������#�3.

������������������������!��������������

�����������������������������������+����.�� �

��4D�������������������������������������

����������������������������� ����������

��� �������������������������������������!��8����

����������������� ������ ����4D�����������

���������������������'��������������������

����!���������������������������������

�'���(���+������

�������������� ������������������������

������!����������������������"���!���#��� ��$"�#%

��#��� ������+3�����.���$#�3.%�����������'�

������ �� ����� ��������������! $����������� ��

���������%���������������$����� �������+ �����

��∆D%������+ ��������������������������

���������������

� "���!���#��� ��B������������������

������ �������� ��������� ���� ������

��������������������������������� �$∆�%

��� ����� ���� A�; �� 9�AE� '� ���� ;A

������������������������������������

���������!����������������������!������� ��

������ ����� ���������� ���� ����

�������������������+�������������������

����������������

Page 7: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

5� � � � � � �� � � � � � � ��� � �

� #��� �� ����+ 3����� .���B ����� ����

������� ���� �� �8, ���������� ���

���������������������������� ������ ��

�������#� �0������������������������

�������������������������8��������*����

?A��������������������������������

����������������������������#�3.B

,�����-�./�0���������1������'���(����$�������'�������'�'��$�)�

*�('������+������

#��� ������+ �����������������������������

��������������� �������������'�����6@�����

����������������������������������������

���������B

�% ����������!������(�B����������!����

�����������������������(�������������

����� ��������� 60F ��� 96; �� ��

�% �������� �!��B �� �� �8,� �����

������������������������������

��� ������ �� ���������� �� ��� #�3.

���������������������������������+

��� �����������,��� ���������������

���������������*��5�������

�% ������ �����B $.G5������ ��� C

5������ ���%B A�0� A�9 �� A�?�

=��!�� ������ �������� ��������� ��

�����������������������+��������

�% ,�����)��B��������������������

����������������������

% ����+��������������B�������������

���������������������(�������������

�� 0A��� 0?�� �� 6A�� ����

60F��� 96;�� �� ;A:�� �����

������������������!�

�% 8����� ����B��������������������

�������������������������$�����%

�% ����������������B��������������������

�� ��� ������������ �����! "� �� �"�

��������������� �������������������

�������������������"�������������������

�� �� �� ��������������� �������� ��

"�������������

Page 8: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

6 � � � � � � �� � � � � � � ��� � �

;A:�������������� �����������������

6AA�,�9AA�,��;AA�,������������!����

����������� ����+�������0?���66��

��6:����������(���������FA������

����� �� 60F �� ����� ������� ��

0?�0�����������������+�����

�% ������ ����� $.G5������ ��� C5������

���%BA�0��A�?�

�% 8������������B������������������

���������������������������������������

�� ���������������� ����� �����

���������

% �������(�������������������B�������� ��

$6�%����������$�C�%��� ����������A�09

��A�;�������������$6�C�%���!�� ����00

��?<��������������������������������

����������������������������!��������� �

�����������������������������������

��#� �0$�%�

�% �������������B'�����������������������

������������������������

������������������������������������������

��#� ��6$�%26$�%�����������#� ��6$�%26$%�

��� ������� �!���� ��� ���� ���� �������� �� ���

��������������������������������������� �����

����� ������!��������� �����������������

�������������������������������������������

�����&��������������� �

����������������������������������������

�������������������������������� ���������

,�����-2./���'�����������������1�������')����$���������(1�������)����������)���

�&�����)� ���1���� ����3

Page 9: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

7� � � � � � �� � � � � � � ��� � �

�������� ����� ���� �������� ��������� ���

�!���� ����� ���7����!���+��� �������� ���

A�?��0�A�(�

0�$�*4�)��,�������-0*,.

�!���������� ��������"�#����������������������

,����-�.�/�����(����������'�1���'�'������

������� �� ��� �������� ���� ��*��5�:A:

������ /@1� ��� �������� $������� ;�?��%

���������� ���� ���;AA��������������

����������������#� �6$�%�����������������

���� ����! ���������� �������� ��� ��������

������ ��� �� �� ���� �� �������� $6@@��%

������������ �� ��� ������������ ��� "�#

������ ��� ���� �� �������� �����������

,����-2.�/�!����)������'�1���'�'������

Page 10: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

8 � � � � � � �� � � � � � � ��� � �

��� ������#� �9�����!������������������������

�� �����������!�7������ $0% ��"�# ������!

�7������$6%�

∆εC6G0AAC��$∆σC6%H$∆σC6+%0C� $0%

∆εC6Gσ�IC�$6�%�Hε

�′$6�%� $6%

)�����∆εC6 ���������������������$E%�∆σC6 ��

�������������������$E%�6��������������������

$����!�������������������������%������������

�!��������������σ�J��#��� ������� ���������������

�J

������ ���������!������������������� ������� ��

���������������� ���������!������������K��� J�

5�������58��

=������������������������7�����������������

������������ �����������0�

5����������� ����!����������������� �������

������������� �� �������� ������������ ���

���������������������������������������6@@��

�� ������� �� ���� ������������ ��� �!����

������� ������������!�����������������������

���������������������������������������������

���������������������������������������������

������������������������������������������

�����������������!���� ��������������� �������

�����������!���� ��������������������������������

�� �������� �� ����������

�����!��������������������

���������"�#��������������

�����������������������

�����������������������

6@@�� ��� ��� ������ ��� ���

��������������������������

������������ ������������ ���

���������������������������

��������������������������

�� �!�������� ����� ��� ������

�������������LA�?E��

,����-�.�/�����(����������'�1����)2�$����

,���� -�.� /� !����)� ���� �'� 1��

�)2�$�����

,����-�.�/�0*,��'���(��

Page 11: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

9� � � � � � �� � � � � � � ��� � �

�����������6@@�� ������ ����� ����������� ��

�������������4!�����������* �� $4�*%�������

D�3�����/F1���������������������������"�#

+�2)���/�+���5�)�����1�1����������5�����������������4�)��������������������5�����������

,���� �/� *�('��������1� 1������� )�1�� 5�� ����)� �������(')������ 1�����11������������� ������ ��('��������

,�����/�*�('��������1�0*,����5���1��!����"����1��(

�&'���(��������!�6%�1���*76������)

�����������������������*�5��������''��

,�������8�������=����������� ����� ��������

'������������������6����������6A��

���������!����������������������������

��������������*�5���� ����� ���������+������

������������������������������������������

#� � ;� '� �� ������� ������������ ���� �� �����

�������������������� �����!*�5��������''��

,�������8�������=������������ 5�������

,�������*���3�"��$���8���/� �'���(��� +����

8���)��

��� #�3. ������� ������������� ������� ��

���������������+ �������������������#�3.��

����� ���� ��� 8���� "�� ���� ��B

�C�G�$∆D%�������∆DG ∆σ√$π�%# �����

���#�3.����������4����������������M�J������+

�����# �� ������!������$����������������

�������(�%�*���������������������������������

������� �� �������� ��� ������ �� ��������

����������������������������������������������

����+����������������������������������!�������

������� �� ����� ���������� ��� ������� �� ���

�������� ���� ������

%11�����1��������8���������+4'���1��'���(��

������� ������+ ������������������� �������

��� ������ ������ �� ��� ��� *��5 ������

�:;< /91 ���� �8, ���� ����������������

���� ��� ���� ���� ��������� ��� ������ �� .

