HFW中频热处理线圈结构对加热效果的影响

对高频感应焊管(HFW)中频热处理温度场和电磁场耦合模拟计算结果进行了分析,研究了主线圈凹槽存在与否对钢管焊缝加热温度和升温速度的影响,揭示了主线圈和侧翼线圈之间角度、距离对感应功率和加热效率的影响规律.     

HFW焊缝性能优化工艺研究

通过设计局部焊缝中频感应热处理、局部焊缝＋全管体双重中频感应热处理、全管体中频感应加热＋热张力减径组合热处理以及在线控制冷却等工艺,研究了J55钢级HFW焊接套管的焊缝性能优化。试验结果表明：焊缝在线局部中频感应热处理、局部焊缝＋全管体双重中频感应热处理后空冷或进行控制冷却．可优化J55套管焊缝显微组织分布,细化焊缝组织尺寸,均匀化焊缝硬度分布,提高焊缝冲击韧性．降低沟槽腐蚀敏感系数,但焊缝优化效果低于全管体中频感应加热＋热张力减径＋在线控制冷却组合工艺。单纯依靠全管体中频感应加热后热张力减径或在线控制冷却工艺对焊缝优化效果并不优于单纯局部焊缝中频感应热处理。     

Studv on Tempering Process of X80 Induction Heating Bend

回火工艺是X80感应加热弯管制造工艺中的重要组成部分,对提高弯管强韧性、消除应力、降低硬度、改善弯管综合力学性能有重要的影响.采用热模拟技术、力学性能检测技术、金相分析技术研究了回火工艺对X80感应加热弯管组织性能的影响规律.对不同回火工艺下的X80管线钢组织和性能进行了分析比较,确定了感应加热弯管回火热处理的最佳工艺参数.     

感应热处理工艺在X70钢级 HFW焊管生产中的应用

为了优化HFW焊管的感应热处理工艺,进一步提高焊管质量,针对焊管感应加热热处理的应用优势和HFW焊管制管原理及工艺,分析了HFW焊管采用中频正火热处理的工作原理、工艺和作用。以规格为Φ323.9 mm×14.3 mm、钢级为X70的 HFW焊管焊缝采用在线中频正火热处理工艺为例,通过试验得出了热处理加热温度在930 ℃、传送速度12 m/min、经96 m空冷加喷淋冷却后,焊管能够获得良好的焊缝金相组织和综合力学性能。     

酸性介质设备及管道焊缝热处理技术探讨

酸性介质天然气设备及管道系统的焊缝存在残余应力,为了消除和降低其残余应力,减缓酸性介质对焊缝的璃蚀速度,需要对设备及管道系统的焊缝进行局部退火热处理。在天然气处理厂内对设备和管道系统焊缝的热处理一般采用电阻加热法。通过预设工艺参数的智能温控设备和温度传感仪控制输出的电流对电阻丝进行加热,利用热传导使工件按照要求的温度-时间曲线完成热处理过程。经过热处理后焊缝的硬度值和残余应力会大大降低,从而提高设备及管道的力学性能和耐应力臂蚀性能,延长其使用寿命。     

X70级HFW焊管在线中频感应热处理工艺研究

为了探究X70级HFW焊管在线中频感应热处理工艺,通过采用不同的焊后在线正火热处理工艺方案进行了试验研究,比对了X70级HFW焊管热处理后组织与性能的变化情况。试验结果显示,中频感应加热正火温度和加热保温时间对焊接区的金相组织和性能有显著影响;910℃保温17 s、950℃不保温正火后,焊接区有硬质相组织,焊缝抗拉强度高,但塑性韧性低;980℃正火后,金相组织粗大,焊缝抗拉强度降低;950℃保温17 s正火后,金相组织为均匀细小的F+P,焊缝塑性韧性提高。试验结果表明,采用950℃正火,在此温度下适当的延长正火保温时间,能够获得良好的金相组织和综合力学性能。     

