ERW直缝焊管成型装置的发展

简要介绍了ERW直缝焊管成型装置的产生和发展历程。详细阐述了ERW直缝焊管排辊成型的特点、主要生产工艺布置和设备组成、排辊成型的换辊与调整等。     

试论偏心成型立辊

通过分析现有非偏心成型立辊孔型存在的各种弊端, 提出了偏心成型立辊孔型这一新概念。详细介绍了偏心成型立辊的结构特点、作用、偏心位置与偏心距的确定以及实验结果等。偏心成型立辊不仅可以增大管坯的变形量, 减少轧辊的磨损, 延长成型辊的使用寿命, 而且还便于调整, 能够提高焊管的质量     

成型参数对HFW焊管排辊成型质量的影响

HFW(high frequency welding)焊管的排辊成型过程主要受材料、成型设计、工艺设计方面因素的影响。实际生产中需要知道各影响因素对产品成型质量的影响,为生产工艺的制定提供理论上的参数定性、定量选择依据。基于508 mm直缝焊管的排辊成型过程,利用有限元分析软件ABAQUS仿真,将带钢的成型形状、边部纵向应变曲线、边部PEEQ(等效塑性应变)曲线作为评价指标,探讨了成型速度、摩擦状态对管坯成型效果的影响。结果表明,在正常取值下,速度和摩擦状态对成型形状无较大影响,速度对边部纵向应变以及边部PEEQ影响较大,摩擦因数对边部纵向应变影响较大,对边部PEEQ基本无影响。     

直缝焊管成型辊组合变形曲线探析

直缝焊管辊式成型是借助带有辊槽的轧辊使管坯分步弯曲变形而实现的,如图1所示。这种常规的辊式成型工艺在变形中有以下不足之处:     

直缝电焊钢管双半径成型孔型设计

根据某厂要求,我们在φ101～173焊管机组上采用了双半径成型法,设计了φ101～1.7毫米焊管成型机孔型,经过正式试车生产,成型效果较单半径的好。本文介绍了这种成型方法的特点;管坯成型孔型的设计方法;成型辊辊型设计;立辊孔型半径与辊型计算。文后给出了成型孔型设计实例。     

基于参数化的螺旋焊管成型模型建立及成型过程仿真

螺旋焊管在油气输送中占有重要地位,建立螺旋焊管成型过程的三维模型对焊管成型过程分析、残余应力及承载能力分析有重要意义.在AutoCAD中螺旋体三维造型是一个较难解决的问题,本文利用SolidEdge建立螺旋焊管三维模型,利用VBA编制程序,建立了成型辊及螺旋焊管成型过程的三维参数化模型,利用该模型通过Abaqus对成型过程进行了仿真.通过仿真确定了优化的成型参数,成型辊下压量为7mm时,经成型、释放后管坯的管径能够满足要求.     

直缝焊管生产的管坯边缘成型控制

为解决直缝焊管成型后管坯焊边斜度大，最终导致焊缝上下结合强度存在差异的问题，通过实测、分析和计算，得出成型后管坯的弹性回复时造成焊边斜度大的主要原因，适当调整成型辊孔型设计方法，可减少管坯边缘待焊边的倾斜角度，提高焊接质量。     

国内外直缝焊管机组的发展趋势

探讨了国内外直缝焊管机组的发展趋势。重点讨论了辊式成型与排辊成型两种成型方式的特点．分析了国内引进的10余套ERW直缝电阻焊管机组的生产情况及工艺设备问题。指出除高（中）频热处理、超声波探伤、剪切对焊及排辊成型等设备可以引进外,飞切机、水平螺旋活套、水压机和平头倒棱机等都可以实现国产化。     

