An automatic arc welding machine for saddle joint seams on large diameter cylinders

This paper deals with the structure, components, characteristics and work principle of a newly developed automatic arc welding machine for saddle joint seams on large diameter cylinders. The equations for designing the geometry and dimensions of the cam controlling the moving locus of the welding torch have been derived. This welding machine has successfully been used in automatic welding saddle joint seams on boiler drums with good results and low cost.

大直径钢管加劲环角焊缝高效焊接技术

珠江三角洲水资源配置工程A2、A3标段DN4800内衬钢管制造安装工程量约7万t,内衬钢管外壁每间隔1.2 m设两道加劲环,加劲环与钢管对接焊缝采双面满焊,焊接工程量大,依托目前采用的单丝埋弧焊焊接工艺为比较对象,结合大直径钢管加劲环的结构分布、焊缝要求开展研究,通过设备的集成化、自动化,使单个焊接人员能实现双面及两道加劲环同时焊接,在满足焊角尺寸及质量的情况下,每12 m标准管段加劲环角焊缝焊接完成时间不超过8 h,达到高效焊接的目的。

火电机组大中径管道焊接施工工艺

介绍了某电厂2×66万千瓦机组焊接施工过程,严格执行DL/T 869-2021中国发电厂的焊接工艺规程以及电力建设工程施工及验收规范,阐述了千瓦机组大中径管道焊接施工的前期准备、施工工艺流程、焊接生产工艺和焊接质量控制措施,总结出合理的、保证质量的焊接施工经验,为广大电建企业焊接施工借鉴采用。

不同填土高度下超大直径钢波纹管拱涵的力学性能分析

施工阶段的填土高度对超大直径钢波纹管拱涵的力学性能影响较大.为保障超大直径钢波纹管拱涵的施工安全,建立12个超大直径钢波纹管拱涵的整体结构有限元模型,分别计算其自重与土压力、自重与车辆荷载共同作用下整体结构的变形与所受应力.建立直径8.79 m第1号波纹管和直径11.00 m第6号波纹管的精细化有限元模型,分析这两种直径拱涵在不同施工阶段填土高度下的受力和变形特征.结果表明,随着填土高度增加到7 m,第1号波纹管的竖向位移与应力不断增加,第6号波纹管的位移与应力先减后增,管顶与管底的水平位移很小,但竖向位移很大;在自重与土应力作用下,土体和波纹管的最大竖向位移分别为67.16 mm和39.28 mm,波纹管的最大拉力与压力分别为13.95 MPa和2.95 MPa;在自重与车辆作用下,波纹管的最大竖向位移为10.37 mm,最大拉力与压力分别为26.65 MPa和0.47 MPa.以上结果均满足拱涵结构的变形与受力要求,对于不同填土高度下较大的结构竖向变形,建议提高底层土体的压实度.研究成果对超大直径钢波纹管涵的推广应用具有重要意义.

X52材质大口径钢制管道全位置自动焊应用总结

针对X52管线钢的全自动焊焊接接头,充分考虑双焊炬的相互影响以及施工环境的影响,对焊接工艺参数进行了调整和优化,通过拉伸试验、弯曲试验、刻槽锤断试验及硬度试验等机械性能试验验证了焊接工艺的可靠性,形成了焊接工艺评定;同时分析并解决了现场焊接中出现的问题,提炼总结了双焊炬自动焊焊接工艺参数优化的要点,形成了适用于X52管线钢的铜衬垫全自动焊工艺。对焊缝进行了金相分析和硬度试验,从微观上分析了焊缝金属组织结构的分布情况,发现X52管线钢焊缝、热影响区及母材硬度分布与对应区域金相组织中珠光体含量呈正相关,进一步验证了该焊接工艺条件下焊缝金属及热影响区金相组织的一致性。结果表明,铜衬垫全自动焊工艺适用于大口径钢制管道的焊接,采用该工艺可以明显提升焊接质量和焊接效率。

