油氣管線在役焊接燒穿的模擬計算.pdf

1、隨著計算機軟硬件技術(shù)的不斷更新以及有限元數(shù)值模擬計算的逐漸成熟,越來越多的研究人員利用數(shù)值分析技術(shù)來對復(fù)雜的焊接問題進行模型分析?？紤]到對在役焊接問題進行現(xiàn)場實驗研究的危險性、復(fù)雜性以及昂貴的實驗成本,利用數(shù)值模擬軟件對在役焊接的燒穿問題進行分析研究具有明顯的優(yōu)越性。全文以有限元分析技術(shù)為基礎(chǔ),利用SYSWELD軟件,建立了油氣高壓管線在役焊接的三維模型,考慮了管內(nèi)介質(zhì)的換熱系數(shù)以及加載條件對模型約束的影響,對熱源模型進行了校正,最終計

2、算得到了與實驗結(jié)果吻合的焊接溫度場、熱循環(huán)曲線以及內(nèi)壁徑向變形,并分析了管內(nèi)介質(zhì)壓力、壁厚和管徑等因素對模擬預(yù)測結(jié)果的影響,比較得出利用徑向變形判定燒穿的優(yōu)越性。
　　 分析了不同參數(shù)對水介質(zhì)、天然氣介質(zhì)管道在役焊接熱循環(huán)曲線的影響,研究表明:天然氣介質(zhì)散熱能力隨壓力的增大而增大,但影響程度隨壓力的增大而逐漸減弱;管道壁厚的改變對水介質(zhì)和天然氣介質(zhì)管道在役焊接熱循環(huán)曲線影響很大,且影響規(guī)律相同;管徑的變化對管道在役焊接的熱循環(huán)曲

3、線基本沒有影響。
　　 對在役焊接過程進行力學(xué)分析,得到了內(nèi)壁徑向變形,在熔池正下方區(qū)域徑向變形最大;離內(nèi)壁中心點越遠,徑向變形越小。并分析了不同參數(shù)對內(nèi)壁徑向變形的影響,研究表明:隨著壓力的不斷增大,徑向變形逐漸增加,在役焊接燒穿可能性逐步增大;隨壁厚的增大,管道內(nèi)壁徑向變形不斷減小;管徑越大,環(huán)向應(yīng)力和軸向應(yīng)力越大,內(nèi)壁徑向變形因而也越大。將徑向變形作為燒穿判據(jù),與982℃燒穿判據(jù)進行比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn):982℃燒穿判據(jù)在某些焊