大口径直缝焊管机械扩径工艺的研究进展

大口径直缝埋弧焊管在油气输送领域有着广泛的应用,掌握制造大型直缝焊管的核心技术——机械扩径技术对发展我国管线钢钢管制造业有着重要意义。介绍了大口径直缝埋弧焊管的机械扩径方法以及有限元仿真技术在大口径焊管机械扩径生产领域的近期研究成果,同时也探讨了大口径焊管机械扩径技术的发展趋势。     

直缝埋弧焊钢管扩径头的研制

扩径头是直缝埋弧焊钢管生产线扩径机上的关键部件,一直依赖进口,价格昂贵且交货时间长,研制国产扩径头迫在眉睫。从扩径头的技术难点入手,分析了中直径和大直径扩径头的不同结构形式和润滑方式。在结构设计时,针对扩径头各部件的使用要求,选用不同的工具钢和相应的热处理工艺,确保了扩径头的整体使用寿命。新研制的扩径头投入使用两年来,共扩直缝埋弧焊钢管3万多根,合格率100%,满足了扩径的要求。     

关于直缝埋弧焊管扩径工具修复技术的探讨

在直缝埋弧焊管的重复扩径过程中,机械扩径机扩径工具中的锥体容易损伤,需要进行修复,但目前国内对损伤严重的工具还没有较好的修复技术。介绍了机械扩径机扩径工具易损件的各种修复方法,并对各种方法的应用范围和优缺点进行分析总结,提出了适合国内厂家使用的两种修复方法,即电刷镀修复技术和激光熔覆与热喷涂复合修复技术。     

X80钢级Φ1 219 mm×26.4 mm大变形直缝埋弧焊管的开发

选用合适比例的铁素体+贝氏体双相组织的大变形钢板,通过小步长JCO成型控制、优化设计钢管焊接工艺参数、回归分析确定钢管扩径工艺参数,成功开发出X80钢级Φ1 219 mm×26.4 mm大变形直缝埋弧焊管。经检验,该钢管焊接接头的拉伸性能、弯曲性能、低温冲击性能、硬度均满足技术条件要求;焊接接头-10℃夏比冲击韧性平均值超过200 J,富余度较高;管体、焊缝和热影响区在系列温度20,0,-10,-20,-40,-60℃的夏比冲击韧性良好;管体横向的剪切面积百分比随温度的降低而减小,FATT85%低于-10℃;静水压爆破试验加压过程中未发生泄漏。     

PROFIBUS-DP在直缝焊管扩径机电气控制系统上的应用

简要介绍了PROFIBUS-DP现场总线技术的特点及应用,直缝焊管扩径机的设备组成及工艺流程;重点介绍了直缝焊管扩径机电气控制系统以西门子S7-400作为核心控制元件,通过PROFIBUS-DP现场总线技术,实现PLC与6SE70变频器的通信控制及网络故障自诊断的应用。实际应用表明:自PROFIBUS-DP投入使用以来,直缝焊管扩径机运行平稳,系统响应速度快,控制精度高,网络通信稳定,"死网"情况极少发生。     

大直径直缝埋弧焊管扩径后的冲洗装置技术改造

中国石油集团渤海装备钢管制造公司针对大直径直缝埋弧焊管扩径后冲洗装置不能将钢管内外壁上残留的扩径油和乳化液冲洗干净,钢管质量达不到出厂要求的问题,对冲洗装置的关键部件——冲洗头和喷嘴进行了技术改进,彻底解决了所存在的问题,提高了钢管的冲洗质量及冲洗装置的工作效率。     

COE中直径直缝双面埋弧焊管的研制与生产

介绍了COE中直径直缝双面埋弧焊管的研制要求,生产线的工艺设计、装备配置、成型原理和内外埋弧焊的焊接方法,以及该产品在国内管线工程中的应用。理化试验和实际应用表明:COE中直径直缝双面埋弧焊管管体成型好、焊缝质量佳、产品质量稳定,可替代Φ508 mm以下HFW焊管,也可替代部分无缝钢管和螺旋缝埋弧焊管,用途广泛,具有较好的发展前景。     

俄罗斯泰纳线输油管线工程用K60钢级直缝埋弧焊管的残余应力测试分析

以巨龙钢管有限公司生产的俄罗斯泰纳线输油管线工程用K60钢级直缝埋弧焊管为测试用管,采用切块法测试了直缝埋弧焊管扩径前后的残余应力变化,并对钢管残余应力的分布特征及扩径对残余应力的改善效果进行了分析。测试分析表明：钢管扩径前存在较大的残余应力,扩径对消除钢管残余应力效果明显。     

