水电站钢岔管的振动时效工艺技术

钢岔管整体焊接后存在较大的残余应力,需要进行消应力处理;基于现场试验,对现有钢岔管进行了振动时效处理,并对时效前后关键部位进行焊接残余应力测试;通过钢岔管振动时效,有效地消除了钢岔管焊接接头的残余应力,符合GB/T 25712—2010《振动时效工艺参数选择及效果评定方法》标准要求,证明振动时效工艺在钢岔管消应力中能够有效应用、推广。     

800MPa级高强钢模型岔管的加工与焊接

十三陵抽水蓄能电站压力钢管道上采用了８００ＭＰａ级高强钢岔管,因为在设计上缺乏检验,为了保证工程的安全,制作了模型岔管进行水压试验。虽然是模型岔管,但由于是采用８００ＭＰａ级钢,其制造难度不亚于真正的岔管,制作工艺,特别是焊接工艺对今后此类岔管的制造及８００ＭＰａ级钢的加工与焊接有着重要的参考价值。     

抽水蓄能电站钢岔管水压试验结构应力测试分析与评价

为检验钢岔管设计的合理性和施工的可靠性,采用应变电测法对钢岔管水压试验过程进行结构应力测试,掌握钢岔管关键应力控制点的应力分布情况;采用有限元法对钢岔管水压试验工况进行结构应力分析,确定该工况下关键应力控制点的抗力限值及应力分布情况。测试数据表明：测试应力值与试验压力呈良好的线性正相关关系,钢岔管管壁最大应力值与试验压力值的相关系数R为0.999 988,钢岔管月牙肋最大应力值与试验压力值的相关系数R为0.999 896,良好的线性关系表明应变计的防护安全可靠,测试系统稳定。基于形状改变比能理论,对测试应力值进行等效处理,转换为Von Mises等效应力值。对比分析测试数据和计算成果：钢岔管水压试验结构最大应力值均小于结构的抗力限值,结构强度满足设计要求。管壁最大应力值位于靠近肋板端部的主管折角处(公切球半径最大部位),月牙肋最大应力值位于月牙肋内侧中部位置,与计算结果吻合,符合钢岔管的结构特性。Von Mises等效应力值与设计计算值最小相差-9.4%,吻合度较高。     

高压钢岔管焊接接头采用相控阵超声检测技术的应用研究

目前抽水蓄能电站水头较高,使用寿命较长。钢岔管是蓄能电站中较为重要的设备,通常采用厚壁高强钢材质,设计压力较高,为了后期平稳运行,岔管对接焊缝内部质量要求较高。笔者在现场质量监督过程中,发现岔管焊缝内部有2处疑似超标缺陷,采用UT、TOFD、PAUT检测方法现场验证,认为相控阵超声检测技术在岔管焊接接头内部质量控制上有着明显的优势,缺陷定性、定量、测长精准,检测效率较高。     

消除岔管残余应力的振动时效VSR技术

针对焊接残余应力对结构性能的影响，介绍了几种消除残余应力的方法，建议采用振动消应VSR技术，消除岔管残余应力并采取磁弹法应力测试的方法，按照标准JB／T5926-1998《振动时效工艺参数选择及技术要求》进行残余应力消除率的评定。结果表明，振动消应VSR技术可有效地提高工作效率。     

残余应力对ERW管线管制造过程的影响分析

通过对残余应力形成过程及原因的机理研究,采用塑性变形和相关性统计分析方法,分析了残余应力对ERW管线管制造过程的影响,并就减少ERW管线管制管过程中的残余应力提出控制措施。认为要避免焊接前带钢的不对称变形和回弹应力的影响,定径和水压试验是较为重要的工序。     

基于钢岔管水压试验中的声发射检测技术应用研究

为保证钢岔管在水压试验过程中能够安全进行,本文采用声发射实时监测技术对钢岔管焊缝和母材产生的声发射信号进行实时监测。在升压之前,用断铅信号模拟源分析了随着传播距离的增加声发射信号衰减的情况,并给出了满足同类型试验的幅值与传播距离的关系式;在升压和保压过程中,综合采用声发射源的平面定位分析法、特征参数分析法、波形分析法对出现有意义的声发射信号时段进行了详细分析,为钢岔管水压试验的安全监测提供了技术支撑。试验结果对同类型钢岔管水压试验声发射安全监测具有一定的参考价值。     

同管径不等厚管的焊接残余应力数值模拟

针对同径不等厚管,运用有限元模拟软件SYSWELD,获瞬时焊接温度场及焊接残余应力场,重点分析管外壁及管内壁焊接残余应力。结果表明,本模型管内壁和管外壁焊接残余应力有沿着焊缝中心线对称分布的特征,薄壁端与厚壁端相略有差异。管内壁和管外壁焊接残余应力主要表现为轴向应力和切向应力,径向应力幅值很小。对比分析管内壁及管外壁等效焊接残余应力,表明管外壁焊接残余应力较小,等效焊接残余应力峰值出现在厚壁端热影响区;管内壁焊接残余应力在根焊处较大,超过450 MPa,根焊处应力集中,为薄弱部位。     

给水除氧器系统疏水管道焊接接头开裂分析

通过宏观检查、化学成分分析、硬度试验、金相检验和扫描电镜分析等试验,分析了某核电厂给水除氧器系统疏水管道焊接接头在运行过程中发生开裂的原因。研究结果表明,在交变载荷作用下,裂纹在疏水管焊接接头应力集中部位萌生并以疲劳方式扩展,焊接部位承受较大应力和焊接质量不佳是引发接头开裂的主要原因。     

水电站Rm≥800MPa高强钢岔管焊接工艺

随着我国水电建设步伐的加快,特别是大容量抽水蓄能电站的兴建,高水头、大直径、高HD值压力钢管不断涌现。目前压力钢管水头已达1300 m,HD值超过5000 m2。这些高参数、大型化压力钢管特别是其岔管对钢材提出了新的要求,为Rm≥800 MPa高强钢的应用开辟了广阔前景。从焊接试验、焊材选用、焊接顺序、质量保证措施及焊接检验、缺欠修复、调整与消除残余应力等方面对Rm≥800MPa高强钢岔管的焊接工艺进行了分析与探讨,可为下一步工程施工提供了借鉴和指导。