�� ����� �� #� �� ? �� :� ��� ����������

Page 12: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

10 � � � � � � �� � � � � � � ��� � �

���C������������ �����8,���������

#� � :� ����� ��������� ���� ������� ����

;AA�������������������#� ����������������

���� ����∆D��C������������������������

���������������������������������!������ ����������

�����. ���������������������������!������������

����+������������������� ���������������������

����������'�������������������C�������∆D

����������������!��������������8,��������

������

���������������60F���96;����;A:���

������������������������������(������������

�������������+��������������������!��������

���������������+����������������#�3.�����������

����������#� �<�'���������������������

�� ����������������������#�3.�������!�

��������� ������� ���� ����� �� ������

���� ������� ��� ���� #�3. ���������� ��

�������#� �@�����������������������������

������� �� ��� ����� ����������� ��� ���

������#�3.������� ���������!�������� �����������

,����9/�*�('��������1�,*"8����5��������11������������

���������2�������������*+��'���(���

,���� �/� *�('������� �1� ��:�;� 1��� *+� ���� +��

�'���(���

,����</�*�('��������1�,*"8����5��� 1����'���(���

�1���11����������3�����(��������1��(�5��������� ��

�1�'�'��

,���� �/� � *�('������� �1� ,*"8� ���5��� 1��� +��

�'���(����(��������1��(�'�'�������)2�$

%11�����1�+���3�����������������,��(

�8,�����������������������������(��������

Page 13: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

11� � � � � � �� � � � � � � ��� � �

%11�����1�;�����=�����������$����8��'���������'�

%&��������!&��

�� ���������������� ���� ���;AA�������

�������������������������������������������!

"� �� �"� '� �" ������������ ��� ����� �� ��

��� �������������������������������������������

��"���������������������������������������������

�������������#� �F�������������������� ��������

�����������#�3.���������������������������������

����������������������������������

,���� /� *�('������� �1� ,*"8� ���5��� 1��

�'���(���������������11�������������������$���

���'�������'�'���&��

,��� � /� *�('������� �1� ,*"8� ���5��� 1���'���(����(��������1��(�'�'������'�'��$�)�

,������/�*�('��������1�,*"8����5���1���+���'���(����1��(���11�������� ����1�'�'��$�)��

%11�����1����������>�)��

�8,����������������������������������(����

���������������������������������������

���������������������������������$����%��

���������;A:�������������������������

����� �� #� � 0A� #�3. ������ ������� ��� �8,

������������������������������������60F�

96;��;A:�������������������������

#� �00�������������#�3.���������������

�������������� �8,�������������������

#� �06�#� ��0A��06 ������� ���� ����� ����

�� ������������������������������������

����������(����������,�����/�*�('��������1�,*"8����5����1�2�������$�)��������+����'���(��

Page 14: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

12 � � � � � � �� � � � � � � ��� � �

��((��4��1������'���(����������

������������������������������������� �����

��������� ���#�3. ������� ���������!��������!

�������� �!�� $�� �� �8,%� �������� ����+�����

����������$�����������������������%�����

�����������������������������������������

������������������!�� ���������������. �������

*�('������+����8���)��

��� ����� ��� �� ����!�� ��� ��� ���� �� �����

�� ���������� $���� ��� ���� �� �����%�

��� �� ������� ��� ���� �� ����+ ����� ����

�������� ���� ��������� $�� �� �8,% ��

���������������������������������������������

*������������������� ����������������������

��� ������� �� ��� ������� ��������5�����

�������� �������������������������������

���������� �����������������������!A�0���

������������������������������ ���������

�����������������������������

�����������!����������� ��������������� ��

�����������������������������+��������������

������������� �!�������������������������+

�������������������������+�������������

����������������*��������� 8���������������

4���������$*�84%������7��������������������

���������������������A�0�������������

����������������+����������������!�������������

�����+ �������A�0���'�������������+����������

�������!������������������+ �������A�?

����������������������� ���������������

���!����������+��������������� ������+ �������

����� ����!����� ������ ��� ������� �� ���

�������� ���������

!��)4����)�%���(������1�������3�����������

'����� �������� ������������!���� ������+

����������������������������������������

���������������� ������������������D �����

$�����D�������������������+����� ��������������%

�����������������J�.�����������+�������������!

����������������!���� �������������������

��* 0:� ������� �� .�� 5. ��� /061� �����

����������������������!�����������������������

�������������,�����!���������������������

�������B

'�������������������������������������64�!���

#��������������� ������������������

��������� �∆σA�����������������������������

��������������������� �∆σ������������$+����

�����������������������%���������������������

���������! ������� �� ������� $���� �� �� ���

0F:<%/0A1�

∆σ��G/∆DC√$6π�%1�$0�AHρC6�% $9%

�������GHρC6$ρG0AAµ�������������

������G<Aµ�%�

∆D$��������������!��������� �%G∆σA √$π�%� #3N

#��8���

∆DG$∆σ��5

�H∆σ

��5

�%√π��#

3N#�������

∆σ���5���������������� ��5

�������������������

����������� ������∆σ� �� ,���� �������5

� ��

���������� ������ ��� ����� �������

�G ���� �� ��� ������ #3G3������! ������

$*0:�0FF?%$�����������!�����������������

���������������!�������%�

*����������������∆σ����������������� �����

���������������� �����������������!�7������

$;%� ����� ������������! ��+�� ���� �������

������������� ����������������������������������

��� �

∆ε��G$∆σ��C�%�/6$0Hµ%C91 $;%

�����µ�����8������J������GA�9

Page 15: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

13� � � � � � �� � � � � � � ��� � �

������������������������������ ���+�����������

���������!����������+������������������������

��� "�# ������ ���� �������� �� ������� �� ����

����������!#�����* 0:�*��������.�� 5.

����8���������������!������7�����������+

������������� �����������:�������������������

�������� ����+ ���������� ���� �� ������ ��

A�0��������+ ������

���������������������������������!���������+

������������������ �����������6���������� �������

�� ���������� ������! ����� ��� ���� �����������

�����4���������������������������������!�����

���������!�����������������������������

������������� ������+�����������'��������������

����+������� �!�����������������������������

��������������������������+�������������������

�������$%���������������'�������!���������������

����������������� ������(�������������������

������������������������������������������

�����������������������������������������

�����64���������������!�������������������

������������!�����������������

,������� *���3�"��$��� ��� *�('�����/� +���

8���)��

������� ������+ �������������������������

�����������������������������+ ���������

������������������������"����''��7����������

",,�����������*�����������������������������

����������������������������������������

������������������������������������������������

��(��������������������������������!�������

����������������������������������������������

���������

*�('������� �1� ,*"8� 2��$���� '�'��� ���

�'���(���-*+����+��.

#�3.����������������������������������

����+ ��� �� ������ ������ �� �!���� ������

������ ��� ��� ���� �� ���� �������� ���� ����������� ������� � � � ���� ���������

Page 16: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

14 � � � � � � �� � � � � � � ��� � �

����������� �����������������������!��������� �

����������������������������� ���������������

����+ ��� ���� ��� ������! ������ /091� #�3.

