一.不同成型方法的对比研究表明,单半径和双半径成型法边缘成型效果较差,而采用三半径W形成型方法较好。依据数值模拟结果,提出了中直径焊管Φ219x6成型工艺的设计方法,设计并绘制了管坯变形和配辊图,并用三半径W形详细地设计了 架水平辊的结构尺寸图。最后提出了一种把经验设计和数值模拟结合起来的经济 的设计方法。文中工作对于指导焊管孔型、辊型和成型工艺设计,厚壁直缝钢管厂家大全,提高焊管质量和实现焊管孔型、辊型和成型工艺设计从经验设计方法到基于数值模拟方法的转变奠定了基础。
二.在工程实践中,直缝焊管成型工艺和成型机组的设计仍然采用经验设计方法,经验设计方法的主要缺点是工艺和轧辊设计的合理性必须通过生产实践检验,成本高周期长,不适合市场经济发展的需要。本文利用弹塑性大变形和接触非线性有限元法,应用大型多物理场有限元软件—ANSYS,建立了较为符合实际的焊管成型过程的三维有限元模型,研究了小直径焊管管坯在单道次、多道次中的成型过程,获取了管坯在成型过程中的应力、应变的变化分布规律以及曲率、压靠力的变化规律,并作出了应力应变在半个管坯上的立体分布图。成型方式考虑了基线恒定式单半径成型法、下山式单半径成型法和下山式双半径成型法三种成型方式,研究了各种成型方式和管坯壁厚对应力、应变、曲率的影响,考虑了压靠力对成型过程的影响。
直缝焊管成型过程属于弹塑性大变形和接触非线性多重非线性耦合问题,使理论研究和实验研究远落后于工程实践,即使采用有限元法也存在很多困难,利川直缝钢管,目前还没有完整的数值模拟研究工作。
直缝钢管主要受不均匀冷却造成的残余应力.残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力,各种截面的热轧型钢都有这类残余应力,一般型钢截面尺寸越大,残余应力也越大.残余应力虽然是自相平衡的,但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响如对变形,稳定性等方面都可能产生不利的作用;经过焊接之后,大口径厚壁直缝钢管,直缝钢管内部的非金属夹杂物被
压成薄片,出现分层现象.分层使直缝钢管沿厚度方向受拉的性能大大恶化,并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂.焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍,比荷载引起的应变大得多. 另外直缝焊管不可避免地会有很多的丁字焊缝,因此存在焊接缺陷的机率也大大提高,而且丁字焊缝处的焊接残余应力较大,焊缝金属往往处于三向应力状态,增加了产生裂纹的可能性。螺旋埋弧焊管焊缝呈螺旋线分布,焊缝长,尤其是处于动态条件下焊接时,焊缝还来不及冷却就离开了成型点,较易产生焊接热裂纹。裂纹的方向和焊缝平行,和钢管轴线成一定夹角,一般在30-70°之间。这个角度刚好与剪切破坏角度相一致,因此其抗弯、抗拉、抗压和抗扭性能远不如直缝埋弧焊管,同时由于焊接位置限制,
产生的马鞍形和鱼脊形焊缝影响美观。另外,施工过程中,螺旋焊母管节点处的相贯线焊缝割裂了螺旋缝,大口径厚壁直缝钢管厂家,产生较大的焊接应力,因而大大削弱构件的安全性能,
因此应加强螺旋焊管焊缝的无损检测力度,确保焊接质量,否则在重要的钢结构场合不宜使用螺旋埋弧焊管。