X80感应加热弯管回火工艺研究

回火工艺是X80感应加热弯管制造工艺中的重要组成部分,对提高弯管强韧性、消除应力、降低硬度、改善弯管综合力学性能有重要的影响。采用热模拟技术、力学性能检测技术、金相分析技术研究了回火工艺对X80感应加热弯管组织性能的影响规律。对不同回火工艺下的X80管线钢组织和性能进行了分析比较,确定了感应加热弯管回火热处理的最佳工艺参数。     

深水油气生产中温度对油管柱变形的影响研究

在计算油管柱变形时如果忽略了管柱所处的温度场,则计算出的管柱变形量与实际变形量有很大差距。为此,根据传热学基本理论和井筒的特点,建立了深水油气井油管柱温度计算模型,并对管柱的热效应进行仿真分析,计算了不同传热材质、不同壁厚及不同内外壁环境温差条件下油管柱的内外壁温度值。结果表明,运用有限元软件对油管柱的内外壁温度进行模拟是可行的,模拟结果与热力学、传热学理论相吻合;根据数据拟合出的油管内外壁温度值变化规律公式具有正确性。     

电加热空心抽油杆温度分析与应用

基于集肤效应原理及电磁场和温度场的有关耦合理论,利用有限元方法,建立了空心抽油杆交流电加热系统温度分析模型,对空心抽油杆内壁和外壁的温度变化进行了数值模拟并对抽油杆杆体温度变化影响因素进行了分析.结果表明,空心抽油杆杆体的温度分布与电流频率和通电时间具有一定的函数关系.频率越高,杆体温度越高;通电时间越长,杆体的温度越高.可以通过改变交流电的频率和通电时间,控制空心抽油杆杆体的温度,来适应不同性质稠油的开采.实际应用算例表明,将空心抽油杆温度分析用于估计稠油预热时间,可为稠油开采中电加热系统的加热频率和通电时间的合理选择提供参考.图8表1参11     

中频感应加热在管道外补口中的应用

中频感应加热设备用于管道外补口,其原理是将中频感应加热线圈套在钢管焊口处。该线圈是一个多匝电感线圈,利用中频提供的电流,在铜管壁内产生交变磁场,交变磁场产生的热磁滞损耗、涡流损耗使钢管发热。中频感应加热具有如下特点:1.加热迅速,补口加热时间1～2分钟,就能将管道焊口加热到所需温度;2.钢管圆周温度均匀;3.轴向存在温差,这是补口所需要的;4.温度调节方便,控制准确;5.不损伤焊口外的原涂层。因此,笔者认为中频感应加热是管道外补口较为理想的加热方法。     

内置转子组合式强化传热装置换热管内流体流动与传热数值模拟

建立了换热管内流体流动与传热三维数学模型,对内置转子组合式强化传热装置换热管内流体流动与传热特性进行数值模拟并与实验结果进行比较。模拟结果表明,内置转子组合式强化传热装置换热管内冷热流体产生了置换混合的效果,充分换热,管内温度梯度小于1 K,进出口温差较光管提高了29%;流场变为复杂的三维螺旋流,加剧了流体的湍流强度及边界层的扰动,使传热强化并起到清洁污垢的作用,但管内压降较光管增加了4.7 kPa;与光管相比,表面对流传热系数的平均值提高了7%,而且表面对流传热系数的分布也变得均匀。实验结果与模拟结果符合较好。     

中俄东线－45 ℃低温环境油气管道工程用X80钢级Φ1 422 mm×33.8 mm感应加热弯管研发

为了解决低温环境下弯管脆断的问题,满足我国长输油气管道低温站场用钢管的需求,针对油气输送用X80钢级直缝埋弧焊管焊接接头在回火热处理后,焊缝金属夏比冲击韧性存在明显回火变脆的现象,对多丝单道焊和单丝多道焊的直缝埋弧焊管焊接接头进行了焊后箱式炉热模拟研究,并选用整体热煨制方式,试制了感应加热弯管,进行了理化性能评价。结果显示,焊缝中细小的针状铁素体板条随回火温度升高而合并粗化,是导致焊缝低温韧性显著降低的原因;采用淬火+回火热处理方法,可有效抑制焊缝夏比冲击韧性随回火加热温度的递增而恶化的趋势;X80钢级Φ1 422 mm×33.8 mm单丝多道焊感应加热弯管母管经淬火+回火热处理后,完全满足－45 ℃低温条件下中俄东线低温管道工程设计要求。     

