焊缝几何尺寸及热影响区软化程度对管线钢管承压能力影响的研究

发布时间：2017-12-08 12:05

本文关键词：焊缝几何尺寸及热影响区软化程度对管线钢管承压能力影响的研究

【摘要】：埋弧焊以其自动化、高效和较高的焊接质量成为了制管过程中必不可少的焊接方法,应用埋弧焊焊接方法成型的双面直缝埋弧焊管也广泛应用于石油及天然气输送行业。针对其焊后焊接接头的组织和力学性能的复杂性,以及管道实体模型实际承载条件下应力分布的不均匀性,本文在不考虑焊接残余应力的基础上,分析带有焊接接头的管道的承压能力。本文应用ANSYS有限元软件,对整条管道进行模拟,不仅节约了试验成本,并与实际情况相结合,使整管在不同条件下成型后性能分析成为了可能,为工程实践提供了更为准确的理论依据。本文首先考虑到焊接接头结构上的复杂性,在忽略余高及焊趾倾角等尺寸条件,只研究熔宽和熔深对管道承压能力及屈服位置的影响,最终得到合理的焊接接头尺寸。进而通过调整焊接坡口尺寸及埋弧焊焊接工艺,得到预设模型的焊接接头尺寸。其次,分析不同的焊接热影响区软化程度及焊缝强度对接头性能的影响,同时,结合焊接接头尺寸改变,观察能否通过接头尺寸的改变弥补强度带来的损失。最终得到最优的接头强度配比和焊接接头尺寸。最后,通过建立三维有限元模型,更加真实的模拟实际管道在承受内压时的情况,其结果与二维模型相比较,从而验证简化模型对结果准确性的影响。经过一系列模拟,最终推断出合理的焊接工艺,达到管道最佳焊缝熔深和熔宽,使接头达到最佳承载能力,并能预测失效首先发生的位置。并且,分析不同焊接接头强度和热影响区软化程度,对接头承载能力的影响,为焊接前期选材及焊接坡口选择起到指导作用。同时,应用三维模型验证了在压力不是过高的情况下二维模型的准确性。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG445;TE973.3

【参考文献】

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