大口径直缝焊管机械扩径成形机理研究

结合大口径直缝焊管机械扩径机组开发项目，分析了大口径直缝焊管机械扩径工艺的特点，利用有限元方法对机械扩径成形机理和成形过程进行了仿真，讨论了机械扩径对扩径设备的力能要求。在此基础上，对机械扩径的主要工艺参数及其对扩径质量的影响进行了详细的论述，为扩径机组的开发提供理论依据。     

Q235B钢焊管断裂原因分析

通过对直缝焊管断口宏观检查、断口微观分析、材质成分分析、金相组织检验、非金属夹杂分析、有限元分析,探讨焊管断裂原因。结果表明,焊管断裂为脆性断裂;焊接过程中形成的原始裂纹造成应力集中,是焊管断裂的主要原因;焊接过热区出现的魏氏组织,降低了材料的韧性,促进了焊管的断裂。     

微合金化技术开发800MPa级高韧直缝焊管钢

采用微合金化和热轧后超快冷等技术生产得到800 MPa级高韧直缝钢管钢,借助OM、SEM、TEM和室温拉伸等,研究了试验钢不同区域的组织与性能。研究表明,试验钢的热轧组织主要是粒状贝氏体+少量板条贝氏体;焊接热影响区粒状贝氏体体积分数减少到32.7%,板条贝氏体体积分数增加到30.5%,组织中出现针状铁素体和少量马氏体。试验钢热轧区主要以Ti为主进行复合微合金化,综合运用固溶强化、细晶强化、位错强化和析出强化,具有高的强韧性,屈服强度为804 MPa、抗拉强度为852 MPa、伸长率为21.5%。     

圆管扩径过程的变形分析

根据塑性流动理论,推导了圆管扩径过程厚向压变形与环向拉变形之比η的计算方法。进行了圆管扩径试验,按实测的扩径力反算了接触面的摩擦系数。提出了一种采用平均扩径系数,避免数值积分方法的η值工程算法。试验和计算结果表明,η值随扩径系数增大而减小;随顶锥锥角增大而增大。厚环向变形比的计算值和测量值符合较好。两种计算方法的结果相当一致。     

Finite element synthesized analysis of the forming process of spiral welded pipe

Numerical simulation concerning the forming and welding process of spiral welded pipe was conducted, which included three steps ： the first step was the stress analysis when the spiral was formed, and then the stress was regarded as initial condition of melding during the temperature field analysis in the process of welding, the last step was the thermal stress analysis of the weld seam after the welding was over. Moreover, when the steel strip was pushed, the stress was also calculated by non-linearity contact technology using Abaqus Software. By finite element modeling and calculating of the forming and welding process of the spiral welded pipe, the key points of the multi-fields synthetic simulating were studied and discussed.     

石油钻杆管端镦锻工艺及数值模拟

介绍了石油钻杆端部镦锻加厚工艺基本原理及加厚方式.针对φ137.9 mm×9.17 mm石油钻杆,提出了加厚工艺方案,并用DEFORM-3D有限元模拟软件,对其端部镦锻成形过程进行了数值模拟.通过后处理模块显示的模拟结果,发现在原有的工艺方案中,终锻成形管坯的内壁与凸模间有较大的间隙.提出了改进方案,在第二工步将凹模的型腔部分加长,同时增大凸模的行程.模拟结果表明,适当增大凹模型腔部分长度及凸模行程时,管坯内壁充满情况最为理想,内加厚锥度也较为光滑.得出的改进方案是可行的,并为同类钻杆镦锻模的设计提供了参考.     

管材无凹模冲孔变形机理分析与有限元模拟

通过对管材无凹模冲孔后废屑以及管件断面的分析,得出了无凹模冲孔变形机理以及无凹模冲孔断面示意图;运用Deform-3D软件对冲孔过程的应力应变进行分析,可为无凹模冲孔的工艺优化提供依据。     

Deformation characteristics of mechanical expanding of thin-walled cylindrical parts

1　INTRODUCTIONMechanicalpipe expandingisanadvancedplasticworkingtechnologyofmetals .Theplasticdeforma tioniscausedincylindricalblanktoproduceexcellentcylindricalpartsbyusingwedge shapeddie .Ithasbeenusedinfieldsofaviationandspaceflight,non ferrousmetalindustryandmechanicalmanufacturingindustry .Althoughthepurposeofapplicationofme chanicalexpandingvariesinthetypeofcylindricalblankandtheusageofproducts,itsmainfunctionistoimproveaccuracyofshapeandmechanicalproper tiesoffinishedproducts .In…     

有限元模拟法分析斜轧扩管机变形特点

以Φ720mm斜轧扩管机为研究对象,应用三维有限元模拟仿真技术,对斜轧扩管过程进行了建模与仿真分析,获得了钢管的变形数据,在此基础上计算了斜轧扩管的主变形和附加变形,从变形的角度说明了辗轧角β和轧辊在垂直方向的调整距离h取值及相应工具设计的合理性。研究结果有助于了解斜轧扩管的工艺实质,提高产品质量。