高强钢辊弯成型矩形管特性数值分析

针对高强钢薄壁矩形管连续辊弯成型过程中的受力性能及存在的精度、加工硬化等问题,运用专用辊弯成型有限元分析软件COPRA,建立了DP980十机架连续辊弯成型三维有限元模型,并采取不同的变形分配量对矩形管长短边和圆角处的受力特性进行了研究,重点分析了高强钢薄壁矩形管圆角处不同位置的厚度、材料屈服强度和半径的变化规律。研究发现,高强钢薄壁矩形管整个截面中圆角中心的材料屈服强度和半径最小;采用不同变形量分配方案的矩形管,方案A (变形量平均分配)圆角厚度增加最大,方案B (小变形→大变形→小变形)圆角厚度、材料屈服强度增加最少,但成型尺寸精度最高。     

梯形截面异型管成型工艺研究

以某种空腹焊接异形截面冷弯型钢为例,分析研究了闭口冷弯型钢常用的“圆变方”和“直接成方”成型工艺的优缺点及出现的问题。结合两种成型工艺的优点,提出了一种新的冷弯复合成型工艺,阐述了其工艺变形方案,按照产品要求设计了工艺参数,确定了成型和定径过程。使用该复合成型工艺生产既可实现异型管形状尺寸要求,又可满足弯角R很小（R为1.5倍壁厚）而无开裂现象的要求。     

冷弯方矩形管成型方式的选择

方矩形管辊式冷弯成型有"先圆后方"和"直接成方"两种成型方式.以生产100mm×250mm×4mm规格的矩形管为例,对两种成型工艺所需带钢宽度进行了比较,认为采用"直接成方"工艺可节省原料.对水平配辊和竖直配辊方式进行分析,得出了采用竖直配辊可以减少空弯,使角部变形充分的结论.     

复杂闭口截面冷弯型钢的成型及焊接工艺设计

闭口截面冷弯型钢与开口截面冷弯型钢相比,截面形状复杂且一般不对称,因而在焊接质量控制、尺寸控制以及成型设备等方面都存在很大的不同。以50钢门框型材产品设计为例,介绍了复杂封闭截面型钢常用的成型方式和焊接方式,分析了成型工艺对其焊接质量的影响,提出了在制定成型工艺时应注意的事项。实际生产证明,选用的50钢门框型材的成型工艺和焊接工艺合理可靠,成型和焊接质量稳定。     

铁路用冷弯轨距挡板的孔型设计

铁路用轨距挡板通常为异型断面,结构复杂,热轧方法生产工艺复杂。在对10#铁路用轨距挡板形状及其热轧特点分析的基础上,提出采用冷弯型钢的设计思路,在数学推导基础上计算了料宽、成型道次数、各架次孔型尺寸,完成了10#轨距挡板冷弯成型辊的孔型设计。与热轧孔型相比,冷弯孔型尺寸精度高,截面经济合理,生产成本低。     

先进高强度钢辊弯成型工艺仿真研究

在汽车加强梁的辊弯成型项目研究中,运用有限元软件MARC对高强度钢DP800辊弯成型过程进行仿真,通过生产实践中的应用验证了仿真模型的正确性.建立了圆角辊弯模型,将DP800钢和Q235钢用于该模型进行分析,结果表明:随着成型角度的增大,与Q235钢相比,DP800钢的回弹增量及辊弯变形能增量均有增加的趋势.将仿真与BISWAS公式计算所得的回弹值进行比较,发现BISWAS回弹公式不能直接应用于双相(DP)钢的辊弯回弹计算,而应在公式中采用随弯曲角增加而增大的屈服应力.     

通长不锈钢地铁客车车顶边梁的开发

由于301/301L奥氏体不锈钢具有成型性能好、表面质量优良、耐大气腐蚀性能好、成本低等特点,所以越来越广泛地应用在城市轨道客车车体的制造中。但301/301L奥氏体不锈钢在冷弯变形过程存在较大的弹性回复变形,且屈服强度越大,弹性回复就越大。通过对301L奥氏体不锈钢冷弯变形过程中的生产工艺分析,运用合理的变形工艺,解决了变形过程中产生的各种缺陷。     

