本文關(guān)鍵詞：靜水壓試驗(yàn)對(duì)螺旋焊管質(zhì)量影響的研究

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【摘要】：螺旋焊管靜水壓試驗(yàn)是通過向試驗(yàn)鋼管內(nèi)充水、加壓、保壓等過程來檢測(cè)鋼管在規(guī)定壓力是否滿足設(shè)計(jì)要求,是最直觀、最接近鋼管實(shí)際使用情況的一種檢測(cè)手段。檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中明確要求每根螺旋焊管均需進(jìn)行靜水壓試驗(yàn),主要檢驗(yàn)在規(guī)定等級(jí)壓力下焊縫或管體不破損、不滲漏。靜水壓試驗(yàn)在檢驗(yàn)鋼管本身質(zhì)量的同時(shí),試驗(yàn)鋼管在靜水壓力載荷及本身存在的殘余應(yīng)力疊加作用下會(huì)出現(xiàn)一定的彈塑性變形,進(jìn)而影響到鋼管外形尺寸、機(jī)械性能、殘余應(yīng)力的分布。這三方面的質(zhì)量情況與管線運(yùn)行安全有著密不可分的關(guān)系,因此研究靜水壓試驗(yàn)對(duì)螺旋焊管外形尺寸、機(jī)械性能、殘余應(yīng)力分布的影響具有重要意義。本文介紹了靜水壓試驗(yàn)的工作流程,以及主要的管線標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)靜水壓試驗(yàn)壓力的要求。研究分析了靜水壓試驗(yàn)在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)壓力0.90SMYS下螺旋焊管形狀尺寸、機(jī)械性能、殘余應(yīng)力三個(gè)方面質(zhì)量的變化情況。分析了采用更高的試驗(yàn)壓力0.95SMYS時(shí)壓力對(duì)鋼管的質(zhì)量影響。在鋼管的形狀尺寸方面,本文根據(jù)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了靜水壓試驗(yàn)前后鋼管直徑及橢圓度的變化情況,得出了在靜水壓試驗(yàn)后鋼管長(zhǎng)度方向上的直徑分布及橢圓度的分布規(guī)律。根據(jù)不同徑厚比鋼管0.95SMYS壓力試驗(yàn)后的變形量散點(diǎn)分布回歸出鋼管周長(zhǎng)變形量與徑厚比的關(guān)系式。經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證,計(jì)算值與實(shí)際值誤差為6.7%,可作為工程應(yīng)用的參考。在鋼管的機(jī)械性能方面,本文詳細(xì)研究了制管過程中鋼管管體的應(yīng)力一應(yīng)變過程,發(fā)現(xiàn)鋼管在靜水壓試驗(yàn)過程中產(chǎn)生微量塑性變形,在包申格正向效應(yīng)及形變強(qiáng)化的作用下,鋼管管體屈服強(qiáng)度會(huì)有一定的提升。為驗(yàn)證該結(jié)論,本文進(jìn)行了一定數(shù)量的試驗(yàn),試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,屈服強(qiáng)度有了6%-8%的提高。在驗(yàn)證強(qiáng)度變化的同時(shí),對(duì)靜水壓試驗(yàn)前后的管體韌性也進(jìn)行了試驗(yàn),試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,靜水壓試驗(yàn)對(duì)螺旋焊管管體韌性無明顯影響。在鋼管殘余應(yīng)力方面,本文分析了鋼管殘余應(yīng)力的產(chǎn)生機(jī)理,并介紹了工程上應(yīng)用的殘余應(yīng)力測(cè)量方法；理論研究了靜水壓試驗(yàn)對(duì)鋼管殘余應(yīng)力分布的影響,發(fā)現(xiàn),闡明了靜水壓試驗(yàn)對(duì)鋼管殘余應(yīng)力分布的影響機(jī)理：靜水壓試驗(yàn)過程中鋼管管體組織內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生微量變形使組織應(yīng)力得以釋放,宏觀表現(xiàn)則為鋼管殘余應(yīng)力靜水壓試驗(yàn)后有一定的降幅。試驗(yàn)驗(yàn)證了采用較高的試驗(yàn)壓力0.95SMYS的靜水壓試驗(yàn)對(duì)殘余應(yīng)力的消除更有利。本文經(jīng)過理論分析及相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證,利用靜水壓試驗(yàn)在檢測(cè)鋼管本身質(zhì)量的同時(shí),對(duì)鋼管形狀尺寸、機(jī)械性能、殘余應(yīng)力三方面的質(zhì)量具有重要影響,根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況,提出采用0.95SMYS試驗(yàn)壓力對(duì)螺旋焊管的最終交貨質(zhì)量更有利。
