INVESTIGATION INTO THE SPRINGBACK OF PIPE BENDING USING INDUCTION HEATING

Stresses and deformation states of pipe bending are investigated under loading or unloading with various pipe materials, size, bending radius and deformation temperature. A theorem of springback of large diameter pipe bending is presented. The experiments are carried out with pipe materials of 20, 10CrMo910 and 12Cr1MoV steel. Results of computations are in good agreement with experiments.

基于正交试验的中深层U型地埋管换热器换热性能影响因素分析

对中深层U型地埋管换热器换热性能影响因素进行了研究,建立了中深层U型地埋管换热器三维全尺寸数值传热模型,通过正交试验极差法,分析了入口温度、岩土热导率、地温梯度、埋深以及支管间距的影响。结果表明,这5项因素对中深层U型地埋管换热器换热性能的影响显著性依次为:埋深、地温梯度、入口温度、岩土热导率、支管间距。埋深、地温梯度对换热性能的影响近似于线性;岩土热导率对换热性能的影响则接近于抛物线变化,随岩土热导率的增加,换热性能快速提升;当入口温度从15℃升高至20℃时,平均进出口温差迅速下降,换热量迅速减少,因此建议U型地埋管的入口温度应小于20℃。

小弯曲半径厚壁热揻弯管成形工艺数值模拟

针对小弯曲半径的大口径厚壁弯管成形问题,基于ABAQUS有限元模拟软件,利用Dflux子程序模拟温度场进行顺序热力耦合,对外径Φ426 mm、壁厚50 mm的钢管进行弯曲半径为2.5D的热揻弯管成形工艺过程模拟,对比了不同加热位置对弯管成形质量的影响,发现加热位置与转轴在同一平面时成形质量更高。同时,在一定参数范围内,以减薄率、增厚率、椭圆度和弯曲半径为指标,通过正交试验,结合综合评分法研究了线圈宽度、加热温度和推进速度对热揻弯管成形质量的影响。结果表明,综合得分指标随温度的升高而降低,随线圈宽度增加和推进速度加快而升高,并获取了最佳工艺参数为:线圈宽度40 mm、加热温度900℃、推进速度25 mm·min^(-1)。

输气管道工程热煨弯管标准编制和设计制造技术分析

回顾感应加热弯管标准编制的发展历程并介绍标准的重要内容,分析感应加热弯管外弧侧壁厚减薄率C计算公式的符号含义;分析感应加热弯管和钢板加热压制组焊弯管成形前后壁厚与应力变化,指出当前油气输送管道设计规范关于热煨弯管壁厚设计计算存在的分歧,提出变壁厚弯管和等壁厚弯管概念及其应力分布和壁厚计算方法;以ASME B31.3—2010《工艺管道》关于弯管壁厚计算公式的规定和感应加热弯管水压爆破试验启裂口位置实例予以佐证。建议相关设计规范对热煨弯管壁厚计算公式予以修改和完善。以热煨弯管应力分布状态和弯管强度条件下的危险位置为依据,提出双壁厚弯管概念和结构。

厂区热力管网典型π型弯支座反力对比研究

厂区热力管网的热膨胀常采用π型弯进行吸收,不同π型弯的型式其支座反力的表现不尽相同,文章将其归纳为6种典型型式,并分别建立了相应型式的管系有限元模型,通过对各有限元模型进行计算分析,对比研究厂区热力管网各种空间π型弯型式的支座反力表现(轴向、横向、竖向反力值及支座脱空情况)。

小型微槽道热管90°弯曲前后传热性能比较

针对直径为6mm,长为210mm小型槽道柱状热管通过压扁和弯曲制成的厚度分别为3mm和2mm,绝热段90°弯曲的扁平弯曲热管进行试验研究。对热管的轴向温度分布、极限传输功率、热阻以及蒸发段和冷凝段换热系数等进行了测试和分析。研究结果表明:2mm厚热管在弯曲前后的传热性能基本保持不变。对于圆柱状热管和3mm厚扁平热管,直管在极限状态时,只有靠近蒸发段端点的温度骤然上升;弯管在极限状态下的蒸发段温度呈梯次增加。弯管的极限传输功率小于直管,热阻与直管相近。直管的蒸发段换热系数随着功率的增加稍有增加,在出现传热极限时急剧下降;弯管的蒸发段换热系数随着功率的增加一直下降。无论是直管还是弯管,冷凝段换热系数均随功率的增加稍有下降。

