提高对接环焊管道抗应力腐蚀开裂性能

分析管道对接环焊残余应力产生机理与分布规律 ,介绍了调整和改善焊接残余应力分布的工艺方法 ,通过降低管道内表面残余拉伸应力值 ,甚至使其产生压缩应力 ,可有效地提高管道抗应力腐蚀开裂性能。     

焊后热处理消除管道环缝焊接残余应力的有限元模拟

以ABAQUS模拟软件为基础,创建管道环缝二维轴对称有限元模型,利用完全耦合方式计算了304不锈钢管焊接过程中的温度场和残余应力场,并在焊接完成后的残余应力场的基础上进行了焊后热处理工艺过程的有限元模拟。结果表明:二维轴对称模型能够有效地模拟304不锈钢管焊接热力耦合机制,相较于三维模型单元数目更少,节省大量计算时间;热处理后的残余应力场与热处理前相比,厚度方向残余应力降低,环向和纵向残余应力没有降低,但应力集中位置明显减少,应力分布较为平缓;焊后热处理过程中的塑性应变和高温蠕变是残余应力消除的力学机制,其中塑性应变起主要作用。     

连续油管对接焊残余应力场分析

基于ABAQUS有限元模拟软件对CT90钢级Φ38.1 mm×2.7 mm连续油管焊接接头的残余应力进行模拟,建立了连续油管对接焊有限元模型,得到了连续油管对接焊时焊缝处残余应力分布规律。结果显示,随着热源的移动,温度降低,残余应力增加,期间周向出现了最大残余拉应力405.7 MPa,轴向出现了最大残余压应力195.7 MPa;冷却后,最大残余应力主要集中在焊缝处,并沿着垂直于焊缝方向逐步递减。试验结果对连续油管后续消除对接焊残余应力提供了理论依据。     

塑料压力管道热熔对接焊用加热板及其控制系统

在塑料压力管道热熔对接焊中，加热板的性能直接关系到焊接质量的好坏，从而影响到管网系统的运行效果、使用安全性和使用寿命。因此对加热板的设计要求、温度检测及控制技术等进行了详细的阐述。试验表明，该加热板表面温度均匀、恒定，且温度连续可调，以适应不同材质塑料管道焊接的需要。     

双相不锈钢厚板对接焊数值模拟

应用大型有限元分析软件ABAQUS,对双相不锈钢厚板焊接接头的残余应力进行数值模拟,获得了该厚板焊接接头残余应力的分布规律。结果表明,双相不锈钢厚板焊接接头的横向与纵向焊接残余应力水平较高,沿板厚方向的残余应力分布较为均匀,而且应力水平低。在厚板焊接中,纵向残余拉应力高于横向残余拉应力,而且最大的焊接残余应力均出现在焊缝与热影响区处。研究结果为双相不锈钢厚板焊接工艺优化和提高焊接接头的可靠性提供了理论基础。     

聚乙烯管道热熔对接焊工艺参数对焊接接头性能的影响

聚乙烯管道的焊接质量及焊接接头性能，一方面取决于管道本身的性能，另一方面，且更为重要的还取决于管道的焊接工艺参数。研究表明，加热板温度和焊接压力对焊接接头性能的作用特别显著，加热时间对焊接接头性能的作用显著；而压焊时间对焊接接头性能的作用不显著。加热板温度、焊接压力和加热时间对焊接接头的性能有较大的影响。焊接接头的性能是在各个工艺参数的控制下焊接的一个综合结果，只有选择适度的焊接工艺参数，焊接接头才能获得最大的拉伸强度和冲击韧性。     

石油天然气管道焊接工艺现状及径向摩擦焊的应用前景

目前国外管道焊接工艺方法较多，以熔焊工艺为主，接头设计为非对称Ｘ坡口，均为多道焊，对场地要求严格，因而施工效率低．为此，研究人员提出了单道焊工艺建议，并进行了一些试验研究和应用尝试。文章对爆炸焊、电子束焊、激光焊、闪光对焊、径向摩擦焊、旋弧焊和活性气体保护锻焊等单道焊工艺的特点做了简要介绍．根据我国管道建设的特点，指出采用径向摩擦焊工艺比较切合实际，并针对应用此工艺时存在的关键问题提出了科学实施步骤。     

不等厚板对接焊疲劳寿命结构形状影响分析

从焊接部位局部应力集中的角度分析了不等厚板在不同焊接形式下的疲劳寿命。利用有限元法求解了20种具有不同焊接对齐方式、焊趾角和厚板削薄段斜度的球形封头和简体对接焊结构在承受循环载荷作用下的局部应力,参照修正的Goodman理。论和JB4732——1995《钢制压力容器——分析设计标准》得到焊接结构的等效疲劳应力幅和疲劳寿命。结果表明,不等厚板对接焊时,对齐方式和焊趾角对焊缝区域的局部应力集中和结构的疲劳寿命有显著影响,而厚板削薄段斜度在1：4～1：3对应力集中和疲劳寿命影响不大。     

基于有限元模拟的压力管道轴向裂纹应力强度因子计算

基于有限元软件ANSYS对一种新型的管道断裂行为研究试样进行了三维建模与数值分析。对用于模拟实际工况的无加载孔模型和用于实验研究的有加载孔模型分别建模,并计算了裂纹尖端应力强度因子。对比研究发现,有加载孔模型可以较好地反应工程实际,并可用于管道断裂力学行为的研究。通过改变断裂试样厚度与裂纹长度发现:应力强度因子K随着试样厚度的增大而减小,而裂纹长度增大时K值也有减小的趋势。     