������ �������� ��� 60F ��� 96; �� ��

;A:�����������������������������#� ��09

��0:��������������������+ �����������������

����������8,��������������*�5������/;1���

�������#� ��09�0?��0:�������������������

����+ ����� ����� �������� ���� ��� ��� ∆D�

�������+ ��������� �����!*�5����� ����'����

�������������������������+ ��������� ������

*�5����� ��������������������������

#�����������������������������������������

�������#�3.�������������������8,����������

�������� ���������!���������������������#�3.�����

���������������������������*�5��������>'

������������������������������������������������

����������������8�������������� ������������

8������������� ������*�5���������������������

%11�����1�����������������,*"8����'�'��

'� ��� �������� �������� ������ �� ������ ����� ��

#�3. ��� ���� ���� �� ��� ���� �� ���

������� �� ��� ����� �� �� �� �8, ���������

'������ ������������������������������#�3.����

,������/�*�('��������1�,*"8����5���1���'�'�

����+����'���(��

,������/�*�('��������1�,*"8����5���1���'�'�

1�����11�������������������

,�����9/�*�('��������1� ,*"8����5��� 1���'�'�

�1�� ((����������(���������+����'���(��

,���� ��/�*�('��������1� ,*"8� ���5��� 1���'�'�

-� ��((.����������(���������+���1���2�������

$�)�.

Page 17: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

15� � � � � � �� � � � � � � ��� � �

������������������������������������#� �

0;������� ���������������#�3.������!�������

�!�������������8������ �������������������������

������������������������������������

!�'�����������5�)�������$��������3����$������'�'�

4���� ����������������+��� ��$���������������

��������%������+����$����+������������%����

���������������������� �!�����,���������

�������������������+�����������$6�C�%��������+

�����������+���������������������#� �0<���

9AA�,��;AA�,������'��������������������

�������������������������������������� ���

;��?���������������� ������=����������6�C�

������ �C� ���������� �� ����� �� #� � 0<� ������!

�� ��� ������������+ �������������!���������

��������������������������������������������

���! ��������� ���� ��� ����� �� ���� ��

"���� 6 ",, ��7����������

����+�������������������� �������+��� ��

���� *�84��������������������������!���������+

������������������� *�84���������������

�����������������#� ��0@��0F�����������!�

!��)4����)�%���(������1���,*"8������('�����

'�������������������������!������7��������

����+�� �������� �����+�������������+�����������

����!���������������������������������������

8��������'���������!���#�3.����������������

��������8,������������������������������

����!�����������������������!��� �����/001�

������������ �� ����!����� ������� $����� ��

#� ��60 66����������#� �69��������%�������+

����� �� ��� ����+���� �������� ���� ����

������������� ��� ����������������������

�C�G A�@� #� � 9 ����� ��� ����+ ����� ���

������������������������������ �����

������ ������������������ ����� ������

,�����</����������������'����������$��������3����$��

�������3��������������

,������/�*���3����'��(��������������!*�?�2����

������(���

,���� �/� +4'���)� 1������� 1�������� ���1����1�'�'��-�&�.

��������� ������ ������ ������ ��� ����+����

$��������� ����� ������� ����������� ���

����� �������%� ���� ������ ������� ���� ��

Page 18: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

16 � � � � � � �� � � � � � � ��� � �

�������� ��������������!��������� ������������

�����������������������������+ ������������

����������������+ �����������+�������������

��������������������������!�������������������

����������������������������� ������+ �����

����� �� ������� �� ��� ������� ������ !����

�����������!��������

*���)������

������!��������������� �������������������

�������������������� ���������������'����

8�).��'�������������������� �����������������

���������������������������������������!���

���������(����������

0� "���!������� ����������������� ���$������%

����������������������������6@@��

��������������� ������������� ���������

��� ������������������������������#��� ��

����� ��$����%��������*9993��:��������

������������ �����!*�5��������''��,�����

��8�������=������������ 5�������

6� #�3.�����������������������������

������(�������������� ��������#�3.������

����������������������������������

�������������������������������������

��.�

,���� /�6�&�(�(�����3���'��� 5����(2����1�4�)���1�����11������������)�����3���'����-�

�.����

8@ ��

,���� �/�6�&�(�(�����3���'��� 5����(2����1

�4�)���1�����11������������)�����3���'���-��.����

8@ �9

,���� /� *�('������� �1� �&'���(����)� ���

���)4����)� ����3����$��� 1���'�'����1���11�����

���������(�����

,�����/�*�('��������1��&'���(����)��������)4����)