直缝焊管精成型过程的试验研究

直缝焊管的管坯成型质量对焊接性能及其成品管的性能有很大影响。本文以立辊和精成型辊为重点,谈谈各种成型条件(辊型,尺寸等)对成型质量的影响。试验方法和试验条件试验装置如图1所示,其机架宽为300毫米。平板借助入口箱形导卫装置,送进粗成型辊 BR1、BR2、BR3形成半圆形。然后,再经过 BR3、立辊 SR1、SR2和精成型辊 FR1     

由国外制管设备的状况看我国焊管业的发展

结合参观美国焊管生产、设备制造厂及其协作厂以及芝加哥＇９５国际管材展览国外入展的技术设备情况，介绍了国外焊管生产在设备精度，排辊成型、冷减径技术及产品发展方面的情况，针对国内焊管生产问题，指出了我国焊管业的发展途径。     

基于混合硬化模型的ERW焊管排辊成形数值模拟

针对ERW焊管排辊成形过程中带刚反复加载、卸载的复杂成形工艺特点,提出了考虑包辛格效应的混合硬化材料本构模型;通过ABAQUS用户材料子程序VUMAT的二次开发,对混合硬化材料的本构模型进行了有限元程序实现;基于混合硬化模型,对ERW焊管排辊成形过程进行了数值模拟,分析了成形过程中应力应变的变化规律,并对计算结果进行了对比。结果表明,混合硬化模型能够很好地体现ERW焊管排辊成形反复加载、卸载的成形工艺特点;不同的材料硬化模型对排辊成形过程中板料的应力应变产生较大影响。     

排辊成形工艺参数化设计系统集成开发技术

排辊成形是利用若干组小排辊将带钢续弯卷成管筒的一种辊式成形工艺,是制造焊管的重要加工技术。现代的排辊成形工艺设计涉及到CAD,CAE和知识管理等多个方面的技术,技术平台的集成至关重要。本文以Visual Basic为开发平台,利用Visual Basic与ACCESS数据库、MATLAB与ANSYS的接口技术,将参数设计、有限元模拟和知识管理集成,开发了直缝焊管排辊成形工艺设计系统。通过该系统可以实现直缝焊管排辊成形过程的工艺参数管理、机组的轧辊设计、花型设计、工艺参数设计以及CAD/CAE建模仿真。该平台可以为工程人员进行直缝焊管工艺设计提供重要参考。     

FFX成型技术的先进性分析

近50年来,HFW焊管成型技术经历了3个阶段的技术进步:传统成型-排辊成型-FFX成型。结合渤海石油装备华油钢管公司扬州分公司的实际应用情况,重点分析了FFX成型技术在其粗成型轧辊兼用和结构合理、控制系统高度的自动化水平、钢管易调型、设备运行全过程监控等方面的先进性以及运行的经济性。     

矫直工艺对Zr-Sn-Nb系合金管材氢化物取向的影响

核反应堆包壳管的氢化物取向因子会较大程度的影响其力学性能和使用性能。为此,使用6辊精密管材矫直机对?10 mm的Zr-Sn-Nb系合金成品管材进行矫直实验,研究辊缝值、弯曲量及矫直辊角度对其氢化物取向因子的影响。采用X射线衍射技术分析矫直管材的残余应力,采用光学显微镜观察高压釜渗氢试样的氢化物分布,并通过评级软件检测氢化物取向因子(Fn~(40°))。结果表明:辊缝值、弯曲量及矫直辊角度均对矫直后管材的残余应力有显著影响,并且管材氢化物取向因子随着残余应力的增大而增大。当辊缝值≥10 mm,弯曲量≤4.2 mm,矫直辊角度在31.5°～33.5°之间时管材残余正应力≤35.6 MPa,切应力≤37.8 MPa,此时氢化物取向呈周向或接近周向,氢化物取向因子满足技术要求。     