T型焊接接头的单边重焊工艺参数模拟研究

针对工程焊接结构件失效返工所产生的重焊问题进行了研究。以Q345钢T型焊接接头单边重焊为例,运用有限元软件Marc对焊接以及重焊过程进行模拟,并对焊接热输入对重焊的影响进行了分析,多道焊和重焊过程以生死单元法来实现。结果表明:单边重焊可以降低焊接结构整体的残余应力,特别使重焊边焊缝处应力及分布不均匀性得到大幅降低;焊接残余应力随重焊焊接热输入的增加而增大,焊接残余应力的整体分布不随热输入变化而变化。     

大直径厚壁螺旋埋弧焊管钢带对接焊缝裂纹分析

针对输水及热力管线大直径厚壁螺旋埋弧焊管生产过程中,保留钢带对接焊缝出现的裂纹缺陷问题,结合钢带对接埋弧焊的工艺和设备特点,分析了裂纹产生的原因。分析指出,钢带对接焊缝裂纹主要是由于焊缝中低熔点夹杂物、焊缝熔池的拘束应力和热轧钢卷板材头尾部分未矫平、在合缝对焊时产生的变形应力以及剪切头尾断面存在超过70％的撕裂等现象的影响。最后提出了避免裂纹产生的措施。     

DN1 200 mm钢管螺旋焊缝焊接温度场及应力场有限元分析

为了研究X80管线钢在焊接过程中温度场及应力场的分布情况,以DN 1 200 mm X80螺旋焊管为研究对象,采用有限元分析软件Abaqus分别沿着管道的内螺旋线和外螺旋线进行焊接模拟。结果表明,焊接过程中热源中心最高温度可达1 650 ℃。在焊接内圈时,温度场对称分布;而在焊接外圈时,温度场分布不对称。在焊接完内圈的瞬间,接头最高温度约1 200 ℃,管道内侧的应力峰值为850 MPa。在焊接完外圈的瞬间,接头最高温度为1 300 ℃左右,管道内侧的应力峰值约为620 MPa。管道内侧焊接完成后,在对管道外侧焊接过程中,外侧焊缝处产生的应力场不仅使峰值应力降低,还使应力分布变得更加均匀。试验表明,通过分析内外螺旋焊缝的温度场和应力场分布以及形变情况,对于在焊接过程中内焊裂纹的预防有重要意义。     

内衬316L双金属复合管环焊焊缝失效原因分析

针对双金属机械复合管对接环焊缝的刺漏问题,对某油田现场服役的内衬316L双金属复合管问题管段进行取样,并从焊缝横截面各区域微观组织、化学成分、抗晶间腐蚀性能等方面进行了研究。研究结果表明,对接环焊缝打底焊道的热影响区晶粒粗大,对接环焊缝打底焊道熔合线附近区域主要耐腐蚀合金元素被稀释是双金属机械复合管对接环焊缝发生刺漏的主要原因。最后给出了预防刺漏发生的措施,即通过降低打底焊热输入量,提高管端尺寸精度,增加过渡层厚度且减小第一层填充焊热输入量的方法可有效预防刺漏问题的发生。     

特高压钢管塔对接环焊缝超声波检测影响因素分析

特高压钢管塔对接环焊缝的超声波检测,依据 GB/T 11345和Q/GDW 707进行检测。由于钢管塔构件和焊缝的错边、余高和焊缝宽度等情况,易导致检测误判。对钢管塔法兰-钢管对接环焊缝超声波检测若干影响因素进行了分析,提出了识别和判定方法,可以实现对钢管塔对接环焊缝焊接质量的有效控制。     

螺旋埋弧焊管内焊热裂纹产生的原因及对策

螺旋埋弧焊管在成型过程中容易产生内焊热裂纹。主要分析了内焊热裂纹的特征及其产生原因。结合螺旋焊管的成型特点，对于焊接调整中应注意的问题，提出了建议。     

焊接工艺对双金属复合管对接焊缝晶间腐蚀的影响

为了保证双金属复合管对接焊焊缝的耐腐蚀性能,结合双金属复合管对接焊的特点与特殊要求,从焊材的选取和焊接工艺参数的设计出发,验证了不同焊接工艺对复合管对接焊焊缝晶间腐蚀的影响。结果显示,实芯焊材正常焊接工艺下,焊缝的晶粒度与母材相当,没有出现腐蚀坑和晶间腐蚀弯曲开裂现象;药芯焊材及大热输入焊接工艺下,焊缝均出现不同程度的腐蚀。试验结果表明,双金属复合管在对接焊时最好选择与覆层材质相当的实芯耐蚀合金焊材,同时,要注意焊接热输入量的控制和内部惰性气体的保护。     

锥形螺旋焊管成形过程的有限元分析

在研究螺旋焊管成形过程中带钢的变形特征、焊管管壁层间应力的基础上,提出了一种特殊工艺过程——锥形螺旋焊管成形工艺。采用有限元法对锥形螺旋焊管成形过程进行有限元数值模拟,结果表明:①随着带钢厚度变大,带钢的应变变小;②随着辊径的减小,带钢边部应变逐渐减少。经过计算,利用现有的工况条件能够实现锥形螺旋焊管的成形过程。