����3����$���1������$������3��)2�$

Page 19: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

17� � � � � � �� � � � � � � ��� � �

9� #�3. 8���� ��� ��������� ������� ��� ���

��������������������������������

����������������������������!�������

����������������������8�����������������

������� �����!�� �������8,���������

�������������

;� ���������!���� ������+ ���������������

����������������!�����!�����������

������������ ����� ������������ ��������

������������������

?� ��� ��� �� ��� ���� �� ����+ ����� �����

���� �� *�5� ������� >' ���� ������

��������������������

:� ������������ ������� ���� ������� ����

�� ����������� �������������� �����"����6

",, ��7���������� ��� ������ �� �!����

��7����������������� ����������������

������������!�� �����������������������

'����8�).��

<� �������+ �����������$����+����%��������

�� �� ���������! ���� ���� ���� �� ��� ��

$���������������%��������������������������

�������������",,�

8�1�������

0� -��.��0F@A�.�������-��.������ ������

����������=���9��-.�30A:0�)����� ����

6� ���!�#������O#��� ����� ������+ �����

���������������P��������2�����0FF<�

��9@0�

9� *��5O�����������������������������

������ ������+ ���������P�*��������+��

*��5�������=���A9�A0��:;< F9�0FF?��

?:F ?F:�

;� *�5�� O.���� ��� '� ������� '��������� ��

������� 8���� 8���� ����������P� *�5�

,�������8�������=����������������>'�

0F@F����K��+�

?� ���!��#��"���8��O#��� ������+ ���������� �

��������������������������������P��������

��������� �������������������=���0A:�

0F@;���6?? 6:A�

:� *�5�O.����������������������������8����

8��������������P*�5�,�������8�������

=����������������''�0FF6����K��+�

<� ��� �8�D�����������!�!Q��D������������

����������.�� �����=�.��O�����������������

���������� ������������ 8�� �!���������

����������8�).P� ����������������������

������� ��������������<?�0FF@�6<0

6@A�

@� *��5�O������������������"���!���

#��� ��P*��������+��*��5�������=���

A9�A0�:A: F9�0FF?�

F� ������D�3��3������=��.��D�,����5�����

��"�� D����������� O������ ��������� "�#

�����������* 9993��:����� �������������

��� ���6F@ :<9DP����������������������

������� ���������������@;�6AA;���F<9

F@0�

0A� ���� ��5�8����8����O������������7�������

������������+�������������������������������

����+�� P� ������������� ������������������

=���9�09:<���6;< 6?6�

00� ��� �8�D��=�(�D�D��,�����=��D�����������

3�����8��5����!4���.O����+������������

��������������������������������!����+�

����������!�������������������� P�

����������������������������� ��������

������@A�'����F�6AA9���:6F :;A�

06� .�� 5.�3��������������������������+

����������+����!����*�����������.��

5. ��� $���� ���� 4������� 90%� *0:B

0FF?�

09� *������� 8�� ,�� ��� 5�� ,���+��� ,��

4������ "�� ������� #�� ������� #�� '�� O*

����������������!����������������������

��������+� ������+P��*RC#�- .�����F:C

A@�0FF:��*RD������"�������+�����

Page 20: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

18 � � � � � � �� � � � � � � ��� � �

������������������������

����������������������

������������

���5��������3�����,*.��� ���(����������������

���+������M�!�� �����������������5�����

��5A@J��#������!0@ 6A�6AA@��5���� �������

������������ �������������*�����+���� ���5������

4�� *� D� ����� 4��������5�������� 3����� ,*.�

����������������������������������������

�����������!�����������������������������

��������� �� ��� ����������� ��� �������

4����,����&���4��������,*.������������� ��

�����+�� ���� �������+�������O��������������

γ �� δ �!���� �� ������� �� ��������

��������������SP�4��.������ ������������5A@

��������������������+��

�!�� ���������������$��%������������!����

��������� ��������������!��������!�� ���

����������������!�� ����!�� �������� ������

���������!���������������� '��������!���

������ �������������������������������!���

������������������!�����������������������

�����������������!�����������!�� ��������

�������������������������������� !�����

������������������������������������������!�

������������������� ��������������!�� ��

$���������!��� ���!��������� �������� ��

����������������������%���������������������������

�!�� ����������������

�����������������������������!����������������

����� ����������������������������� ����������

��������� �������!�������������������������� ����

���������� ������ � ������������� �� ��������

��������������������������������������������

������������� ����������!(�����������

����� ���������� ��� ��&������ �� �� ������!

��������������������������������������������!

���������������������+���� �����������������

���������� �� ���� ��������� �� �� �������

�����������

*���� 6AA ������������ ����5A@ �������� ��

���������������������������������� ���������5A@

�����������������������!���������������

���������'�����������������������!��������������!

��� ������ ���+� �� �������� ���������� ����

�����������������������������������������������

��������������������� �����5A@�

��5 A@ ���� ������ �� ����������! �� ���

������������������������� ���(������������,�����

*�����.���������������������8���������������

��'���"�������������#�����������'����3����

���������*�����.����������������5������� ����

"��������!�������������3��������5���,�����

5����-��������!$�����%�588��������� $�����%�

D�����*��������� !.�������'��������$�����D����%�

5������� ������� 8�!���� '��������$.�����%����

8�������� -��������!$.�����%��������+��������

������

��� �������� ���������� �� �����������

����������4�����������*��������� !������

,��� �� .������� ��������� ���������5������

,����� *����� .������� ������� 5������

*��������� !.� ������!,����5��������������

#������������!���������������5A@�

Page 21: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

19� � � � � � �� � � � � � � ��� � �

� ���������������� ���������� ��

�� ��������������������� �����

�������������������������

*4���������5�������������*���!�����������7���

�� ����� *����������� $45 �"*��� 6AA@%���

�� ���(��!���'����������!����������*���!�����

��������!$'��*�%����������!�5������D���������

#������!6? 6@�6AA@�����������������������

���������(��������������������������������������

���������������������������������������

�������������!�����������7����������������������

�� �������� ������ ���������� ���� �������

#������!6?�6AA@�!8����=�=��� �����4��������

.�����������!��'������3�����,*.�������+�

��������������������������������������!�����

��������������� ����������������!������

�������! ������� ��� ���� ������ ���������

����������������������+��������������������

���������������������������'��*�����������

��� ��������� ������������ �� ���������������!�

�����������!�����!������������������8������D�* ������

8��������'��*������������� ���(�� ���������

������#�����������!4��������,*.��������

������ ������������������������������������

'��*� ����� ��� ��������� ��������� 6AA9�5��

��3������������������� ���(�� ��������������

#�����������!4��������,*.� ���������������!

���������������������������������������

���������������������!�������������� ���

�����4�� $5��% Q�!����� D����� ���������� '��*�

������������������+��

*����:A������������������� @������������+���

����������� �� ���� �������������� ���������

0?'��������+��<�����������������6@����������

������ $�������� �� �������% �� ; .�������

���1�����������'�)��?���������8*A��"���'���!8*������������������?67%0!;+%7

��� ,��(� )�1�/�?��� -6��.� �������(���� +���������� ��%!*�� ���1�� �����!����$�)�

�������������%!*��*����(����?67%0!;+%7 ��A�#�����,��)�*��(����4�?�5�������!8*��6���;�"�'���������������4�� ��%!*�����*��5������?67%0!;+%7 ��

Page 22: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

20 � � � � � � �� � � � � � � ��� � �

��������J��������������������������� ���

����� *�� ��� ������������� ���� ����� ����

00������������������'���������+���������������

������ 8���� D��� D������ $*������%�

8����Q�����"��� $�����%�8����D����=!����$�(���

.�������%� 8���� )��� �� D��� $3�����!%�

8���� �� 5���8��+ $D����%� 8����������� ���

$��� �����%�8����'���+����+�$�����*�����%��8����

������3������$����(�����%��������+�������'���

������8����.���3�!��$''��.���+��%��4���������

8������$-��������!��8���%�5��D�*�=��+������

$'3�*.� D����++��%� 4�� .� ���������� $���.'�

D����+��% ��4������ ������ $#�4� ,*.�%� ���

��������������������������������������+�������

��� ���� �� ���������������! ������ �������� ����

����������� ����� ��7���� ���! ������� �� ��

�7���������� ������ ���������������������������

����� ���������� ����� ���������� �������

���������������! �� �������� �����������!�

,����� ����� ����� ���� ���������������� ��

������������ ������������ �� ������ ����� ����!

���������N������������4�8���488�� ����N������

��������������������!���������!���� ��������

���� �������������������!N���������������

���������������������� ������������ ��

���������������!����7�� ��7�������������

4���� ������������!��������������������� ����

���� ������ �� ��� ����� ����������� ����� ���

�������������� ����� ��� ���� �������� �����

������������ ���� ��� �� � 7�����! �� ���������

��������������������������� �������������

��������5������������������������������� ����

��������������������������������������8������D�

* ���������������45�"*��� 6AA@�����+����

������ ��������'����������������������

��������� ��� ����� +��� �������� ���� ���

�������������'������������������+�,.��$4*�%�

��'.� 4.4� �� ��� '������������ ������! ��

���������������!$'��%����� ��������� ��������

"���'�'�������'���1���5������'��3������������������ ����

,����� ��$� -,��(� )�1�� ��� �����./� ���1��>�)1��������(� -"��(��4.�� ���1�� ����� ��)����-!������.�����1�������!����$�)� -*����(����?67%0!;+%7 ������������� ��%!*�A�#����

,��)�*��(����4�?�5�����.�����1�����������'�)� -?���������8*A��"���'���!8*.�����1��8�;�

"�4�)�-��+�8���3��.�� ����1����76�������3�-�����.�����1�������#�+��0�����-*�����.��6��;�"�'������ -*��5������?67%0!;+%7 ��A���������4� ��%!*.

