大型场站建设中管道焊接材料用量的计算

从经济、技术角度及管道管端常用的坡口型式、焊接方法入手,对石化行业大型场站建设中管道焊接材料用量的计算方法进行了介绍。通过公式修整以及前期施工过程中的阶段性计算检查,得出更准确的焊接材料用量计算公式,并利用Microsoft Excel软件进行计算。采用此计算方法对后期施工过程中所需各种焊材用量进行了计算,有效避免了焊材,特别是价格昂贵的双相不锈钢焊丝、焊条的积压和浪费,经济效益显著。     

海洋石油平台制管焊接新工艺的开发与评价

针对海洋石油平台建造中传统制管焊接工艺存在的工序多、焊材用量大、噪声大、效率低等问题,设计开发出了大钝边无间隙埋弧焊焊接新工艺.该工艺采用埋弧焊方法,将焊接坡口改为大钝边无间隙X形坡口,取消了传统制管焊接工艺中的STT封底焊工序和碳弧气刨作业,从而减少了焊接工序,节约了焊材用量,显著地提高了焊接效率.试验评价结果表明,应用新工艺,焊缝尺寸满足工程要求,焊缝机械性能均符合相关标准要求.     

管口堆焊复合管焊接工艺研究

管口堆焊复合管是碳钢管内衬薄壁不锈钢管,管端内壁距坡口30 mm由焊丝堆焊出不锈钢层。采用这类复合管对接时可以使用异种钢焊丝一次完成焊道的根焊和过渡焊,比常规复合管省掉了封焊、切割、坡口加工等工序,提高了工作效率。但管端堆焊时容易产生应力集中、管口收缩变形的情况,甚至产生裂纹。因此这类复合管的使用在带来施工方便、提高工作效率的好处的同时,控制现场堆焊质量又成为新的技术难题。通过科学设计接头的坡口形式和尺寸,制定焊道的焊接顺序和操作技术要求,成功地解决了这类双金属复合管的焊接问题,同时研究出适用于野外作业的端部处理技术,保证了这类双金属焊接质量和安装效率。通过研究总结和成功应用,为今后管口堆焊复合管施工积累了经验。     

承插搭接焊埋地钢管接头结构特性研究与应用

为了研究轴向荷载下承插搭接焊钢管接头的应力分布规律和应力集中现象,根据焊接类型和角焊缝型式的不同组合,采用有限元软件ANSYS建立了9种接头计算模型,开展应力分析工作。分析结果显示,轴向荷载作用下,凸角焊缝虽增加了焊材用量和焊接工作量,但结构受力最好,平角次之,凹角焊缝虽节省焊材,但结构受力最差。研究表明,相同荷载作用下,内外双焊接头应力最小,可利用搭接区钢材分担受力,但焊接工作量最大;外焊接头整体应力分布较为均匀,但焊接在管外留槽施工,较为不便;内焊接头处管壁应力分布不均匀,内焊缝和承口扩径段管壁应力最高,但焊接可以在管内施工,较为方便,可以优先考虑使用。     

螺旋埋弧焊管剩磁机理及剩磁综合控制措施

针对螺旋埋弧焊管制管后存在剩磁的现象,分析了剩磁产生的原因及其对焊管在线X射线工业电视检测和现场对接焊施工的影响。分别从焊管生产过程及焊接施工现场两方面提出了减小、消除焊管剩磁的措施,如管端缠绕焊接电缆线法、管端放置磁铁抵消法、焊管剩磁反向布置法(同极法)等。分析对比了螺旋埋弧焊管现场对接时几种消磁作业方法的优缺点,最后给出了剩磁综合控制及消磁的优化方案。     

20钢中厚板焊接过程温度场的数值模拟

以20钢中厚板对接接头为研究对象,运用Ansys有限元分析软件,建立了其多道焊焊接温度场的有限元模型,并采用分步加载的方法对其焊接过程的温度场进行了模拟,得到了20钢中厚板焊接过程中焊缝区的瞬态温度场以及各点的焊接热循环曲线。结果显示,距离焊缝中心相等处的各点所经历的热循环过程呈现相同的变化规律;焊缝附近的节点出现明显的多道次热循环过程,随着节点与热源距离的增长,节点到达局部最高温度的时间逐渐延迟,热源的作用也逐渐减弱。     

内衬复合钢管管端封焊到堆焊的改进

为了避免管端封焊引起的刺漏事故,通过采用不同基体及焊接材料、不同坡口形式、不同焊接方法进行焊接试验,并对焊后的管材及焊缝进行硬度测试。测试结果表明,采用不同基体及焊接材料、不同坡口形式、不同焊接方法焊后的硬度值存在很大差异。采用309L Mo材料封焊,无论选用何种坡口形式,均存在硬度超标问题;采用NiCrMo-3材料,无论选用封焊还是堆焊,母材、焊缝和热影响区的硬度都能达到标准要求;堆焊相对于封焊,能够减少焊接缺陷,避免应力集中,适用范围更广且有利于现场施工。建议内衬复合钢管端部处理方式为管端堆焊。     

