热拔制大型汇气管模压成型工艺及热塑性成形技术研究
本文选题:汇气管 + 热拔制 ; 参考:《河南工业大学》2017年硕士论文
【摘要】:汇气管是油气输送管道的重要构件,其性能与输送管道系统的安全性密切相关。热拔制汇气管具有加工质量稳定、运行安全可靠等优势,因此在工程中得到广泛的应用。但由于尺寸大,传统的热拔制工艺普遍落后,例如:有公司采用氧-乙炔火焰作为热源对汇气管进行加热,达到所需温度后,再进行拔制。这种加热方式不仅热效率低,拔制过程不能实现自动化,而且还存在安全隐患。本文针对这一工程实际问题,研究电磁加热工艺过程中大型高压汇气管热拔制成型的关键工序—热拔制,采用数值模拟与实验分析相结合的方式进行研究。主要研究内容和研究成果如下:1.分析了大型汇气管不同成型工艺的优缺点;针对汇气管在工程中遇到的难题,提出了应用感应加热取代传统的氧-乙炔火焰加热。2.根据金属热塑性成形的特点和原理,应用刚塑性有限元理论和热传导有限元理论,给出了热塑性成形的计算模型,解决了成型过程中特殊的形变和传热耦合的问题;根据热拔制汇气管模压成型工艺原理,对拔制道次、坯料加热温度场、拔制速度、拔制模具预热温度以及润滑条件这五个主要参数进行优化;确定了一种新的工艺评价指标来判断热拔制后成形支管的优劣。3.采用数值法,模拟了大型汇气管热拔制成型的过程,分析了汇气管在成型过程中的应力、应变、金属流动规律以及温度场的分布;通过单因素循环法,对比分析了拔制道次、坯料加热温度场、拔制速度、拔制模具预热温度和润滑条件这五个主要参数对汇气管热拔制成型过程的影响,确定了一组最佳工艺参数。4.通过对实验数据与理论模拟数据的对比,验证了模拟结果的合理性与准确性;为热拔制汇气管成型过程工艺参数的优化提供了一定的依据;同时,对感应加热设备的选择以及配套感应器的设计奠定了基础。
[Abstract]:Manifold is an important component of oil and gas pipeline, and its performance is closely related to the safety of pipeline system. Hot drawing manifold has the advantages of stable processing quality, safe operation and so on, so it has been widely used in engineering. However, because of the large size, the traditional hot drawing technology is generally backward. For example, some companies use oxygen-acetylene flame as the heat source to heat the manifold, and then pull it out after reaching the required temperature. This heating method is not only low thermal efficiency, drawing process can not be automated, but also there are safety risks. In order to solve this practical problem, this paper studies the key process of hot drawing of large high-pressure manifold in the process of electromagnetic heating, which is studied by combining numerical simulation with experimental analysis. The main research contents and results are as follows: 1. This paper analyzes the advantages and disadvantages of different molding processes for large manifold pipes, and puts forward the application of induction heating instead of conventional oxyacetylene flame heating. According to the characteristics and principle of metal thermoplastic forming, the calculation model of thermoplastic forming is given by using the theory of rigid plastic finite element and heat conduction finite element, which solves the problem of special deformation and heat transfer coupling in the forming process. According to the principle of hot drawing, the paper optimizes five main parameters, such as drawing pass, heating temperature field of billet, drawing speed, preheating temperature of drawing die and lubrication condition. A new process evaluation index is determined to judge the advantages and disadvantages of the formed branch pipe after hot drawing. In this paper, the numerical method is used to simulate the process of heat drawing of the large manifold, and the stress, strain, metal flow and temperature field distribution in the forming process of the manifold are analyzed, and the pull-out pass times are compared and analyzed by single factor cycle method. The effects of five main parameters, such as heating temperature field, drawing speed, preheating temperature and lubricating conditions of drawing die, on the forming process of hot drawing of sink pipe are determined, and a group of optimum technological parameters .4 are determined. By comparing the experimental data with the theoretical simulation data, the rationality and accuracy of the simulation results are verified. It lays a foundation for the selection of induction heating equipment and the design of matching inductor.
【学位授予单位】:河南工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE973
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 赵鹏飞;刘保国;刘彦旭;;汇气管热模拔成形热力耦合分析[J];塑性工程学报;2017年01期
2 魏昌晟;刘国齐;闫广周;王建国;;连铸“三大件”冷等静压成型工艺仿真[J];耐火材料;2017年01期
3 张志远;赵宝光;王欢;;大口径三通管自动热模拔制成形模具设计[J];制造业自动化;2014年04期
4 何小江;陈国定;王涛;;GH4169合金的车削温度场和残余应力场分析[J];机械科学与技术;2011年12期
5 王鹏;刘迎来;吉玲康;池强;;大口径X70感应加热试制弯管的组织与性能[J];理化检验(物理分册);2010年08期
6 古丽;张建;褚亮;;大口径三通管翻边成形工艺参数优化[J];锻压技术;2010年03期
7 刘丽敏;钟志平;谢谈;闫红艳;;Φ508mm等径三通拉拔工序数值模拟与实验研究[J];塑性工程学报;2009年05期
8 郭晓锋;杨合;孙志超;张大伟;;三通件多向加载成形热力耦合有限元分析[J];塑性工程学报;2009年04期
9 陆璐;王辅忠;王照旭;;有限元方法在金属塑性成形中的应用[J];材料导报;2008年06期
10 张有渝;饶威;刘俊;;开口模压拔制高压汇管的设计与制造[J];天然气与石油;2007年06期
相关硕士学位论文 前10条
1 刘晨思;金属材料挤压机结构与系统优化设计研究[D];苏州大学;2014年
2 张传海;长轴深孔件热挤压工艺设计及数值模拟[D];吉林大学;2013年
3 宋燕莎;滚珠丝杠感应加热有限元分析及优化[D];山东大学;2013年
4 张凌峰;基于有限元(FEM)模拟的P91大口径厚壁无缝钢管的热挤压工艺研究[D];内蒙古科技大学;2012年
5 骆静;汽车变速器结合齿精密成形及模具关键技术研究[D];重庆理工大学;2012年
6 张志军;管线钢X70轧制方法及性能研究[D];燕山大学;2011年
7 王惠梅;40Cr长轴件的温挤压成形工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 岳彩旭;硬态切削过程的有限元仿真与实验研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 孙开胜;汽车行李箱盖拉延毛坯设计及工艺优化[D];江苏大学;2008年
10 潘作为;基于ANSYS的感应加热数值模拟及感应器设计[D];大连理工大学;2006年
,本文编号:1826901
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/1826901.html