������������������$�-)�1����������./�?���#��������(��-�!8*.�����1������)��4�����-* ���

8�'�2)��.�����1�������4�*�3��$�3��-������!1����.��?��������������#���(�-B��5���1�����.����1��#�2����"����)�� -�$�� ��)���.

Page 23: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

21� � � � � � �� � � � � � � ��� � �

���������������� ���������

�� ��������� ������

*�����.����������� 0AAAA�������� ������!

4����,����&���4�������,*.���*����6�6AA@��

�45�,*.�������������!���������������!�������

����� ��� ����� ����������� �������5�������

5������ $�55% �� ����� ���! �������� �������

�������� �!�������� �� �45� �� ����!�� ���

���������������������������������!���������

���������������������������� �������9?A��

����������������0?AA����� �����������

��� �����7������ �� �������� ���������������

���������!������������������������������.���

�������! ����� � $�% ����������� �� ��� ���! ������!

����������������������6AT �������� �� ����

������� ��������$�%������!��������������

������?AE.��*�����0A�AAA�����.����������!

����(�00�������<������������������������

�������� �����������������������������������

�!���������*2��4��5���������8��&�����������

$��4%�'���������������.����������!����������

��� ���������������+�������������������������

���������������8*�������������������������

5��=� D�5�����4�������� .832��3�5��5��&��

��� ��*4�45*3��5��"�5�3����!���*4�,�4

3���� ���� ��� ��������� *��� ������

5�� .� "� ������������45N5���� ��3������

������4N5��*�D���� �������8��&����� ������

��4N5��5���=�&�!��������������8��&�������4N

5����D�D�������5���������4��� ����4N5��*�

��8������������� ����� �� ���� �5������ !"����

�45N5��.�D�3���������� �������45������

����������C�'�����45����� �����������������

�� �45 �� ��4���� ���� �������� ���� ���

���� ��������

5��.�"�������������45�������4�������,*.�

�� �������� �� ��� ��� ������� �������������� C

���������� ����������.������������������

�������������������������� �������5�������

5�����������������������������������!�����

����� �� ��� ����� .��� �� ���� �� ���

��������������������������������&������������

�����.����4��,����&���������������������� ��

�������������!�����������7�����,*.��

?�����������C����?����������!8*������������������*)����8��(����*?6

Page 24: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

22 � � � � � � �� � � � � � � ��� � �

������������������������

�������� �������������

���4*� ,.��'�������������!����������������

��������� 6AA@$'���6AA@%��������5������

���� Q�����!0? 0@�6AA@�����!�������������

�������������������������������� ����������

������������ �� 8�!����� ��������!� ,���� ! ��

5����������������5�������6AA����������������

0? ��������� ������ ������� ������ �� �������

��������� ������������������������*���������

������#������3�����!�Q�����.������������

����(������-D��-�*�

4� ��������������� ��������������������������

�������!��'���� ����������������������������

������������������4��*���D�+�+������������

*��������� !��������������������!�4���������

��*��������� !�3�����������'�������� �����

����!��������4�����+����,����&���4��������,*.��

������ ���� ��� ���� ���� �������� ��4��3�

=��+���������#�����=��� ������������������!����

-��������!�����������3�����4��=���������4��������

8�!����3�����,*.���4��������.�&�.������

!�������������������1��(�)�1�����������/�?�����������C����?����������!8*��?���"�����3�����(���*���1�"�����

?���!����3��3����*����(����!%*�������������4��?�'����1�!��(���%����4��?�����*���������?�����������4����

"�'������?��������88*!+�� ��������?�����0��*��')����#�������)�����������4�����?�5��

Page 25: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

23� � � � � � �� � � � � � � ��� � �

!�����'�'�������'���1�����'������'����

������ ��� *����� �������� !� '����� ���

����������!�����+����������!��������4��Q�=�

K�+���� *�������� 4������� $�%� 8�!���� 3�����

������������������������4����"�������������

���� ����� 8�!����4�������������� ��� ���� ��

����+��

���������;@���������+�����������;A���+�����

��������!��� ���������.�"�*�"�"*�"�-��4�

�'�������+.����� '�'�� 8�'� '""�"",��5'�#.56�

#UQ�#UD�Q'�.�=������������� ���)�����+�Q*�*�

Q 8*.���*�����������+�������������������

��� ������������ ���������� �� ������ ��������

������������� ������������ �����!�������!�� ��

�����������!�������������������������� �� ��

��������� � ������������! �� ����� �������������

8������ �!�� � ����������� ������� ������ ��

�������� ���� �������� ��������� ���� FA

�������������������������������8������������

������������� ��������������������������� �

����!��������������!�����!,.�������

�� ���(������������������'*�*�������+�����

�������������������������������������+�!�-�&�

,�����������������������������������������

���������������3�����������*�����+���� ���

5������

.���������� ������������������������������

������������������(������������#������!����������

,���.���������,*.��� �����!����������������

���&������������������������������ ����-3�

4*� ��.�'�����������������#������!�������

����������! ��� �! ,*.� ��� ����� �������� ��

������� 5����� �������� ���� '������������

�!����������������������� ��������������������

���� ���������������������������������������

��� �� ������� ������� �� ��� �������� ��

����������������������,*.��'��������������������

�����������������������������������������������

����������������������������������������������

�������������������������������������*���

����������������������� *�����������

'������������ ��������������� ������������

'������������ �!������� ����� �� ��� ���� ��

����!�����!������'����

Page 26: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

24 � � � � � � �� � � � � � � ��� � �

� ������������ ���������

��� ������� ������

���'��8.� ���������� ���5�����8�!���� 6AA<

����� ���(��!���.����� ����8�!����2*�����!

4�������������������!2�����������3�����,*.�

����2�.�,����� �*�����+���� ���5���������

�������� 06 69� 6AA<� ��� ��&������ �� ����

������������������ �����������������������

+����� ����+�����7���������������!��������

��������+�����������������������������������

������������������������������������� �������(�

������ ��� �� �� ����� �� �������� ������!

�������������*��������'���������������������

�����������8�!����$'��8%������������ ���5�����

8�!����$�58%����!���������!����������������

��������'���!�����0F@6����������������������

��!������������������� �������������������������

'��8 ����� � �� 5����� 8�!���� �� ���(�

������'���!�

�����������+���������� ��������������8�!����

���������� !��5�����'�� �� ����������

���+ �� ���8�!���� ���������� !��.�������

������!�8����8���!����������������8�������������!

-��������!�-�*��4����4�������������������������

$�%�.82*4�,*.��5������������������������

����������� ��������������������� �������!������

���������������������� ������������� 8�����

��������������� $8����8����%���4.�5���

����������� ������������������������������

��������������������������������������������

������ �� �������� ���������� �� ����������

!�� ���� ������������/� =�� ���� ����� -1��(� )�1�� ��� �����./� ���1�� ����4� �'��$)��� B�!�

6��������������#�����8�A!?��?���-6�.���!��?�����$��?���������+6*�����6���#��������$����?���������#�A%"���!8*

Page 27: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

25� � � � � � �� � � � � � � ��� � �

��� ����������� ����'��������������������

������������������������������ ������������

�������������������������������������

������� ���������������������������� �����:<

������� 0: ���� ����� $,�� ������ ������

'�������� '���������� 8����������� ��� "��+� ��

=������%�*��� ?0'�����������������9:��������

����������������������������!�����0?��������

��������4����������,*.��*�.,���5�������!

