脉冲电流辅助金属管材环焊感应加热过程的研究
发布时间：2021-01-04 02:32
当前,我国能源供给与需求的矛盾日益突出,“西气东输”工程的开发与平稳运行越来越关系到我国经济发展的持续与稳定。输气管道作为“西气东输”工程天然气输送的重要载体,其焊接接头处的物理性能的好坏,将直接决定了金属管材的疲劳寿命,甚至会造成管道泄漏,严重危害到“西气东输”工程的平稳运行。传统的输气管道通常采用埋弧焊的方式来对金属管材进行焊接,但焊接接头处壁厚方向上的温差较大,使得焊缝处的物理性能较差。因此,本论文提出采用感应环形焊接工艺来对金属管材进行焊接,并对金属管材环焊感应加热过程的电磁场与温度场进行了研究。此外,又研究了在金属管材环焊感应加热后仍保留有余温时辅助加载脉冲电流对温度场分布的影响。同时,通过采用数值模拟和实验对比分析的方法,探究脉冲电流辅助金属管材环焊感应加热过程温度场的分布规律及其准确性。最后探究了不同工艺参数对温度场变化规律的影响。本文的主要内容包括:（1）本论文在充分分析金属管材环焊感应加热过程中温度场与电磁场的关系后,又在感应加热后仍有余温时迅速引入脉冲电流,首次实现了脉冲电流辅助金属管材环焊感应加热过程中温度场与电磁场的电-磁-热多物理场耦合循环模拟计算。（2）本论...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“西气东输”之源—塔里木油田克拉2气田
『讣际酰?缤?-3所示。由于直缝焊管的焊缝在埋弧焊接过程中不可避免的会产生气孔、夹渣等焊接缺陷，同时，埋弧焊接的接头处壁厚方向上的温差较大，往往会导致其热影响区组织成分的不均及物理性能的降低，使得埋弧焊缝处成为了管道上的薄弱点，更容易产生裂纹、腐蚀等失效形式，甚至产生断裂失效[15-17]。近年来，国内外出现了很多由于焊缝及其热影响区物理强度较低而引发的管道局部塑性变形，最终导致金属管材焊缝处断裂失效的事故[18-20]。因此，这对人们研究如何提高金属管材焊接质量及性能提出了更加严格的要求。图1-2西气东输管道地下铺设现场图1-3输气管道接头焊接现场1.2脉冲电流辅助感应焊接技术研究进展及发展趋势近年来，国内的焊接加工技术业已实现了跨越式的发展，随着工业水平的逐步提高，本国逐渐建设成世界排名前列的焊接大国，焊接已经逐步作为制造业，特别
ニ鹩敫?矗?贾陆鹗艄?材局部管壁变薄，承载强度大幅减弱，最终导致管道泄露[9-10]。并且，随着地区与季节的不同，土壤成分也会随之发生动态变化，使得长距离输气管道所面临的不利情况更加复杂。另一方面，“西气东输”工程输气管道所服役地域自然环境十分恶劣，昼夜温差最大可达50℃，巨大的温差使得金属管材的物理性能产生较大变化，甚至导致金属管材发生较大的变形，无疑对金属管材的接头质量提出了更大的挑战[11-14]。进一步地，对于输气管道而言，目前通常采用管线钢直缝焊管，传统的焊接形式多采用埋弧焊技术，如图1-3所示。由于直缝焊管的焊缝在埋弧焊接过程中不可避免的会产生气孔、夹渣等焊接缺陷，同时，埋弧焊接的接头处壁厚方向上的温差较大，往往会导致其热影响区组织成分的不均及物理性能的降低，使得埋弧焊缝处成为了管道上的薄弱点，更容易产生裂纹、腐蚀等失效形式，甚至产生断裂失效[15-17]。近年来，国内外出现了很多由于焊缝及其热影响区物理强度较低而引发的管道局部塑性变形，最终导致金属管材焊缝处断裂失效的事故[18-20]。因此，这对人们研究如何提高金属管材焊接质量及性能提出了更加严格的要求。图1-2西气东输管道地下铺设现场图1-3输气管道接头焊接现场1.2脉冲电流辅助感应焊接技术研究进展及发展趋势近年来，国内的焊接加工技术业已实现了跨越式的发展，随着工业水平的逐步提高，本国逐渐建设成世界排名前列的焊接大国，焊接已经逐步作为制造业，特别
【参考文献】：
期刊论文
[1]脉冲电流对6016-T4铝合金板材力学性能的影响[J]. 张赛军,李康镇,路艳春,沈朝辉. 锻压技术. 2020(01)
[2]X70大变形管环焊接头及断裂机制研究[J]. 牛靖,张恩涛,吕玉海,王浩,殷咸青,陈宏远. 精密成形工程. 2020(01)
[3]中国天然气供需形势分析及发展建议[J]. 佘源琦,王小勇,高阳,李明鹏,杨慎. 天然气技术与经济. 2019(06)
[4]在役焊接接头拉伸和疲劳性能的微观动力学研究[J]. 乔羚,韩涛,吴倩,韩来慧,靳海成. 热加工工艺. 2020(03)
[5]Major progress in the natural gas exploration and development in the past seven decades in China[J]. DAI Jinxing,QIN Shengfei,HU Guoyi,NI Yunyan,GAN Lideng,HUANG Shipeng,HONG Feng. Petroleum Exploration and Development. 2019(06)
[6]脉冲电流处理对拉伸过程中纯铜位错组态的影响[J]. 董宇,刘茂林,王新丽. 材料与冶金学报. 2019(04)