钢混组合桥梁大直径栓钉焊接残余应力研究

文中以某钢混组合梁桥为背景,依据该桥大直径栓钉焊接施工方式与焊接工艺参数,建立大直径栓钉焊接顺序热力耦合有限元模型,研究大直径栓钉焊接温度场与残余应力场的大小及其分布规律,探讨大直径栓钉焊接残余应力的产生机理.结果表明:大直径栓钉焊接加热过程中,高度集中的热流持续输入,焊接熔池周围等温面呈椭球面分布,熔池内部材料屈服,熔池边缘Mises等效应力峰值达到304.7 MPa,在焊接区域产生径向压缩残余应力.大直径栓钉焊接冷却过程中,由于热对流与热损失,熔池从液相重新转变为固相,栓钉与母材逐渐冷却至环境温度,焊接区域Mises等效应力逐渐增大至常温下材料的屈服强度值358 MPa,在焊接区域产生径向拉伸残余应力.

长距离超大直径薄壁煤气管道施工技术研究

长距离超大直径薄壁煤气管道施工技术是一项新型技术,对于支撑煤炭产业发展及煤气资源供应发挥了重要作用。为了有效地应用管道施工技术,文章从煤炭工程的视角出发,结合实际工程案例,分析和研究该技术的施工难点、关键技术措施,旨在寻求高效、安全、经济的煤气管道施工技术方案,为煤炭工程的可持续发展提供支持。

基于结构应力法的盾构刀盘安装焊缝抗疲劳设计

为提升超大直径盾构刀盘安装焊缝在盾构施工过程中的抗疲劳性能,首先建立包括超厚钢板对接接头焊缝细节的有限元模型,以等效结构应力为核心参量将焊缝应力集中考虑在焊趾应力之中,然后对不同坡口角度和余高的接头疲劳寿命进行计算,得出坡口角度和余高对超厚钢板焊缝接头疲劳寿命的影响规律,最后以优选的焊缝接头尺寸参数采用子模型技术建立包括各焊缝接头局部精细网格的子模型,利用等效结构应力法对刀盘整体安装焊缝疲劳寿命进行综合评估。研究发现:1)随着焊缝坡口角度的增大,其抗疲劳能力呈现先增大后减少的趋势,55°左右的坡口角度是设计对称X型接头的最优坡口角度;2)当接头采用不对称X型坡口时,焊缝小端处焊趾的疲劳寿命低于同等坡口角度大端处焊趾的疲劳寿命,坡口大端和小端的坡口角度分别选取为40°和55°时,能综合提高非对称X型坡口接头的抗疲劳性能;3)焊缝余高对接头疲劳性能的影响不如坡口角度显著,对称X型坡口焊缝及非对称X型坡口大端焊缝余高e=2~3 mm,非对称X型坡口小端焊缝余高e=1 mm,可以满足盾构刀盘的抗疲劳设计要求。

水网地区大口径及大壁厚管道项目管理创新实践

在复杂的水网地区,大口径及大壁厚管道施工是一项极具挑战的工程。由于地基承载力差、焊接层(道)数多、沉管下沟难度大等特点,传统的施工方法往往难以应对。以中俄东线天然气管道工程(永清—上海)南通—甪直段工程的项目实例,通过作业带清理及运布管施工、全自动焊施工、严控坡口加工钝边厚度、控制管口组对间隙、优化焊接参数、层(道)焊接完成后检查焊接头、增加防潮措施、顶管穿越段冲砂沉管及漂管回拖、沉管下沟等一系列关键工序施工技术的创新实践,形成了一套适用于水网地区大口径及大壁厚管道的施工技术措施,促进了水网地区大口径及大壁厚管道项目建设的顺利开展,也为今后类似的管道施工建设提供了项目管理经验借鉴。

