冷拔钢管的残余应力测试与结果分析

分析盲孔法测量冷拔钢管表面残余应力的测试结果,得出冷拔钢管各工序表面残余应力的分布规律,并将理论分析结果与测试结果进行对比;根据应力分布测试结果,优化冷拔加工工艺;提出消除冷拔钢管有害残余应力的方法与措施。分析认为:等径冷拔工艺生产的冷拔钢管,其表面残余应力很小,均为压应力,材料的综合性能良好;两道次冷拔中间增加一次退火,对消除成品表面残余应力没有明显效果;总变形量不变的情况下,增大第一道次冷拔变形量,减小第二道次冷拔变形量,可得到表面残余应力更小的冷拔钢管。     

降低混凝土泵车输送管残余应力的方法

混凝土泵车输送管的生产工艺采用原料钢管→冷拔→冷拔（复合）→下料→焊接→热处理（淬火、回火）→喷砂→镶套→油漆的路线。生产过程发现：输送管冷拔复合后出现伸长现象,且同批次原料钢管、同规格、同炉的管件伸长量不一样,导致输送管总体生产合格率只有60%。由于钢管在卷制、压制和焊接过程中会产生残余应力,故消除残余应力对结构质量控制尤为重要。为了提高输送管生产合格率,     

高精度液压柔性冷拔工艺的有限元模拟和实验分析

高精度液压柔性冷拔工艺是一种新型的钢管冷加工工艺。利用Deform-3D有限元分析软件对液压柔性冷拔工艺中冷拔模具和钢管之间的受力状态进行数值模拟。对不同工艺参数条件下,钢管分别通过4个模具油槽时的应力、应变状态及变形规律进行模拟;分析了在柔性冷拔过程中钢管横截面壁厚增量及钢管纵截面壁厚延伸量的变化规律。采用优化后的工艺参数及改进后的模具结构,对20#无缝钢管进行高精度液压柔性冷拔工艺试验;试验成形的钢管减径效果明显,管坯直径由Φ30 mm×2 mm减至Φ26 mm×2 mm,实现了冷拔减径目标,钢管壁增厚量微小,平均增厚量为0.02 mm,表面成形质量良好,试验结果与模拟结果相符。     

生产高精度冷拔钢管的工艺措施

对高精度冷拔钢管的生产工艺进行了探讨, 成功地开发出Φ１６０～２５０ｍ ｍ 高精度冷拔钢管, 新产品的质量满足使用要求。介绍了生产工艺和实物的尺寸精度。     

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。     

矩形截面冷拔棒材表面残余应力的消除

本文用物理测定法测定了矩形截面冷拔型钢表面的残余应力，并与圆形截面冷拔型钢表面残余应力进行了比较。提出了用高温热处理方法改善矩形截面冷拔钢表面残余应力的工艺。     

无缝钢管冷拔头的应力分析及结构优化

为了解决钢管冷拔生产过程中冷拔头开裂、断头问题,采用ANSYS/LS-DYNA软件对空拔钢管冷拔头进行数值模拟。建立短芯棒冷拔钢管的分析模型,计算成品规格为Φ385 mm×50 mm的4140无缝钢管的应力,发现冷拔头的应力集中在圆弧顶点两侧。根据分析结果,优化设计了3种冷拔头结构,通过模拟计算和生产验证确定相离冷拔头结构的应力最小,冷拔头不容易断裂。     

专利信息

<正>冷拔钢管高精度预应力复合模具一种新型冷拔钢管高精度预应力复合模具。模具孔型入口段与出口段为三次样条函数曲线,定径段为直线。本发明是用特殊曲线设计的新型冷拔钢管模具即弧型模,与传统的单一材料的苏式模与中式模相比,弧型模采用的特殊曲线改变了钢管与模具的受力状态     

轴对称与非轴对称截面冷拔棒材表面残余应力的比较

用物理测定法测定了矩形截面冷技型钢表面的残余应力，并与圆形截面冷拔型钢表面残余应力进行比较。提出用高温近火方法来改善矩形截面冷拔型钢表面残余应力的工艺探索。     

冷拔残余应力应变对钢丝氢扩散过程的影响

利用有限元法对高强度珠光体钢丝冷拔残余应力应变进行有限元分析,在此基础上利用有限差分法计算应力应变同时诱导下的氢扩散浓度分布规律,并比较其与只考虑残余应力诱导氢扩散模型所得氢浓度分布规律的不同.结果表明,由于冷拔加工过程中钢丝表面和内部变形速率的差异,冷拔后在钢丝表面产生较大的残余拉应力和大量的塑性应变.残余应力应变的...     

换热器管子与管板焊接接头残余应力数值模拟

利用有限元软件ABAQUS,对换热器管子与管板焊接残余应力进行数值模拟,获得了焊接接头残余应力的分布规律,比较了伸出角接头和内角接头的优劣.计算结果表明,内角接头残余应力比伸出角接头小.最大径向应力出现在管板表面的热影响区,对管板表面裂纹有主要影响.最大环向应力出现在焊缝根部,对管子与管板连接失效影响较大.相邻两换热管之间,由于后面换热管的焊接加热作用,使前面管子焊缝局部应力值下降,有利于降低应力腐蚀开裂的敏感性.研究结果为优化换热器管子与管板的焊接工艺、控制残余应力提供了理论依据.     

