大型海底管线钢管两辊连续缩径矫圆工艺研究

发布时间：2017-11-07 22:18

  本文关键词：大型海底管线钢管两辊连续缩径矫圆工艺研究

  更多相关文章： 两辊矫圆 缩径矫圆 海底管线钢管 大型管件 ABAQUS有限元模拟

【摘要】：随着陆上石油、天然气等资源的减少,人们的目光越来越多的移向蕴藏着丰富自然资源的海洋,海洋的石油存储量约占全球石油资源总量的34%,开采海上的石油和天然气,其运输主要依赖于大型的管线钢管。而石油管线泄露和爆炸事故时有发生,造成重大的经济损失。为了人民生命财产安全,降低事故发生概率,就必须提高管线钢管的质量。椭圆度作为衡量管件质量的标准之一,美国制管协会API Spec 5L标准规定,大型直缝焊管的椭圆度不应超过其公称直径的1%。但是,现今直接生产的大型直缝焊管的椭圆度大都超过标准范围,需要增加一道矫圆工序,矫圆工艺对管件最终的椭圆度和降低管件焊接残余应力起着非常重要的作用。本文首先对过弯矫圆、三辊矫圆、扩径矫圆和模压式缩径矫圆等现有的几种矫圆工艺及每种工艺的优缺点做了简单的介绍。接着介绍了本文所研究的两辊连续缩径矫圆工艺的必要性、可行性和规律性。本文采用理论分析、有限元模拟和实验验证相结合的方法来研究两辊连续缩径后管坯的椭圆度,以及影响矫圆后管坯椭圆度的因素和规律。根据小曲率平面弯曲弹复理论,对两辊连续矫圆工艺中的缩径率、初始椭圆度等参数与矫圆后管坯椭圆度的关系进行理论解析,建立矫圆后管件曲率半径表达式。利用有限元模拟软件ABAQUS对两辊连续缩径矫圆建立有限元模型,证明此矫圆工艺的可行性。分别改变工艺参数和管坯规格进行模拟,得到两辊连续缩径矫圆的变形规律。最后设计出实验设备,进行实验,对有限元模拟所得结论进行验证。采用该方法矫圆的管件矫圆后椭圆度小,生产效率高,设备结构简单,易于实现自动化和智能化控制。该方法的提出有助于矫圆质量和矫圆工艺的发展。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG306

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本文编号：1154347