[7]X70钢不同焊接方法下焊接接头低温CTOD试验[J]. 王士博,王宇晴,张春瑞,张长军,蔡和平,郭亚杰. 热加工工艺. 2019(23)
[8]全球天然气资源现状与利用趋势[J]. 陈骥,吴登定,雷涯邻,张万益,马芬,方圆,赵晶晶. 矿产保护与利用. 2019(05)
[9]不锈钢高频焊管焊缝质量的影响因素[J]. 张万鹏,张高兰,张亚刚,杨耀彬,符利兵,牛爱军,韦奉. 焊管. 2019(09)
[10]西气东输榆林段X80钢材质管道土壤环境腐蚀性研究[J]. 王敬,谢锐杰,廖广新. 能源化工. 2018(06)
本文编号：2955969
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“西气东输”之源—塔里木油田克拉2气田
『讣际酰?缤?-3所示。由于直缝焊管的焊缝在埋弧焊接过程中不可避免的会产生气孔、夹渣等焊接缺陷，同时，埋弧焊接的接头处壁厚方向上的温差较大，往往会导致其热影响区组织成分的不均及物理性能的降低，使得埋弧焊缝处成为了管道上的薄弱点，更容易产生裂纹、腐蚀等失效形式，甚至产生断裂失效[15-17]。近年来，国内外出现了很多由于焊缝及其热影响区物理强度较低而引发的管道局部塑性变形，最终导致金属管材焊缝处断裂失效的事故[18-20]。因此，这对人们研究如何提高金属管材焊接质量及性能提出了更加严格的要求。图1-2西气东输管道地下铺设现场图1-3输气管道接头焊接现场1.2脉冲电流辅助感应焊接技术研究进展及发展趋势近年来，国内的焊接加工技术业已实现了跨越式的发展，随着工业水平的逐步提高，本国逐渐建设成世界排名前列的焊接大国，焊接已经逐步作为制造业，特别
ニ鹩敫?矗?贾陆鹗艄?材局部管壁变薄，承载强度大幅减弱，最终导致管道泄露[9-10]。并且，随着地区与季节的不同，土壤成分也会随之发生动态变化，使得长距离输气管道所面临的不利情况更加复杂。另一方面，“西气东输”工程输气管道所服役地域自然环境十分恶劣，昼夜温差最大可达50℃，巨大的温差使得金属管材的物理性能产生较大变化，甚至导致金属管材发生较大的变形，无疑对金属管材的接头质量提出了更大的挑战[11-14]。进一步地，对于输气管道而言，目前通常采用管线钢直缝焊管，传统的焊接形式多采用埋弧焊技术，如图1-3所示。由于直缝焊管的焊缝在埋弧焊接过程中不可避免的会产生气孔、夹渣等焊接缺陷，同时，埋弧焊接的接头处壁厚方向上的温差较大，往往会导致其热影响区组织成分的不均及物理性能的降低，使得埋弧焊缝处成为了管道上的薄弱点，更容易产生裂纹、腐蚀等失效形式，甚至产生断裂失效[15-17]。近年来，国内外出现了很多由于焊缝及其热影响区物理强度较低而引发的管道局部塑性变形，最终导致金属管材焊缝处断裂失效的事故[18-20]。因此，这对人们研究如何提高金属管材焊接质量及性能提出了更加严格的要求。图1-2西气东输管道地下铺设现场图1-3输气管道接头焊接现场1.2脉冲电流辅助感应焊接技术研究进展及发展趋势近年来，国内的焊接加工技术业已实现了跨越式的发展，随着工业水平的逐步提高，本国逐渐建设成世界排名前列的焊接大国，焊接已经逐步作为制造业，特别
【参考文献】：
期刊论文
[1]脉冲电流对6016-T4铝合金板材力学性能的影响[J]. 张赛军,李康镇,路艳春,沈朝辉. 锻压技术. 2020(01)
[2]X70大变形管环焊接头及断裂机制研究[J]. 牛靖,张恩涛,吕玉海,王浩,殷咸青,陈宏远. 精密成形工程. 2020(01)
[3]中国天然气供需形势分析及发展建议[J]. 佘源琦,王小勇,高阳,李明鹏,杨慎. 天然气技术与经济. 2019(06)
[4]在役焊接接头拉伸和疲劳性能的微观动力学研究[J]. 乔羚,韩涛,吴倩,韩来慧,靳海成. 热加工工艺. 2020(03)
[5]Major progress in the natural gas exploration and development in the past seven decades in China[J]. DAI Jinxing,QIN Shengfei,HU Guoyi,NI Yunyan,GAN Lideng,HUANG Shipeng,HONG Feng. Petroleum Exploration and Development. 2019(06)
[6]脉冲电流处理对拉伸过程中纯铜位错组态的影响[J]. 董宇,刘茂林,王新丽. 材料与冶金学报. 2019(04)
[7]X70钢不同焊接方法下焊接接头低温CTOD试验[J]. 王士博,王宇晴,张春瑞,张长军,蔡和平,郭亚杰. 热加工工艺. 2019(23)
[8]全球天然气资源现状与利用趋势[J]. 陈骥,吴登定,雷涯邻,张万益,马芬,方圆,赵晶晶. 矿产保护与利用. 2019(05)
[9]不锈钢高频焊管焊缝质量的影响因素[J]. 张万鹏,张高兰,张亚刚,杨耀彬,符利兵,牛爱军,韦奉. 焊管. 2019(09)
[10]西气东输榆林段X80钢材质管道土壤环境腐蚀性研究[J]. 王敬,谢锐杰,廖广新. 能源化工. 2018(06)
本文编号：2955969
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