厚壁螺旋埋弧焊管焊缝反弯试验断裂原因分析

为了探寻厚壁螺旋埋弧焊管焊缝反弯试验断裂的原因,对壁厚21.4 mm的螺旋埋弧焊管焊缝反弯试样断口进行了分析。结果表明,此次反弯试样的断裂主要原因是内焊部位纵向断续分布多处凝固裂纹,尺寸较大夹杂物也在一定程度上破坏了焊缝的韧性,加速了试样的断裂。可通过控制钢管成型角稳定性、保证钢带有效变形量以及调整焊缝形貌变宽变平的方式降低管坯成型残余应力和焊接应力,从而避免内焊凝固裂纹的产生;还可选用杂质含量低的优质碱性焊剂,保证对焊剂进行烘干以及杂质筛除等措施来避免焊缝产生尺寸较大的夹杂物,提升焊缝质量。     

大型塔器局部焊缝热处理应力数值模拟

基于ANSYS软件,建立了1台尺寸为5 200mm×66 050mm×44mm、材质为Q345R的大型丙烯塔实体模型,通过数值模拟得到了塔器在局部焊缝消应力热处理状态下的温度和应力分布,说明在考虑自重、风载荷和偏心载荷的情况下,塔器局部焊缝应力小于材料许用应力,能够满足强度要求。     

双弯壳体动力钻具结构分析

采用能量法分析了A、B两种型号侧钻水平井双弯壳体动力钻具的结构特性 ,给出了钻具弯曲变形与井壁压力、钻头造斜力、井眼几何尺寸的关系 ,讨论了在直井眼内的下入问题。通过分析计算可知 ,当双弯壳体弯曲变形C点挠度为 4 3 58mm时 ,A型钻具与套管的摩阻力为1 1 82 8N ;当双弯壳体弯曲变形C点挠度为 6 66mm时 ,B型钻具与套管的摩阻力为 1 569 7N ,因此两种型号钻具均可顺利下入井底 ,此时钻具最大弯曲应力在C截面 ,分别为 3 9 76MPa和3 6 65MPa ,均小于材料许用应力 ,钻具强度安全系数大于 1 0 ,满足强度条件。     

试样形式对X65/X70大壁厚海底用直缝埋弧焊管拉伸试验结果的影响

以JCOE成型的X65级φ 762 mm×30.2 mm和X70级φ 765.2 mm×31.8 mm钢管为例,对X65/X70大壁厚海底用直缝埋弧焊钢管管体横向和纵向拉伸试验进行了对比,分析了板状试样和圆棒试样对管体拉伸试验结果的影响.结果表明:试样形式对抗拉强度的影响较小;横向圆棒试样的屈服强度、屈强比均明显高于横...     

全管体扩径对X80螺旋埋弧焊管力学性能影响规律研究

采用全管体扩径技术,研究了X80钢级Φ1 219 mm×22 mm螺旋埋弧焊管扩径前后力学性能的变化情况。结果表明,随着扩径率的增大,屈服强度和抗拉强度均有不同程度的增加,屈强比也随之增大,冲击韧性略有下降,DWTT性能变化不明显。在扩径率为0.88%情况下,管体横向屈服强度提高了15.2%,抗拉强度提高了5.8%,屈强比增大了9.8%;管体横、纵向屈服强度一致性提高了51.8%。总体上通过全管体扩径,管材力学性能的一致性得到进一步提高。     

石油套管抗挤性能研究

以 139.7 mm×7.72 mm/9.17 mm SEW N80和P110套管为例建立几何模型,利用套管抗挤强度计算公式、有限元分析及套管挤毁试验研究了套管抗挤毁性能的影响因素。结果表明,径厚比、屈服强度是造成套管挤毁失效的主要影响因素;外径不圆度、残余应力的影响次之;壁厚不均度影响最小。另外,外径不圆度、壁厚不均度及残余应力的综合作用对套管的抗挤毁性能也有一定的影响。     

钻井用大直径高强度连续管性能分析

为了分析钻井用大直径高强度连续管性能,对开发的规格为Φ73 mm×4.8 mm和Φ88.9 mm×4.8 mm大直径高强度连续管开展力学性能、塑性性能、微观组织、抗腐蚀性能等多项性能研究与分析。结果表明,两种规格连续管力学性能优良,具有良好的塑性性能,组织均匀且晶粒较细,具有一定的抗腐蚀性能及优良的抗压能力,各项性能指标均符合标准要求,且性能优良,为连续管钻井技术的推广及应用提供了有利保障。     