无模拉拔成形连续柱状晶BFe10-1-1合金管材的残余应力

在拉拔温度850℃、拉拔速度0.7mm/s、进料速度0.5mm/s的条件下,对连续柱状晶组织BFe10-1-1合金管材进行无模拉拔成形,采用X射线法测定管材的残余应力,采用TEM进行微观组织分析,探讨了残余应力产生的机理。结果表明,沿着拉拔方向,无模拉拔合金管材的变形区外表面残余应力分布呈先升高后降低的趋势;已变形区残余应力值较为均匀;各点残余应力均为压应力,最大值为135MPa。无模拉拔成形过程中,连续柱状晶组织BFe10-1-1合金管材的晶界变得曲折,晶界周围出现不同密度的位错塞积,变形区沿拉拔方向的位错密度呈先增大再减小的趋势,这一趋势是导致产生不同程度残余应力的根本原因。     

空拔管的纵裂与残余应力

本文分析了空拔管的纵裂及其与残余应力的关系,讨论了钢管空拔变形的不均匀性及残余应力的形成,介绍了利用辅助变形的方法降低空拔管残余应力的试验及取得的明显效果。     

油井管温矫工艺的实验研究

对P110油井钢管温矫后的尺寸及残余应力进行了测试、对比和分析,初步探讨了温矫工艺对P110油井钢管压溃性能的影响。研究结果表明,在现有温矫工艺下,经过一次温矫直,平均可以消除0．64％的不圆度,再经过一次冷矫直,平均又可以消除0．04％的不圆度;温矫后钢管管体的表面切向残余应力以拉应力为主,轴向残余应力为拉压组合应力,且分布极不均匀。     

连续油管电阻焊残余应力场的数值分析

采用有限单元法,初步模拟了连续油管电阻直缝焊（ERW）、焊缝热处理和整体热处理时的残余应力场分布情况,以期为连续油管的国产化生产提供有价值的参考.结果表明,焊后残余应力集中分布在焊缝附近,焊缝中心残余应力值较大,管体其它部位应力很小,最大残余应力为477 MPa;经过焊缝热处理和整体热处理,残余应力均有所降低,最大残余...     

管材拉拔中的不均匀变形与残余应力

为评价管材拉拔中的不均匀变形 ,提出用管材拉拔前后截面形状变化指数Q描述截面变形的不均匀性。用电阻应变片测试了黄铜管材变形后的表面残余应力 ,用管材截面小圆环法计算了截面径向和周向变形的分布 ,确定了管材拉拔中Q值对管材截面上变形分布及表面残余应力的影响规律。     

Isothermal and thermomechanical finite-element analysis of the tube drawing process using a fixed tapered plug

Quality is a very important feature in the manufacturing of products such as tube. Nonhomogeneous deformation, common to most metalforming operations, leaves the product in a cold worked state, resulting in a pattern of residual stresses. Depending on the nature and magnitude of residual stresses, they may be detrimental or beneficial to the strength and reliability of the product. To evaluate the residual stresses in the product, a complete stress analysis of the workpiece throughout the deformation history is required. In this study, a large deformation, nonlinear, elastic-plastic finite-element code was used to investigate the effect of friction, drawing speed, degree of plastic work (reduction in area), and the die/plug geometry on the extent of temperature increase, induced residual stresses, and the required drawing load in the drawing of oxygen-free high-conductivity (OFHC) copper tube using a fixed, tapered plug. Complete simulations of the tube drawing process were conducted by tracing its deformation history from the point at which it entered the die area until it exited the die. The resulting thermal effects were then used to determine the required drawing loads and induced residual stress distributions throughout the tube wall thickness. Similar simulations were conducted without taking into account the thermal effects. Equivalent plastic strain, equivalent stress, longitudinal stress, and circumferential residual stresses are presented and compared for both the isothermal and the thermally coupled analysis.     

焊接残余应力对焊接接头蠕变性能的影响

应用大型有限元分析软件ABAQUS及其RESTART功能,建立了焊接温度场模型、残余应力场模型和蠕变分析模型.使用焊接残余应力作用下蠕变的顺次耦合有限元计算方法,对Cr5Mo加热炉炉管焊接接头残余应力和蠕变进行了数值模拟.计算方法为掌握复杂的焊接残余应力对高温炉管焊接接头的蠕变影响奠定了基础.比较了考虑焊接残余应力和仅承受内压两种工况下的炉管接头蠕变情况.结果表明,虽然焊接残余应力在短时间内松弛,但焊接残余应力决定了炉管的蠕变变形,焊接残余应力是影响炉管蠕变的重要因素.     

薄壁铜管固定芯头拉拔和游动芯头拉拔的对比分析

为提高薄壁铜管拉拔后的成形质量,探讨不同拉拔工艺对薄壁铜管成形性能的影响,利用有限元软件MARC分别对两种拉拔成形工艺建立有限元模型,对比分析薄壁铜管固定芯头拉拔和游动芯头拉拔对拉拔力、铜管拉拔后等效应力、应变和残余应力的影响。结果表明:在相同工艺参数下,与固定芯头拉拔相比,游动芯头拉拔所需拉拔力明显更小,等效应力也相对更小,等效应变相等,残余应力在轴向和周向更小,且分布更均匀,在径向都趋近于0。在不考虑其他因素下,游动芯头拉拔更有助于提高薄壁铜管的产品质量。     

化学气相沉积钨管开裂原因分析

采用切环测量法及X射线应力分析方法对化学气相沉积制备的开裂钨管进行测量与分析。结果表明,在钨管内表面较大残余拉应力作用下,裂纹萌生于钨管内表面两个邻近柱状晶的晶界,沿柱状晶的晶界向钨管外壁扩展;钨管外表面存在较大的残余压应力对裂纹的继续扩展起阻碍作用。