火电厂超厚壁大口径集箱中间段更换的焊接技术与工艺优化

针对火电厂中超厚壁大口径集箱中间段更换的焊接工艺进行了优化探讨。采用神经网络为基础的优化手段,对焊接过程中的参数设置、焊接次序以及实时监控反馈体系进行了细致的调整与优化。与传统焊接工艺进行对比实验,结果显示,优化后的工艺在焊接品质、焊缝性能及工作效率方面均展现出明显的优越性。具体而言,优化工艺下的焊接接头质量得以显著提升,焊缝内部缺陷大幅减少,力学性能有所增强。同时,焊接周期缩短,材料利用率提高。此外,该优化工艺还有效地缩减了热影响区域,控制了焊接过程中的形变,并降低了焊接后残余应力。总体而言,本研究采用的优化方法显著提高了火电厂中超厚壁大口径集箱更换的焊接工艺水准,为电力行业的设备维修提供了坚实的技术支撑。

大直径螺旋埋弧焊管弯曲变形能力的模拟研究

通过有限元模拟研究了基于应变设计的大直径螺旋埋弧焊管的弯曲变形能力。钢管在弯曲载荷下的主要失效模式是管壁局部屈曲变形,通过数值分析得出弯矩、曲率和椭圆度的变化情况,并与外径1067 mm、D/t分别为67和119的两根钢管获得的试验数据进行比较,还分析了材料的实际性能、初始几何缺欠以及残余应力对螺旋埋弧焊管局部屈曲变形的影响。模拟计算得到的临界弯曲应变和曲率与实物试验结果均与现有的经验公式计算结果一致。

市政给排水管网超大直径钢顶管施工技术

传统的市政给排水管网施工方法,会使管道弯曲程度变大,变得不稳定。为减少这类现象的发生,提出了市政给排水管网超大直径钢顶管施工方法,将超大直径钢顶管施工技术应用于市政给排水管网工程项目中。选择市政给排水管网超大直径钢顶管设备,安装顶管导轨及千斤顶,在安装过程中对钢顶管坡口进行焊接,并对钢顶管注浆,从而实现市政给排水管网超大直径钢顶管施工。根据工程概况和实验准备工作进行实验测试,结果证明,超大直径钢顶管施工方法在弯曲程度方面表现更为平稳,能确保管道的整体质量和稳定性。该技术将为城市的给排水系统建设带来更多的便利和效益。

大口径钢管原位圆管焊接机器人技术的应用与研究

焊接是制造业中的重要工艺,广泛应用于各个领域。随着科学技术的发展,焊接自动化与智能化已成为大趋势,特别是在处理大口径、厚管壁金属输水管道时其优势更明显。鉴于野外作业环境恶劣,传统手工焊接方式已无法满足高质量的焊接要求,为了满足这一要求,管道全位置自动焊接技术应运而生,并在众多领域得到了广泛应用。这项新技术不仅能提高焊接质量,还能确保管线使用的稳定性。经过不断研发与创新,现有的全位置管道自动焊接技术已取得了显著的进步,其中手臂式焊接机器人、旋转式焊接机器人等先进设备已在实际工程中得到广泛应用,极大程度地提高了焊接效率和质量。但旋转式焊接机器人需要笨重的旋转基座进行旋转焊接,其主要适用于在管道加工厂内操作;而手臂式焊接机器人其活动半径易受限;因此,原位圆管焊接机器人技术更能适应大口径输水管道工程钢管焊接作业的需要。依据李家岩水库输水管道工程建设,阐述了对大口径钢管原位圆管焊接机器人技术进行的应用与研究。

大直径筒体马鞍形曲线自动焊接机的研制

介绍了大直径筒体马鞍形接缝自动焊机的结构和工作原理 ,以及设计的主要特点。推导出了该系统用来控制气体保护电弧焊焊枪 (以下简称焊枪 )运动轨迹的关键部件──凸轮的形状与尺寸的计算公式 :l =l′ -Z′ =l′ - [(R2 -r2 cos2 ψ) 1/ 2 -rsinψcosα]/sinα。该系统已成功地应用于锅炉筒体的自动焊接生产中 ,生产实践证明 ,该焊机在马鞍形曲线的焊接应用中取得了良好的效果 ,是一种低成本自动化马鞍形接缝的专用焊接设备。