【關(guān)鍵詞】：螺旋焊管 靜水壓試驗(yàn) 形狀尺寸 機(jī)械性能 殘余應(yīng)力
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG142.15
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 課題背景及研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2 課題研究的目的和意義14-15
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.3.1 靜水壓試驗(yàn)對(duì)鋼管形狀尺寸的影響分析15-16
• 1.3.2 靜水壓試驗(yàn)對(duì)鋼管機(jī)械性能的影響研究16
• 1.3.3 靜水壓試驗(yàn)對(duì)鋼管殘余應(yīng)力的影響研究16
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排16-19
• 第2章 靜水壓試驗(yàn)設(shè)備及工藝介紹19-27
• 2.1 靜水壓試驗(yàn)工藝過程19-20
• 2.2 靜水壓試驗(yàn)設(shè)備介紹20-24
• 2.2.1 靜水壓試驗(yàn)設(shè)備概況20-21
• 2.2.2 靜水壓試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)參數(shù)21-22
• 2.2.3 靜水壓試驗(yàn)機(jī)的液壓特性22-24
• 2.3 靜水壓試驗(yàn)壓力的計(jì)算24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 靜水壓試驗(yàn)對(duì)螺旋焊管外形尺寸的影響27-37
• 3.1 螺旋焊管外形尺寸的測(cè)量項(xiàng)目及方法27
• 3.2 形狀尺寸對(duì)鋼管使用的影響27-28
• 3.3 靜水壓試驗(yàn)對(duì)鋼管形狀尺寸的影響28-34
• 3.3.1 靜水壓試驗(yàn)對(duì)螺旋焊管直徑的影響28-34
• 3.3.2 靜水壓試驗(yàn)對(duì)螺旋焊管橢圓度的影響34
• 3.4 本章小結(jié)34-37
• 第4章 靜水壓試驗(yàn)對(duì)螺旋焊管機(jī)械性能的影響37-51
• 4.1 螺旋焊管機(jī)械性能的測(cè)量方法及過程37-39
• 4.1.1 螺旋焊管強(qiáng)度的測(cè)量方法37-39
• 4.1.2 螺旋焊管韌性的測(cè)量原理及方法39
• 4.2 螺旋焊管管體強(qiáng)度變化機(jī)理39-41
• 4.2.1 包申格效應(yīng)及其產(chǎn)生的機(jī)理39-41
• 4.2.2 形變強(qiáng)化作用41
• 4.3 制管過程管體應(yīng)力-應(yīng)變變化41-44
• 4.4 靜水壓試驗(yàn)對(duì)螺旋焊管強(qiáng)度的影響44-48
• 4.5 靜水壓試驗(yàn)對(duì)螺旋焊管韌性的影響48-50
• 4.6 本章小結(jié)50-51
• 第五章 靜水壓試驗(yàn)對(duì)螺旋焊管殘余應(yīng)力的影響51-65
• 5.1 螺旋焊管殘余應(yīng)力的產(chǎn)生51-56
• 5.2 螺旋焊管殘余應(yīng)力的測(cè)量方法56-58
• 5.2.1 機(jī)械測(cè)量方法56-57
• 5.2.2 物理測(cè)量方法57-58
• 5.3 靜水壓試驗(yàn)對(duì)螺旋焊管殘余應(yīng)力的影響58-63
• 5.4 本章小結(jié)63-65
• 第6章 總結(jié)和展望65-67
• 6.1 總結(jié)65-66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73-75
• 附件75

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