發(fā)布時間：2020-03-30 05:57

【摘要】：隨著陸上油氣管道更新、煤礦以及深海天然氣開采等對鋼管的需求日益增大,對管件的質(zhì)量與性能提出更嚴(yán)格的要求。橢圓度是評估管件質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。根據(jù)美國制管協(xié)會API Spec 5L標(biāo)準(zhǔn),管件的橢圓度不應(yīng)超過其公稱外徑的1.0%。目前的廣泛使用的矯圓工藝大多只能對管件的端部進(jìn)行矯圓,由于管件整體應(yīng)力分布不均勻,在運(yùn)輸過程及長期放置時會出現(xiàn)橢圓度增大的現(xiàn)象,因此需要對管件整體進(jìn)行矯圓�；谛∏势矫鎻澢鷱棌�(fù)理論和往復(fù)彎曲統(tǒng)一定理的基礎(chǔ)上,提出了一種新型的滾彎矯圓方法——三輥連續(xù)矯圓工藝。該工藝設(shè)備無需翻缸裝置,在輥軸剛度不足時,可以為每個輥軸設(shè)置支承輥,特別適用于長徑比較大、厚徑比較小的管件。通過ABAQUS軟件對ST12和304不銹鋼材料管件的連續(xù)矯圓過程進(jìn)行數(shù)值模擬。分析了連續(xù)矯圓過程中應(yīng)力應(yīng)變分布和變化情況、管件截面變形特征及各輥矯圓成形力隨時間變化的情況。對管件在不同下壓量、不同相對厚度及不同初始橢圓度下矯后橢圓度進(jìn)行了探討。在連續(xù)矯圓過程中管件截面交替存在三個正反彎區(qū)域。管件正反彎區(qū)域應(yīng)力由管件內(nèi)外表面向中性層呈遞減趨勢,由正反彎區(qū)域中心向兩側(cè)遞減。各輥成形力基本相等,隨時間呈增長、穩(wěn)定、下降趨勢。管件矯后的橢圓度隨下壓量的增大由一開始的呈遞減趨勢到最終趨于平緩趨勢。隨著相對厚度的增大,管件的最佳下壓量呈減小趨勢。管件的初始橢圓度對連續(xù)矯圓后的結(jié)果沒有明顯影響。根據(jù)模擬輸出的矯圓成形力、管件的推力及輥軸轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)了矯圓機(jī)一臺,對矯圓機(jī)的結(jié)構(gòu)及矯圓機(jī)的工作原理進(jìn)行了介紹。
【圖文】：

為 JCO 焊管。管件成型方式，其成型后的管件都存在以下幾點(diǎn)缺陷：截面均不是正圓。包含有處于平衡狀態(tài)的殘余應(yīng)力，曲率不均勻。存在一定長度的直邊段（或預(yù)彎部分與滾彎部分曲率不“內(nèi)噘嘴”或“外噘嘴”現(xiàn)象。管件焊接后存在較大的殘余應(yīng)力，影響使用性能。整管橢圓度有較高要求的管件，如漿紗印染設(shè)備中的烘特殊的船用管件等，其整管矯圓的工藝還鮮有研究。生板機(jī)進(jìn)行加工[18-21]。在焊接過程中，由于焊縫以及卷圓現(xiàn)內(nèi)凹桃心和外噘嘴等缺陷，所制成的管件常常不能滿工人師傅常把焊后的管件再次裝在卷板機(jī)上，進(jìn)行滾彎

利用外模限制變形后的尺寸，從鋼管內(nèi)部對管件進(jìn)行擴(kuò)徑的工藝，是一種整體式柔性凹模脹形工藝，，其原理圖如圖1-2所示。機(jī)械擴(kuò)徑矯圓是用錐體擴(kuò)脹頭對管件進(jìn)行分段擴(kuò)徑，是一種分段式剛性凸模脹形工藝，其原理圖如圖1-3所示。相比水壓擴(kuò)徑矯圓，機(jī)械擴(kuò)徑矯圓具有諸多優(yōu)點(diǎn)[26,27]：(1) 相較水壓擴(kuò)徑，機(jī)械擴(kuò)徑設(shè)備投資少，占地面積小。(2) 模具更換相較水壓擴(kuò)徑簡單，維修方便，在一定范圍內(nèi)可以用同一模具對不同規(guī)格的管件矯圓。(3) 由于機(jī)械擴(kuò)徑的特點(diǎn)，擴(kuò)徑效果便于測量和隨時調(diào)整。1.推力油缸 2.管端密封件 3.外抱模具 4.鋼管5.高壓乳化液 6.管端密封件 7.管端擋板 8.高壓水注入管圖1-2 水壓擴(kuò)徑原理圖[26]1.擴(kuò)徑機(jī) 2.管件 3.錐體 4.扇形分瓣凸模圖1-3 機(jī)械擴(kuò)徑原理圖[27]機(jī)械擴(kuò)徑矯圓工藝是大型直縫埋弧焊管生產(chǎn)過程中的重要工序之一。在管件生產(chǎn)的過程中擴(kuò)徑矯圓工藝的作用主要表現(xiàn)在[28]：(1) 對管件在成形和焊接過程中產(chǎn)生的幾何偏差進(jìn)行矯正，使管件的橢圓度、直812 3 4 5 671 2 34
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG306

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本文編號：2607145