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。     

提高HFW钢管合格率的有效措施

为提高HFW钢管的合格率,减少因生产停车造成的材料损耗,利用生产线已有的配置对热处理不合格钢管焊缝采取补充加热措施进行处理,并通过拉伸试验、夏比冲击试验、压扁试验、金相检验以及无损检测研究分析了经过补充加热HFW钢管焊缝的性能。试验结果表明,经过补充加热后,HFW钢管焊缝的抗拉强度、低温冲击韧性、压扁性能、显微组织及无损检测结果均达到GB/T 9711—2011 PSL2及订单技术规格书的要求,说明补充加热措施可以改善HFW钢管焊缝的综合力学性能。     

不同参数对含盐污水在蒸发管中流动特性影响的数值模拟分析

蒸发处理是炼化企业产生的含盐污水处理的方法之一,但是蒸发过程存在着因流动条件差异而导致传热效果不佳的问题。以降膜蒸发含盐污水为研究对象,通过数值模拟的方法分析不同参数对蒸发管传热传质效果的影响。结果表明,液体入口速度不同对蒸发管加热效果的影响是复杂的,入口速度适当增大导致轴向速度增大,虽然液体加热时间会变短,但加热效果更好;增大布膜间隙对近壁面处温度分布有积极作用,但在距管中心13.5～18.0mm范围内气相湍流强度略低,布膜间隙为1.25 mm时的温降相较于1.0 mm和1.5 mm间隙时的温降大;含盐污水盐度增大对蒸发管传热传质效果不利,特别是在近壁面处温降增大,内部湍流强度在沿径向方向距管中心0～19 mm范围内增大,近壁面处距管壁4 mm范围内速度增大。     

输电线路钢管塔用Q460E直缝高频焊钢管生产工艺研究

对输电线路铜管塔使用Q460E直缝高频焊焊接钢管的生产工艺中所存在的成型挤压量、焊接参数和焊后热处理工艺进行了试验研究。结果表明,焊后热处理和挤压量对钢管的焊缝组织和性能影响较大。通过对钢板挤压量及开口角度进行控制,同时把握好焊后模拟正火温度、空冷时间、水冷时间等工艺数据,将对获得良好的焊缝组织,提高焊缝冲击功有重要的帮助。通过对焊接参数及焊后模拟正火温度等参数的研究,得到了完整的生产工艺参数。     

三元复合驱转油站加热炉火管开裂原因分析

采用扫描电镜、能谱及X-射线衍射仪等方法,分析了材质、腐蚀产物、裂纹及断口的金相组织、微观形貌及成分组成,结合对加热炉工艺及设备概况、工艺条件、输送介质、事故发生过程等要素的全面调查,明确了加热炉火管开裂失效的原因,并提出了相应的防护措施建议。经综合分析后认为:火管外壁附着16~17 cm软质淤积物,以及1~3 cm的硬质碳酸盐垢物,造成内壁热传递受阻,在火管刚脱离耐火砖衬层保护处产生局部过热,形成1~8 mm的黑色高温氧化产物,分层脱落,导致管壁局部减薄至1~2 mm;同时,高温使金相组织粗大的焊缝热影响区产生再热裂纹,最终导致火管焊缝热影响区短期内发生开裂失效。建议改进清垢、清淤措施,避免火管局部温度超过475℃;改善焊接工艺,避免焊缝热影响区组织粗大,以防止类似的事故再次发生。