预变形对X80直缝埋弧焊管焊接接头残余应力及疲劳性能影响的模拟研究

本文采用数值模拟方法,通过预拉伸变形模拟钢管的扩径过程,分析了扩径变形对X80直缝埋弧焊钢管焊接接头残余应力分布的影响,进而分析残余应力对疲劳性能的影响。结果表明:模拟扩径拉伸变形后,因焊接热影响区的组织和性能变化及焊缝余高的作用,残余应力主要集中在焊接热影响粗晶区,其最大值出现在外焊缝焊趾的粗晶区。随变形量增加,残余应力也明显增大。当变形量由0.5%增加到4%时,外焊趾处最大残余应力由429 MPa增加到481 MPa。残余应力的增加显著降低疲劳性能,疲劳寿命最低值也出现在外焊缝焊趾处。与未变形试样的疲劳寿命相比,残余应力由429 MPa增加到481 MPa时,疲劳寿命损失率由18.0%增加到56.2%。

X80钢级直缝埋弧焊管的研制

根据西气东输冀宁联络线天然气管线工程的需要,巨龙钢管有限公司对X80钢级直缝埋弧焊接钢管(Φ1016mm×18.4mm)进行了试制。详细介绍了此种焊管的试制过程和检验结果。检验结果表明,研制开发的X80钢级直缝埋弧焊管各项技术指标均符合标准要求。

焊后热处理改善管道直焊缝残余应力的数值模拟研究

以X80钢级Φ1219 mm直缝埋弧焊管为研究对象,采用有限元软件ABAQUS,通过顺序耦合算法和移动热源子程序及生死单元形式,对钢管直缝焊和经热处理后焊缝的残余应力进行了数值模拟,分析焊后热处理对焊缝残余应力的改善作用。结果表明,焊缝等效最大残余应力和轴向拉应力均出现在外层焊缝的中心处,局部焊后热处理能降低焊缝的残余应力,等效峰值应力由560MPa左右降低到约430MPa,降低了23.2%;焊缝轴向拉应力也由450MPa降低到370MPa。焊后热处理对残余应力分布影响不大,但能使焊接接头的应力变得更为均匀。

HTP与TMCP工艺X80钢级板材制管性能的对比分析

通过对低碳高铌不添加钼的Cr-Nb微合金钢高温轧制(HTP)、低碳Mo-Nb微合金化钢传统热机械轧制(TMCP)的两种钢板制管性能的对比分析,证实了采用HTP工艺技术生产的管线钢板完全能够制造出符合现行技术标准要求的X80钢级直缝埋弧焊管,而且生产成本大幅度降低,有助于提升管线管的竞争力。