超细管材矫直机设计及矫直动态仿真分析

为了满足市场对高精度超细管材的需求,以现有的十辊矫直机为基础,通过研究十辊矫直机的矫直原理,设计了一种新型的超细管材矫直机。介绍了超细管材矫直机的主要技术要求、矫直系统的构成,分析了各个主要部件的结构特点及创新。同时,利用有限元软件Abaqus建立了超细管材矫直机的有限元模型,并对超细管材的矫直过程进行了动态仿真研究。根据设计要求,分析了超细管材矫直后的椭圆度、直线度和残余应力,证明了超细管材矫直机设计的合理性。     

石油套管热矫直残余应力的计算机模拟

本文利用有限元分析的方法,通过计算机模拟对石油套管的矫直过程,研究满足直线度要求时石油套管的矫直量与残余应力的关系,分析石油套管矫直时的变形规律,以减小矫直过程中产生的残余应力,提高石油套管的机械性能,为矫直工艺的制定提供理论依据.     

ERW焊管辊弯成型过程的动态仿真研究

ERW焊管辊弯成型过程复杂,规律难以把握。为了获得高质量的ERW焊管,减少成型缺陷,降低开发成本,文章采用动力显式有限元法和实验获得材料模型,建立ERW焊管辊弯成型过程的弹塑性有限元模型,实现了对ERW焊管连续成型过程的全流程仿真,分析了带钢在成型过程中的应力、应变变化规律与形状变化规律以及带钢厚度对成型质量的影响。研究结果表明,整个辊弯成型过程应力变化较为平缓,在精成型段有较大变形量,产生较大应力;边部纤维纵向应变高于中部纤维,导致边部有少量"皱曲"产生;随着厚度的增加,纵向应变相应增大。     

有限条法模拟直缝焊管成型过程

以结构分析有限条法为基础,基于固体力学有限形变理论的Ｕｐｄａｔｅｄ－Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ法,建立了弹塑性大变形样条有限条法,并用于模拟直缝焊管的成型过程,获得了变形带材的三维位移场、应变场和应力场。分析结果表明,带材边缘部位是焊管成型过程的主要变形区,其应变、应力值的大小将直接影响焊管质量,是焊管生产中一个值得重视的问题。文中提出的方法可以有效地分析直缝焊管成型过程,并将用于分析其它开口冷弯型钢成     

Research on strip deformation in the cage roll-forming process of ERW round pipes

Cage roll forming is an advanced roll-forming technique to manufacture electric resistance welded (ERW) round pipes. In the cage roll-forming process, many small rolls are arranged along the outer surface of the deformable strip to bend the strip edge in a more smooth way. Furthermore, these small rolls can be used for forming pipes of different sizes. Therefore, cage roll forming can reduce roll change time and improve forming quality, as compared with the conventional step roll forming. However, very few studies can be found about cage roll forming, due to its complexity, and the industrial practice depends greatly on experience rather than science-based design today. In this work, the whole cage roll-forming process is simulated with the explicit elastic–plastic finite element method, and the strip deformation during the cage roll-forming process has been investigated in detail. Through the simulation, the “non-bending area” phenomenon is found, and the ranges of the non-bending area at different forming stands are obtained. In addition, the longitudinal strain at the inside edge and center are predicted, and by comparison, it can be known that the deformation of the strip edge is usually larger and edge buckling is most likely to occur at the entry sides of No.1–No.3 fin-pass stands. Finally, the circumferential length, opening distance and the profiles of the deformed strip are measured on the cage roll-forming mill. There is a good agreement between the experimental and simulated results.     

直缝焊管机组定径平辊底径递增量的探讨

根据定径原理 ,提出直缝焊管机组定径平辊底径递增量Δd是焊管外径Dn 、管壁厚度S、定径余量ΔD、管材弹性ε的函数 ;并且从定径余量转换成焊管纵向增长量以及定径过程需要焊管保持一定张力的角度对定径平辊底径递增量进行推导 ,得到定径平辊底径递增量的计算式 ,为科学合理设计定径平辊底径递增量提供了理论依据 ,对延长轧辊使用寿命、提高焊管表面质量、提高轧辊通用性等具有重要意义