�� ��������!�������������� ?����-�*��69

��������������������������'���������������������

�������������������������

�������� �������������������!���*���

����� '������������������ ��������������8�!����

$'��8%���������'���!�����,*.��5������'����

*�������*������������8�!���������5������$**85%

�����*������������5�����8�!��������� '���

$*58'% �� �������� ��� ����� �� ��� ,��� ��

.������������������������$,.��%�5�������

��������� ������������������������!�����������

���7������������������������������������

����� �����*58'������ ���������������� ��������

��������� �� ��� ����� � ������������� �� ���

������������������!�������**85�����������

��������������������������������������

����������������!�������� ��������� �� ��

�����������!�*�����������������������������

����� ���������������4�������� ������!����������

*���������$4��*%�����**85������������

���������������������� ���=������"�����!�����

��������������������������������� ������������ �

���������������������������������������������

���������������������������**85������������

**85*�����5����� ����������������������

������������� ����������������������!����

�! ��� **85 �� �� �� �� ���� �� ��� ����� �

������������� ������� �������� #�������� $��#%

������������ �������+� ��� �������� ���

����������������������������������������*�������

������������������������������������������

��������������*����������+��������������

�������������������������!����������������!

�� ����� �� 7�����! �� 7������! �� ������������

���������� �������� ��

,���)�4�����'������'������1��*+��8������)�*�))�������6�����)���4����7 <

Page 28: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

26 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �

������������ ��

���� ����� ���� �� ������� ���� ���� ������� ����� ����� ���� ���� ����������������� ���� �!���"����#�� �"$��#��� $��$��� �% ������� �!�����&��!��� �"���'���(�)���������*��!�#�% �����+��,������-�!���% ��./0�12��.334����5 �6% �!�$��$����% ��������!�����&��!��(�) ������+��,����(��������-�������������������� 21��7� ���8��% 0#���9: �� ����� ����,��� ��� ��� ����5 ����� ����&�� ��;�� ��(�% 8��-�,� ���� �����!�� ����-�<�#�� ��� +� �� �������� ���� �!= � ��-��*�� =>� �?�����,�� � �@!= ��!�� ��#�"� 8�% �� �% ��8�,� �@!�� � >���� � A��B��,�� !���� 5� C ��!������ ����&�0�;�� �"������� �% !��� �% � ��D������ �E��!�� �"���� �% !��� C� ���

����#�������"�����0�;���"5 �!��������#����F

�� � �������� � ��� �������� ����� �� ������� ����

��������������������� ��������������������������

�� � ������ � ������������� ������ ���� �� ��� ��� �

����� �� !" ����# � $��������� ���#� ���%�

������ �������& �� ������ ��������������#��������

" � ����� ������� � �����' �� ���(�� ����� ��� �

������ � �� ������� �)*����������+����,�,

-�������� �������� �� ���� ��+�� � ��� % �� �

.����/0,*)��/112�����%���� �� ���� �� � �� �

�� ����������� ������ �3�����%���+���� ���� ������

����� ����� ���� �� ������ !��� ��9�,

2G/1���(�����������H�����I� �������

� ! � � � � � � � J � % � � " � � � � � � � � � F

�����8����� ��9�,� 2G/K� ��(� $��$��

� % � � � � � � � � ! � � � � � & � � ! � � ( � ) � � �

�������� ���� �!���"����#�� �"$��#�� ��(

��5 ������� �"���� ��F� ��+����� ���

-� �!����L��!����(�@�E�% ��������� ���

� � � � � % � � = � � � � � � � � � � � � � � � � � �

���;��������� ��E��� �!���"����#�� ����,

��(� ������� % C� F� ���� “�������� ���� �!�� �5 � �� = �� ��BA�� ��� ����� �

�+�C� �����% ��!���5 ��!����8���%� �� =��-�<��!��A��B% �#�"�M�= ����B� % ��"��� �*��!�” � % � � � � � � � , � N � � � � � % � � � � � � � � � O � � � � ! � � � � � & � � ! � � � � � � , � E � � F

����������������

�!C ��!��� �"$��#�� ��� P�% �� �������-���� +��Q&�� �% ������ �&����!��� 5 �% ���

�!�����% ��� ���;���������� �� �RS� � ��% ��C !�� �&����!��� &�% ��� �� ����

$�����#���� -� �� ������% �� ���+��&�� ����� T�� �� ���� �!�� �!��� ��� ��� -� �

&��% �� ��� �&����!�� -�6���� ��,� -� �� ���L��!�� �!�����&��!��(� ��(� $��#�

� ����� C6 F

��������������������� � �����������#������������

�� ����� ����+� ��� )40*� ���� &��� �� �� � ������

������������� ���������5�"3����)406������ ��� ���

����% �������� ����� ��� �������������������

�������������� ���������%� ������� ������+�����#+��7

����3�� ����� ���#����������$�83"�����!������ ����

�� ����+�������������% ������������ �������� ��9��

����#������� ������ �����(��7 ��������������� ������

�% ������+�����#�������� ���#������������� ��%+

�� � ��������� ���� ��� ��� � ��# � ���� ��� ��� �

�������# � ��� ������ �� ����������������� ��

����� ���� �� #������� �� ��� ����� ������� ���

��� ������� ���������� ��

� � � � � � � � � � � � � � � U V � � � � � � � ! � �

� � 9 � , � 2 G G 4 � � � ( � M � � � � � ! � � � �

���H�����I� ���� ���� ����������� ��

�= #�"�� �"���� ��F� �!C �(!��� 2GGG� ��(

$��$����% ��������!�����&��!����"���'���

( � ) � � � � � � ! � � � � � � � � � � " � � � � � % � �

�������� ���� �!���"����#�� �"$��#�� ��(

� ! � � � � � & � � ! � � � � � � , � � � % � $ � � � � � � � F

���O����W������������� �����!���"����#������

-� �0X�����������������'��;����(�$��0% �����!���% �������% �% C��CY F����

���+����% �!�������% ����-�!���������O�����C ����#��J��,�CY ���E������!��

����$���������,�N�����% ��������% �������% ����-�!����(���(�$�������#�5 �!�

�5 ����C6 F�����% �,9� ?������;�����(���������8��% �0�#����9: ���(���(���,��"����!�

�!������������(�CY F��!�������8�����'��;����(�$��0���L��!���"���UV���-� ����

���������������� ����������������� ������������������������� ���

Page 29: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

27� � � � � � � � � � � � � � � � � � � �

���&����������&������������9�L�������E�������!��%� #�0���L��!�����M�����#������"�D������-� ����(����9��*�������!���������!�����!��������������$��� ������ �� C�6 F