L415M钢级感应加热弯管过渡区管体的组织性能研究

对L415M感应加热弯管的过渡区管体组织和性能进行了研究。结果表明:弯管过渡区组织以多边形铁素体为主,并有少量珠光体。弯管过渡区管体的组织导致其屈服强度、抗拉强度和硬度都低于弯曲段。由于弯管过渡区组织的变化,它的硬度值出现很高的分散。过渡区管体组织中的粒状贝氏体的消减导致了硬度值的减小,而珠光体含量的增多又使硬度值增大,最终形成硬度值在过渡区先减小后增大。

12Cr1MoVG钢弯管热处理工艺对其组织性能影响

某机组12Cr1MoVG钢弯管后硬度偏低,分析认为是弯管热处理工艺不当所致,提出了加快正火冷却速度、延长回火保温时间的热处理工艺改善方法。通过理化检验,得到材料硬度与金相组织结构、材料力学性能之间的关系。

P91钢蒸汽管道软化机理与热处理工艺控制

对焊后回火导致的低硬度P91钢弯管材料软化的原因进行分析,测试其微观组织和力学性能,分析P91钢的软化机理。结果表明,软化后P91材料的拉伸强度和持久强度明显降低;P91钢管的加工工艺、过高的回火温度、过长的回火时间会促进马氏体再结晶导致铁素体的产生,这是引起P91钢软化的重要原因。对此,提出了控制热处理工艺的相关措施,如准确控制热处理炉的温度、回火恒温时间、升、降温速度等。

感应加热小半径金属弯管成型的机理研究

所分析的感应加热小半径金属弯管过程符合金属塑性大变形的成型机理，建立了压缩弯曲小半径弯管的形变模型，并用数值分析方法进行了计算。

热煨弯管3PE防腐技术

热煨弯管的防腐一直是埋地管道防腐的薄弱环节,直接影响管道的使用寿命。防腐性能优异的3PE防腐层在直管防腐中广泛采用,而热煨弯管3PE防腐在国内外还是空白。文章就热煨弯管3PE防腐进行了研究,热煨弯管3PE防腐层由环氧粉末底层、共聚物胶中间层和聚乙烯表层组成。共聚物胶和聚乙烯在工厂内加工成一定宽度和厚度的复合PE带,在防腐作业线上采用行星式缠绕机按照冷带热缠工艺进行防腐作业;环氧粉末采用高压静电喷涂。文中还对除锈和防腐的两套圆环型自动控制作业线进行了阐述。

中频加热大口径钢管弯管过程的有限元模拟

运用弹塑性大变形有限元理论,在通用有限元软件MARC平台上建立了大口径热推钢管弯曲过程的弹塑性热应力耦合模型,并对实际弯曲过程进行加载计算。基于有限元模拟结果,文章对钢管弯曲过程中的金属变形规律作了详细分析,同时也给出了断面形状及壁厚在成形过程的变化情况。文中利用MARC软件良好、开放的二次开发特性,通过用户子程序解决了热推钢管弯曲过程中局部中频加热的难题。模拟结果可为实际生产确定合理工艺提供理论性的指导。

大口径厚壁弯管的局部感应加热推弯成形的有限元建模研究

局部感应加热推弯成形技术是制造大口径厚壁弯管的重要方法。基于COMSOL多物理场有限元模拟软件,建立了可靠的大口径厚壁管感应加热推弯成形过程三维有限元仿真模型,实现了电磁-热-力多场耦合的模拟,避免了空气域边界造成的电磁反射波对感应加热的影响,并研究分析了弯管温度与应变的分布规律。结果对有效提升大口径厚壁弯管局部感应加热推弯成形具有指导意义。

