Journals / Afyon Kocatepe Üniversitesi Uluslararası Mühendislik Teknolojileri ve Uygulamalı Bilimler Dergisi / 2023 / Cilt: 6 Sayı: 2

Optimization of the Effect of Welding Parameters on Joint Strength in Butt Welding of Hdpe Pipes by Surface Response Method

Hdpe Boruların Alın Kaynağında Kaynak Parametrelerinin Birleşme Mukavemetine Etkisinin Yüzey Cevap Metodu ile Optimizasyonu

Pages
95–109
Publication Date
2023-12-15
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

As a result of butt welding, optimum parameters (223oC, 15 bar, 120 sec) were determined and the maximum tensile strength value was determined to be 19.50 MPa.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:In the study, butt welding process of PE100 material, which is of HDPE material class and is used extensively in underground water and gas transportation, has been carried out experimentally.
📊
Key Findings & Data:The data obtained were evaluated and handled in the statistical data analysis program (Design Expert 12®).
💡
Conclusion & Impact:As a result of butt welding, optimum parameters (223oC, 15 bar, 120 sec) were determined and the maximum tensile strength value was determined to be 19.50 MPa.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Alın kaynak · PE100 · Yüzey Cevap Metodu

Abstract

In the study, butt welding process of PE100 material, which is of HDPE material class and is used extensively in underground water and gas transportation, has been carried out experimentally. In the study, welded joints were performed using three different welding temperatures, three different joint pressures and three different heating times. The data obtained were evaluated and handled in the statistical data analysis program (Design Expert 12®). In the study, our variable selection and parameters are different, and optimization was carried out with the " Response Surface Methodology" (RSM). The samples produced with the optimum parameters obtained were subjected to both tensile test and hydrostatic strength tests and the results were evaluated. As a result of butt welding, optimum parameters (223oC, 15 bar, 120 sec) were determined and the maximum tensile strength value was determined to be 19.50 MPa.

Özet

Yapılan çalışmada HDPE malzeme sınıfından olan ve yeraltı su ve gaz naklinde yoğun olarak kullanılan PE100 malzemenin deneysel olarak alın kaynak işlemi gerçekleştirilmiştir. Çalışmada üç farklı kaynak sıcaklığı, üç farklı birleştirme basıncında ve üç faklı ısıtma süresi kullanılarak kaynaklı bağlantı gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler istatistiksel veri analiz programında (Design Expert 12®) değerlendirilerek ele alınmıştır. Çalışmada değişken seçimimiz ve parametrelerimiz farklı olup “Yüzey cevap metodu” (RSM) ile optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen optimum parametreler ile üretilmiş olan numuneler hem çekme testi hem de hidrostatik mukavemet testlerine tabi tutularak sonuçlar değerlendirilmiştir. Alın kaynağı sonucunda optimum parametreler (223oC, 15 bar, 120 sn) belirlenmiş ve maksimum çekme dayanımı değerinin, 19,50 MPa olduğu tespit edilmiştir.

🔖

Cite This Article

DAĞLI, M., DEMİRER, A., YUMAT, E. (2023). Optimization of the Effect of Welding Parameters on Joint Strength in Butt Welding of Hdpe Pipes by Surface Response Method. Afyon Kocatepe Üniversitesi Uluslararası Mühendislik Teknolojileri ve Uygulamalı Bilimler Dergisi, Cilt: 6 Sayı: 2, 95–109. https://ajindex.com/articles/1020853

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (12)

  1. Akkurt, A, Saraç, E, 2015. Sıcak Alın Kaynak Yöntemi ile Farklı Sıcaklıklarında Birleştirilen Pe Doğalgaz Transfer Hatlarının Güvenirliklerinin Araştırılması. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 21(1), 15-23.
  2. Akkurt, A., 2013. An Analysis of Electro-Melting and Hot Element Welding Methods’ Safety Used to Join PE Natural Gas Pipes. International Journal of Mechanical Mechatronics Engineering. 3, 2493-504.
  3. Akkurt, A., Ertürk, İ., 2010. Sıcak Eleman Alın Kaynak Yöntemi ile Birleştirilen PE Doğalgaz Borularının Güvenirliklerinin Araştırılması. Pamukkale Üniv. Mühendislik Bilimleri Dergisi, 16(2), 221-233.
  4. Benkreira, H., Shillitoe, S., Day, AJ., 1991. Modelling of the Butt Fusion Welding Process. Chemical Engineering Science, 46(1), 135-142.
  5. Cai, Z., Dai, H., ve Fu, X., 2018. Investigation on the Hot Melting Temperature Field Simulation of HDPE Water Supply Pipeline in Gymnasium Pool, Results in Physics, 9, 1050-1056.
  6. Chen, H., Scavuzzo, R.J, T.S, Srivatsan.,1997. Influence of Joining on The Fatigue And Fracture Behavior of High Density Polyethylene Pipe. J. Mater. Eng. Perform. 6 (4) 473–480.
  7. Cocard, M., Grozav, I., Iacob, M. ve Caneparu, A., 2009. Establishing the Optimum Welding Procedure for PE 100 Polyethylene Pipelines Using the Response Surface Design, Materiale Plastıce, 46 (4), 452-457.
  8. Doaei, M., Tavallali, M.S., 2018. Intelligent Screening of Electro-Fusionpolyethylene Joints Based on a Thermal NDT Method. Infrared Physics Technology. 90, 1–7.
  9. Ergül, E., Gezegin, C. ve Yıldız, A., 2019. Yanıt yüzey yöntemi ve genetik algoritma kullanılarak transformatör sargı en sıcak nokta sıcaklığının modellenmesi ve optimizasyonu, DÜMF Mühendislik Dergisi, 10 (2), 467-480.
  10. Frederick, C., Porter, A., ve Zimmerman, D., 2009. High-Density Polyethylene Piping Butt-Fusion Joint Examination Using Ultrasonic Phased Array. Material Sciences, 132(5), 8. Hilmioğlu, N., 2022. Optimization of Synthesis of Ethyl Acetate by Response Surface Method and Investigation of Reactive Sorption Effect of Hydrogel in Synthesis, European Journal of Science and Technology, (35), 94-101.
  11. Myers, R.H., ve Montgomery, D.C., 1995. Response surface methodology: process and product optimization using designed experiments, 4,Wiley, 856. Nigiz, F.U, 2018.Yüzey Yanıt Metodu ile Optimize Edilen Metil Laurat Üretiminin Membran Reaktörde Uygulaması, Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 6(1), 47-55.
  12. Pathak, S., Pradhan, S., 2020. Experimentation and Optimization of HDPE Pipe Elect