大型海底管線鋼管兩輥連續(xù)縮徑矯圓工藝研究
本文關(guān)鍵詞:大型海底管線鋼管兩輥連續(xù)縮徑矯圓工藝研究
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【摘要】:隨著陸上石油、天然氣等資源的減少,人們的目光越來越多的移向蘊藏著豐富自然資源的海洋,海洋的石油存儲量約占全球石油資源總量的34%,開采海上的石油和天然氣,其運輸主要依賴于大型的管線鋼管。而石油管線泄露和爆炸事故時有發(fā)生,造成重大的經(jīng)濟損失。為了人民生命財產(chǎn)安全,降低事故發(fā)生概率,就必須提高管線鋼管的質(zhì)量。橢圓度作為衡量管件質(zhì)量的標準之一,美國制管協(xié)會API Spec 5L標準規(guī)定,大型直縫焊管的橢圓度不應超過其公稱直徑的1%。但是,現(xiàn)今直接生產(chǎn)的大型直縫焊管的橢圓度大都超過標準范圍,需要增加一道矯圓工序,矯圓工藝對管件最終的橢圓度和降低管件焊接殘余應力起著非常重要的作用。本文首先對過彎矯圓、三輥矯圓、擴徑矯圓和模壓式縮徑矯圓等現(xiàn)有的幾種矯圓工藝及每種工藝的優(yōu)缺點做了簡單的介紹。接著介紹了本文所研究的兩輥連續(xù)縮徑矯圓工藝的必要性、可行性和規(guī)律性。本文采用理論分析、有限元模擬和實驗驗證相結(jié)合的方法來研究兩輥連續(xù)縮徑后管坯的橢圓度,以及影響矯圓后管坯橢圓度的因素和規(guī)律。根據(jù)小曲率平面彎曲彈復理論,對兩輥連續(xù)矯圓工藝中的縮徑率、初始橢圓度等參數(shù)與矯圓后管坯橢圓度的關(guān)系進行理論解析,建立矯圓后管件曲率半徑表達式。利用有限元模擬軟件ABAQUS對兩輥連續(xù)縮徑矯圓建立有限元模型,證明此矯圓工藝的可行性。分別改變工藝參數(shù)和管坯規(guī)格進行模擬,得到兩輥連續(xù)縮徑矯圓的變形規(guī)律。最后設(shè)計出實驗設(shè)備,進行實驗,對有限元模擬所得結(jié)論進行驗證。采用該方法矯圓的管件矯圓后橢圓度小,生產(chǎn)效率高,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,易于實現(xiàn)自動化和智能化控制。該方法的提出有助于矯圓質(zhì)量和矯圓工藝的發(fā)展。
【學位授予單位】:燕山大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TG306
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,本文編號:1154347
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