协调形变法消除小直径管道焊接应力方法的研究

由焊接残余应力带来的焊接接头应力腐蚀开裂问题 ,是石油化工行业广泛使用的输送管道的主要失效形式。很多情况下 ,改变接头的应力分布状态 ,是解决这一问题的有效方法。结合小直径管道的特点 ,文中提出一种新的消除应力方法———协调变形法 ,即在管道焊缝两侧压应力区制造温差 ,使该区产生一定的与焊缝区相协调的收缩变形。对比协调形变法消除小直径管道焊接残余应力的数值模拟结果和实验结果 ,分析协调形变法消除残余应力的机理。结果显示 ,数值模拟结果与实际情况一般都符合得较好 ,可以达到 10 0 %的消除应力效果 (内表面轴向应力 )。该方法使用简单、效果好 ,表明协调形变法是消除残余应力的有效方法 。

感应加热消除不锈钢管焊接应力数值模拟

利用温差产生的协调形变解决小直径不锈钢管道焊接接头应力腐蚀问题是一种快捷而有效的方法,虽然采用火焰加热形成的温差可以得到一定的消除应力效果,但可控性差,不利于现场实施。提出一种新的温差形成技术——感应加热处理。利用有限元数值模拟,对直径100mm的不锈钢小径管环缝焊接接头的残余应力及感应加热法消除焊接应力效果进行了研究,得到了线圈位置、加热频率、加热电流、加热时间等工艺参数对消除焊接应力效果的影响规律以及最佳工艺参数的选取原则。结果表明,感应加热法弥补了火焰加热法的不足,在焊缝内表面获得压应力的同时,可以将加热区的新增应力控制在母材屈服强度的一半以内。