西气东输管道工程用高强度感应加热弯管的选材研究

结合西气东输工程用弯管国产化研究项目,选用不同成分的X70微合金控轧钢进行试验室热模拟和工厂弯管热煨制试验,对X70控轧钢二次加热后强韧性的影响因素进行了研究。提出了在碳当量一定的条件下,调整钢中C、Mn、Mo等强淬透性合金元素的比例,以利于弯管的成型;制定出了油气输送管道工程用X70感应加热弯管选材技术条件。按照此条件选用与干线管化学成分相近的含Nb低碳微合金控轧钢,研制生产出了可焊性和综合力学性能与干线管强度和韧性相匹配的X70大口径弯管,该研究成果在西气东输工程和陕京二线工程中得到直接应用。

弯曲角度对扁平热管传热性能的影响

利用烧结扁平热管进行试验研究,热管壳体由无氧铜制成,水与乙醇的混合物作为热管工质,热管吸液芯为烧结铜球。该烧结扁平热管的厚度为3.2 mm,宽度为8 mm,长度为400 mm,弯曲半径为20 mm,弯曲角度为30°、50°、70°、90°。试验让热管在50℃、60℃、70℃及80℃的热源下,通过加热定量冷水测试其传热性能。初步试验发现当改变热管的弯曲角度,热管各部分温度相差不大,即使弯曲角度为90°时,热管仍表现出良好的等温性。试验进一步研究发现当热管所处的热源温度越高,热管的弯曲角度越小时,热管的热阻越小。热管在热阻方面的性能主要取决于弯曲角度,当随着弯曲角度的增大,热管热阻增大,热管的传热效率降低,热管弯曲角度从30°增加到90°,热阻增加超过60%,原因是热管压扁使吸液芯和工质流道变形,弯曲使吸液芯和工质流道变形加剧,进一步阻碍流体流动从而影响热管的传热性能。结果显示:利用弯曲扁平热管进行显热储能,热源的温度越高,热管弯曲角度越小,显热储能的时间越短,显热储能的速率就越高。

大直径厚壁管中频感应局部加热弯管工艺研究

根据塑性理论和结构静力条件，对中频感应局部加热弯管过程的变形及受力状态进行系统的理论分析，建立新的理论模型，采用无量纲方法，计算得到在不同相对弯曲半径条件下弯管过程中塑性变形区的无量纲轴向推力和弯矩、弯管外侧壁厚减薄率和内侧壁厚增厚率等结果，与实验结果符合良好，证明该理论模型可用于中频感应局部加热弯管工艺及设备参数的设计及优化，并为小弯曲半径弯管理论的建立和工艺的实现提供依据。

管材弯曲加工新技术

论述了零半径弯曲、中频感应弯曲、热应力弯曲及激光弯曲成形等管材弯曲加工最新技术的原理、特点和工程应用。

中频感应局部加热弯管工艺的研究

本文根据塑性理论和结构静力条件，对中频感应局部加热弯管过程的变形及受力状态进行了系统的理论分析，建立了新的理论模型，采用无量纲方法，计算得到了在不同相对弯曲半径条件下弯管过程中塑性变形区的无量纲轴向推力和弯矩、弯管外侧壁厚减薄率和内侧壁厚增厚率等结果，与实验结果符合良好，证明该理论模型可用于中频感应局部加热弯管工艺及设备参数的设计及优化，并为小弯曲半径弯管理论的建立和工艺的实现提供依据。

X80级弯管热处理工艺和组织性能相关性研究

对X80级弯管热加工工艺过程中热处理工艺对材料强度、韧性的影响规律及材料组织的变化规律进行了研究.统计分析结果表明,控制能使X80级弯管强度提高的马氏体或粒状贝氏体组织的生成是获得高性能X80级强韧性合理匹配的弯管的关键.

薄壁弯管感应加热多场耦合分析及参数优化

大型推制式液压弯管机中,感应加热装置中的工艺参数是影响弯制过程中弯头质量的关键因素之一。鉴于实际工况中电磁-热-力多场耦合的复杂性,本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法确定了影响X80管线钢感应加热的主要工艺参数及其对管材加热效果的影响,并通过优化方法对相关参数进行了数据处理,确定出较优参数组。