大型直缝焊管JCO成形工艺参数优化设计

大型直缝焊管JCO成形法在很多国家得到了广泛的应用。但JCO成形过程弯曲变形次数较多,生产效率低下,严重制约JCO成形技术的进一步发展。因此,在确保焊管成形质量的前提下减少生产工步、提高生产效率是目前亟需解决的关键问题。通过有限元分析技术和实验研究等相互结合的方法,分析焊管JCO成形过程;采用响应面技术,实现关键成形技术参数和焊管成形质量的预测;通过对JCO成形技术参数进行优化设计,实现减少加工工序、提高生产效率这一目标,这对于提高我国JCO成形技术水平具有重要意义。

超大直径泥水盾构施工难点与关键技术总结

超大直径泥水平衡盾构技术在工程中得到越来越多的应用,但在穿越复杂地层掘进施工时,仍面临多项科学技术难题。通过南京长江隧道、扬州瘦西湖隧道和武汉地铁8号线越江隧道工程,针对工程特点和施工难点,总结了超大直径泥水盾构隧道穿越诸如淤泥质粉质粘土、硬塑膨胀性粘土、粉细砂与砾砂(岩)复合等复杂地层时的关键技术,主要包括:超浅覆土始发、掘进和接收技术,泥水平衡盾构机膨胀土地层适应性改造技术,刀盘刀具严重磨损后常压下刀具更换技术,全断面黏土地层高效环流及出渣技术,硬塑粘性土地层的盾构施工技术与开挖面稳定性控制技术,4.2 bar高压气环境下动火焊接技术,江中高水压、超薄强透水地层长距离掘进技术,大直径盾构轴线控制与小半径曲线精准接收技术,超大型管片高精度预制技术和双层大直径隧道内部结构快速施工技术等,对推动我国超大直径泥水盾构技术的发展具有重要的参考价值和指导意义。

JCO钢管成形仿真技术研究

多道次弯曲是大口径直缝埋弧焊管关键生产技术。由于弯曲成形中卸载后的弹性恢复影响焊管的最终成形尺寸,预测管坯在多道次成形后的最终形状成为本论文的研究目标。采用有限元分析方法,针对壁厚为14.6mm、直径为508mm的X-70管线钢的成形进行了仿真研究,找到了最佳的上模位移量,数值模拟结果与生产实际吻合较好。

北京大兴国际机场大直径焊接空心球节点力学性能研究

北京大兴国际机场被英国《卫报》评选为"新世界七大奇迹"榜首。以北京大兴国际机场航站楼屋盖钢结构所采用的大直径焊接空心球节点为研究对象,完成了鼓形焊接空心球节点足尺模型的抗拉和抗压破坏试验,揭示了节点的受力特点和失效机理;建立了精确的有限元数值模型,经试验数据验证后,进一步研究了大直径焊接空心球节点的承载力机理。研究结果表明:大直径焊接空心球节点在轴压和轴拉作用下的破坏模式分别为球管连接处失稳凹陷破坏和球体开裂破坏;试验得到的承载力结果远高于现行规范公式计算的承载力结果,满足规范要求。研究工作可为今后大直径焊接空心球节点的分析设计提供参考。

大型直缝焊管预弯成形工艺稳健性设计

为提高预弯成形质量,采用有限元法分析了预弯成形过程,并验证了计算结果的准确性。在此基础上,考虑板料的材料性能参数等不确定因素对成形质量的影响,并基于随机模型的稳健性设计方法获得了预弯成形技术参数的稳健性优化设计方案。研究结果表明:稳健性优化使成形质量的性能指标得到了改善,将可靠性由4.2%提高到97.7%,显著提高了焊管成形质量可靠性。

高钢级大口径焊管残余应力的测试方法

针对X80钢大口径UOE,JCOE和SAWH(螺旋缝埋弧焊)三种焊管,研究了盲孔法、切块法和切环法在高钢级大口径焊管残余应力测试中的应用。结果表明:对于这三种管型,通过切环法估算的残余应力与盲孔法和切块法的测试值较为接近,三种方法的结果重合性较好。