螺旋埋弧焊管管体横向纵向拉伸试验结果分析

对X60钢φ508mm×11.1mm螺旋埋弧焊管管体横向和纵向拉伸试验结果进行了对比,并结合焊管横向及纵向拉伸试样在卷板和焊管的位置,经过分析发现,螺旋埋弧焊管管体纵向屈服强度明显要高于横向,而抗拉强度则相差不大。     

机械式复合管弯曲性能分析

采用有限元软件对Ф219mm×（14．3＋3）mm机械式复合管进行了弯曲屈曲分析．结果表明机械式复合管在弯曲过程中主要的屈曲失效模式是内衬起皱;通过在有限元中添加过盈来模拟复合管的结合界面并对不同过盈量下的复合管进行了弯曲分析,结果表明采用过盈配合能够很好地模拟复合管的结合界面,并且过盈量越大复合管的结合强度和抗弯能力越高;分析了衬管壁厚对复合管抗弯性能的影响,结果表明增加衬管壁厚能够显著提高复合管的抗弯能力;通过在复合管有限元模型中添加焊接点进行弯曲失效分析,结果表明添加焊接点并不能消除复合管内衬起皱的现象,并且当焊接间距在一定范围内反而会降低复合管的抗弯能力。     

大直径超厚Φ1 422 mm×25.4 mm螺旋埋弧焊管开发

通过低碳高Nb＋Mo/Ni合金设计理念,采用粗轧低温快轧技术,成功开发出典型的针状铁素体型X80级Φ1 422 mm×25.4 mm大直径超厚螺旋缝埋弧焊管用热轧卷板。在制管过程中采用低残余应力成型技术,结合适度增加水压压力,管体内表面和外表面环向应力都低于80 MPa,并通过试验确定了厚壁管材焊接过程中的最佳热输入线能量。对试制后的X80级Φ1 422 mm×25.4 mm螺旋埋弧焊管进行理化性能检测,结果显示,管体屈服强度为556～615 MPa,抗拉强度为648～655 MPa,焊接接头拉伸强度≥669 MPa,0 ℃下,母材、HAZ和焊缝夏比冲击性能都在150 J以上,母材DWTT剪切面积94%,且管体和焊接接头硬度最大值仅255HV10。检测结果表明,试制的X80级Φ1 422 mm×25.4 mm管材具有良好的力学性能,且理化性能全部符合API SPEC 5L标准要求。     

非均匀载荷对TP130TT套管抗挤强度的影响

认识影响新型套管(TP130TT×152.4mm×16.90mm)的抗挤强度的诸种因素,对正确选用这种套管具有重要的指导意义。采用有限元法,计算和分析了套管缺陷(壁厚不均度、椭圆度)及非均匀载荷等因素对套管抗挤强度的影响规律。计算结果表明,在非均匀外挤载荷作用下,这种套管仍具有较高的抗挤能力;在静水压力的作用下,套管抗挤强度随着其壁厚不均度和椭圆度的增加而降低。     

22．22mm极限规格X70级热轧卷板的开发

通过适当的控轧控冷工艺,太钢在2250热连轧机组上成功开发了极限规格22．22mm×1550mm×C的X70级热轧卷板,所开发的管线钢30°方向屈服强度达到520MPa,-20℃冲击功达到280J,0℃平均落锤撕裂面积为90％,性能均达到了试制目标,可用于制造大直径、大壁厚的螺旋埋弧焊管,可承载10MPa以上的高压输气。     

2205/Q235大面积双相不锈钢复合板性能分析

针对油田对集输管线用板材较高抗腐蚀性的要求,采用爆炸焊接技术,对2205双相不锈钢与碳钢Q235进行爆炸焊接,研制出了10 000 mm(长)×1 400 mm(宽)×14 mm(厚)大面积双相不锈钢复合板材,其中不锈钢层厚度为2 mm。检测结果表明:复合板材的剪切强度及其他力学性能均达到或超过标准要求;HIC试验和SSCC试验加载为72%Rt 0.5时均未出现任何裂纹;在H2S,CO2,C l-共存的气相腐蚀介质中,试样蚀速率为0.045mm/a;两种材料的复合界面SEM观察及元素分析表明,2205双相不锈钢与Q235完全实现了冶金结合。