���� ��� ����� ��� � � �� �� ���� ������ � #�

����:���������� ����+����)442��7 �#����� �����

5�"3� �������#� ������� ��� )444� ���� ����� �

���� � � ����� ��� �� ��� ������ � ������������

���������7 ����������#�����+������ ���������������

������ �� ���� # ��� ����+� ��� �� � �� ��� ������ �

� ���� �� � � ��� ���� 7 � ��� �� � ���������

3����%������� ���� �� 5"'�� ���& ��� ���� ���� ����

������%� ��������������$�83"������"3�����& ����

7 ����� ���% ������%���������� ��� ��� ���������

&������� ���� �+������ 8� ���� � �� �� ��� ���

�� �����; ��� ������� ���#�� ������ ����������

�<����� �������� � ��� ������� ����< �����

��� ��� ��� ��=��� ����� ��� ������

��� ��� ���#� ���� �������#����+� �� � ���� ������

������ � ���

= �B�� ���� ���������� �&��'��� -� �� � � � � � & � ! � � � � � � � � � � � � � $ � � # � ��������� ���� �!���"����#�� �"$��#��$��$����% ��������!�����&��!���(�)��!��#���� .4� ��9��(� ���� �������� ���� -� ����L��!�����'��;����(�M��D9� �����#�5 �!��5 ����C6 F�����-� ��������&�!�������������� �"+��&�!�� C� ���� �������� ���� -� �� � � L � � ! � � � - � � 0 $ � � � � � L � � ! � � � � E � �-� �% �����!�����'��;����(�������9�L��CY

���������% �,9� ?������������ ����-� �����L��!����(����!���C� ��CY F������-��C� ����!�������O�����6L���!���M� �@+&����(���(��C ��� ����'��;�������(����O�����T�% !��(�����!�W��% ���C ��!������ ���'��;����$��% ������������������@�8����������) ��� �(�% �$��-� ������!������!��� �!�������"�Z������$��-� ����!�W�8��-�,��% !�����M5 >#���������X�������$��-� ��������!�W��"�����% !�������� �0�!�&��,% ���$��-� �� #������J��� ��� �!�&��,% ���� M5 >#���� ����� X������ �"�Z������ ����O����[�% ����!��\��] ���% ��= ��!���� ?�� �������!���-�6�����E����-�6����"5� ��!��5 �E��̂�����RS�� ��% ����+��Q&���-� �����������%� #���!�C % ��% �����������$����������'��;�����5 ���(�-� ��������&�!��-�6���������� �����-�!����_% #�������������$�������� ��CY F

��������������

�!C �(!��������,�N��% ������"��#�"�����������#�,����A"�����-�6����5� ���(���(- � � � � � � � � � & � ! � � � � � � � � � � � � � ' � � ; � � � � � � ! � = � � � � N � � � � � � , �������9�L����E���$������������"��� ���C� ����% �9� ?��������!���������C� ����������� ����� ������ C6 F

����������������7 ����-�� ��" ���� �� � ��� ��

� ������������� �������������� �����������5�"3�����

�� ����������#�������%���������� ��� ������������

�+�����#+������� ������/2�+ �����7 �������� ����������

�� � �� ��� ��� ������ ��+�����#+�� �+���# ���#+� ���

�+����� ����+�������� ��� ���� ��� � ��� ������

���# ������������� ����������+������������ ��� ��

��������� ��+�����#+��7����&������ ����������� � ���

����� ����� �+������ >���� ���#���������� ����# �9�� �

�����+��#������#�����7����+���� #��������� �� �����

#������� �� �������%����+� ���� #������� �

������9������ ���������� ��������� ������������������

���� ��������#������#������� ��� ����# �������#���

#������� �������������� �� � ��%����+����� �� ��

���<����+� ��� #������� ��� ���� �� ���#��� ���

����������� � �� ������� ������������ �������� ����

��� �� ��#����� ���� ����#����� ���������� ����

#������� ��� ������ �#�� ���#� ���%� �

��� ������� � ����������� ����������� ��# �������� �

� ���� ��� � ��� ������# ��� ����� #����� ���

7 �� �� ��������' �8��$��� #������ =� �������� ��� ��

������ ��� ���� ��� � ��� �������������������� �

������������������,����������������# ��� �����+�� �

�� ����$�8"3�����#�� �

� � � � � � � � � � � � � � � � , � � � � ! � W � , � & � ! ��"�6I���#���� �"$��#��� $�������� (�) ���� “ � � � � � � � � � � � � � �” ������� ������#�,���“���� ���#�� ���@*�����(� ��� � � � * � � � � % � � � C � � � � � M � D � 9 � � � � , 8 � � % � � � � � U V � � � � ( � % � 9 � ? � � ���% ���% �.33/" �"5 �!� ������#����C6 F�M!C( ���C ���% ���%� ���L��!��$���!��!��,� �5 ��� ��(� �5 !����� 1� �5 ���+�% �

���������? ��

Page 30: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

28 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �

.33/������������-���������% ��C ���(�$��% ���������!�!�����% �9�? ��������������"���$������� ��P �% ���"5 �!��������#����F���C ���% ���% �$��% �����% ��% ����������-���!���������������*����% ������;�� ����P �% ���E������������#�����C6 F

���� �����,� ��6L���!��� ��C ����� ��� UV�� ��(� $�������� (�) � ��(� ����,% ��C� �F� ���� ���8�= + �����% �� ���A�+����% � ����� ��8�= + �����% � C� ����̀&�!��C ���!���"��� �������= -���!����������������������+���&����#��������&����(����-��=<� �CY F�M!C �(!�����!���C ���"������(�����������������&�!����������C �������������A�+����% ��!�0C �M���C� ��������!���O���2W23���� �������!����̀&�!�� C �������% ��� �����!�� ��� ��a�#�� ���Z�� ��� ���B= �� +�!������ C 6FM!C �(!�����B!�0����% � ���0 ����-�����B!��� �%� #������� �������������������C6 ���-�������"����#�����8�= + �����% �C� ����������-����������C6 F�M!C �(!���̀&�!�� C ���!�� C� ���� ����$���� �"���� ����(� ��� �������� ��(� $��� ��C �������,����#�5 �!�� �5 ���� C6 F

��������? ����" � ���#�� ������#+� ���������5�"3

����� � �� ���� �!'��������������/110������ �5 ��

$���+ �� ���� �� � ��� � ������� ����������

����%����� �(��� ���� ���� #��+�!@������� (����

�� �7�����%� ��� ��� ����������������������%���������

�������������� ������*��� � % ���/110����?�#+��

5�������' �� ��������������������������� ��%+���

�������+�����������.���� �����$��� � ����;����

���������

����? ���&��� ��5�"3��������� �������������������@�� �

����� ���<�� ����� #� ����� ���������$�#�� ���#�

7 ���������� ������� �� ��#������� � ��� ����������� �

� ��� ������ ���������#��+�� ������7-"���A5"����

�7-"��7 ������� �����< �)>)1����� �������#

���+������ ����������� ��A �������� �������� ����

�A5"���,��� ����������� ��� ���� ������#���������

��������� ��7 ������� � ��� ����,��� �����,� ���#

��������#��+�� ������������% �� �������7-"��7

������ ���#���������������%����������� �� � ��� ��

������������� ���+�� ������� ���������#�

= �B�� ���5 ��� +������ �����% ��� �8�������0���L��!�� (�) �� $��$��� �% �������!�����&��!�� (�) �� ���� �@ -�b�����% � P�% �� �"�������� ���H��� ��� �"���O���;�����(������������9������W�“�5 �C6 = ��!= �!�������B!���� ���-������*��!�

��BA�� �5 � �!� % !�6��!� �� -�% !� ���BA����B% ���!= ���6�*�� ���A���� �� � - � , % �” ! � � � � � � � � ; � � � � � ������5 ����� ����� �����'��� ���= ���� ��5 ������� ��� �����;���� �5 ���#����F� �"������� ��;���� ���6�O��� ����-��$����� ��� ��� �� ��� ���L��!�� ��E�������� ����E�,�� '��;����� ��(� M88�� ���% �����6L���!������9���������(���� �������&�0�;����� ���� C �� �"�������� �% ��(� CY F

= �B��+���������!���$��������69�&���A�-�������!����!���������% ��#����������(��������% *����!�������"���'����������!�����&��!������,Z����(���(�������CY F��!������������(���,��"���c ����8��+�c �M88����% ������!�% ��� �������% �9� ?�������������% �,9� ?�����"����!��CY F�������9���W��!�������8�����'��;���(�E���% ��= ����+���&���������% ��% ��#�����(����d��������������6���������% ����8�������� ���+��&��� ��B�-�b� ?�B!�� �!�����% ��� � �B����#�"�A��� ��� �!���"����#���E��� �����% � % ���#����(� ��� %� �= ����� �@*� ��� !���* ���= � �8�������� � C6 F= �B��+�����������"���9: �����,���;������������'�����E��������5 �����= ���(� ��� C �� $��% ������ �8�������� ��6L���!��� � CY F

����������5������"���������� ����� �3 ��� ��5�"3�

����&��� ������������������� �$���������5�����������

" �� � �� 5����� ��� �� �7 ��� ����' ���:�����#+

� ������ ��� �� � ������������ � ���� �� ���� �

����������� ��������� ������ �� ����#�&���������

�� ����������������� ������+���%���� ��%+�$�� �� �����

.�������%���� ����� ������� �+���#����� ������� ���

�������������=�������������# �+�������������#��� ����

��� 5��� ��� ��'�� ���� ����� � ��+������� ����� �+

������ ������ � ����������� �����#����� ��������#

�������� �� ��� �� � � ��� � ��� ��������� ��� �����

���� ��� � ���� ��� 7 � ���� � � ���� ��� ���������

�%���������� ��� ��#�� ������ �������� � �

� �� � ����� = ��&����������� �� ������� � ��������

������ ��������������������������� � �� ���7����� ����

��� � ���� ����� � ��+����� � ��� �������� ���� ��������

������������� ��� ��������� ������� ���#����+� ��

����������5��

Page 31: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND

29� � � � � � � � � � � � � � � � � � � �

�� ?*8�% �� �-����� ���-���� C ��= ?�� ���-��� ����� !��8��% �� �!�� ��B#���� ��BA�

����� � �!= � �% ����-�b� ?�� � �"��������-�b� ��(� $��� C6 F

����"����5�&�������5����$���� ������#+� � ��� ��

���������5�"3���������� ���� ��� ���#���� ���;"

�����;����� ����%+��� ������������ �+��������� �

; ��� �����B���;C��7+� ��%��������������������#

������%����������� ������� ��+ ��������� ��� ����������� �# ��� ����+����� =����������������������� ��� �����

������� �����# �� ��� ��� ������� � ����� ���

# ���#������ �������+�� ��� ������ �� ����� � �������

���� �� ������������ ��#�����������������������#

������%����������� ��� ����������� =������������

� �� ��� ������'$������������� ��� ����������� �+���

�� � ��"�� � $����� $� ��� ��������������,�����,

3��%������ � 3��� =� ���� #����+��� ��#��������

������� ����9������ ��� @ �� �� 7����+��� ��

������������� ������������������� ���������

� #����+��� 7 � ���� ����� � ���� ��� ���� ��

������ �� � ��� ������� ������� �����# �� ��

���� � #���� ��� ���������� � �#�������� ���

�� ���� �� ���� ��� � �� # ���#����� � �������+�

7��� =� ���� � �� �� ��� �� � �� ��� ��� ��� � � � �����

����������� ��9����������� ��# ���#������ �������� �

���������������������� ����� ������������������ ����� ��

���%����+� ��� �� ���� � �� � � ����#� ���

;��� � ������#+�� �#�� ���#� D� ��������

# ���#+���+���# ���#+�����������������# ���������

���������� �������+����� �� ��

����"����5�&���

���� ������������#���������% ��#�������� ������

���������� � �� ���+� ��� ���� �� ���� ���� ������ �� �� ���� ��� ��� 5��� ��� �� � ���+� �����

��� ������ ���� ������ ��� �� � ��������� ���� �� � �� � �� %������ ��� ����� �� ���#���� &������

� � � � � � % � � � � + � � - � � � � � � � � 8 � � � � ��"�6I���#���� �������� �"$��#��� $��$���% ������� �!�����&��!�� ��)� ���� #���23��9���,�� ���� � ���= � �-������������ ?� ! = � � * � � � � � � % � � � ! � � � � B A �%� �= �����@*� ��� ���!�% -�b�� !�68��% ������ �!� ��B#���� ��BA�� !���@* ���% ����� � A��B��,��� �!= � �-����� ���-�* ��% ����-�b� ?���% ���� = ��"��������-�b����'��;�M��D9� ������#�5 �!������ ����@!= ��!�

��������� ����BA���� ���= ��-���������������[�������-��\��C6 5 % �+��5 ��� P�% �� = �B�-��� ��% � M5 ���� #��� = � ���= �� ��% ���% � ���� �������!��������� #����F� ��C � ��% ���% � �!C( � �!��,� $��% ��� ��� 5� % �E�� � ����(� ��(���%� �!������ �*�� ���%� ��!�� ��� '��;�� ��(� M��D9� � ����#�5 �!�� ���� ���!������"5 �!�� �% !��� C� ���� �5 ���� #������ �-������ A� ����UV�� � ���d�� ����� ��(� � ?����A�����+���,!��� ��� ����� ��*������*���!��,�5� �,$��$��������������(��� ����9��% � C� ��F� $��% ��� ��(� �C ��� +��% � �!C �(!��� C �� �����9� ���8��� %� �= �����@*� ��� !���* ���= � �"�������� ����� �E��C � M9��� � $����6L���!��� $��= �% � ��� �����% ��� �5 ���� � C6 F� �!���� ������9�L����� #�C %� � $����6L���!��� $��= �% � �E��!�� ��� 8���!�� ����� 8��% ;����!�� ����� ����C �� %� �= �������Z���������9������!��� �!��������&���(����!�����E������������ �����!�����5 � ������5 !���� ����� ����� -��������� �"�6I���#����� ��-���!���_% #�� ����

Page 32: FATIGUE STUDIES ON CARBON STEEL PIPING MATERIALS AND