铸钢节点对口焊接残余应力及变形分析

运用有限元方法分析研究了铸钢节点对口焊接的残余应力与变形，着重讲述了该结构主要的焊接变形类型、焊接残余应力分布规律，并对理论计算值与试验段焊缝焊接收缩变形测试结果进行了比较。文章的研究成果对推广铸钢节点在工程中的应用具有一定实际意义。     

球罐支柱上口翻边加工工艺

球罐以其特有的占地小、受力好、建造费用低且周期短等优点，在石油化工介质储运中应用较多。球罐的支撑方式有多种，最常用的是支柱形式，支柱与球壳多采用相贯焊接，由于下端相交处形成“尖角”形状，造成该部位不易直接施焊而使高练强度削弱，为了解决这一问题，设计上常在此增加附件——托板，以改善施焊条件和进行补强，见图1。1990年，一种新颖实用的翻边式支柱结构被列入国标GB12337－90（钢制球形储罐）中，该结构简单省料，焊接量小且美观。由于加工难度较大，所以工程中应用尚不多。近年来，我单位在该方面进行了有益的探索，先…     

钢管的高频接触焊与感应焊

对目前高频焊管生产普遍使用的接触焊与感应焊两种焊接方法的特点进行了概述,分析了两种焊接方法的原理。分析结果表明,在焊速相同、规格相同的情况下,接触焊的焊接功率只有感应焊的50%,节电效果明显;对于76 mm以下的钢管,两者能耗则基本相同;感应焊的最大优点是钢管表面没有烧伤与划痕。同时从电工学的理论出发,对接触焊与感应焊进行了分析、计算与比较,给出接触焊头机构和设备运行的相关技术数据供参考。     

换热器管子与管板内孔焊接技术的研制

为防止间隙腐蚀和过热,化工换热器管子与管板的连接需要采用无间隙的焊接接头。为满足此要求,研制了一种新的焊接工艺,即内孔焊接法。这种方法是将管端插入管板孔内,用钨极惰性气体保护焊自动焊机从管板孔内进行全熔焊接。为将此方法投入实际使用,制定了主要适用于壁厚≥5mm管子的焊接工艺并对焊接接头的性能进行了评定。试验表明,用这种方法生产的换热器具有很高的工艺可靠性。     

316L/X65双金属复合管管端根焊工艺研究

316L不锈钢/X65双金属复合管在衬管管端钨极氩弧焊根焊时,采用不添加焊丝自熔焊和添加镍基合金焊丝两种焊接工艺,试验对比发现,不添加焊丝自熔焊后,管端自熔区域硬度较高,超过相应的技术要求;而添加镍基合金焊丝后,管端焊区硬度正常。对焊区化学成分、维氏硬度、显微组织及微区成分进行了分析。结果表明,采用不添加焊丝自熔焊,自熔区的Fe含量偏高,Cr,Ni和Mo含量偏低,冷却后形成的马氏体组织是导致自熔区硬度偏高的主要原因;采用镍基合金Inconel625焊丝进行钨极氩弧根焊后,焊区以焊丝成分为主,显微组织为奥氏体与铁素体,使该区域硬度降低到相应的技术要求。     

免补口不锈钢管环焊接工艺及生产应用

为了满足管线项目技术要求,同时摆脱传统内补口人工粉刷工艺补口质量差、容易造成补口失效的困扰,采用免补口不锈钢管环焊接工艺进行焊接。该工艺对钢管两端预先进行表面防腐处理,然后利用不锈钢材料进行结构的复合,通过内圈气体保护焊和外圈氩弧焊进行焊接,从而在焊口处和管端形成不锈钢合金层,达到防腐补口的目的。该工艺的成功应用表明,免补口不锈钢管环焊接工艺施工相对简单,完全可实现管体内壁防腐免补口作业。     

弧焊机器人焊接工艺参数计算方法研究

为了提高弧焊机器人在工程机械领域的工作效率,减少焊接编程中通过试验途径获取焊接工艺参数造成的资源浪费,根据焊缝理论体积与焊接时弧焊机器人所填充焊丝体积相等的关系,求解出焊缝横截面面积与焊接电流、焊接速度及所用焊丝直径的关系式。基于此关系式求解出3组焊脚长为10 mm船形焊的焊接工艺参数。 试验结果表明,根据关系式计算的焊接工艺参数焊接出的焊缝尺寸与设计的尺寸基本相符,并且此计算方法在实际生产中得到了很好的应用。     

坡地新型内焊机及全自动焊接工艺

如何实现管道连续性、安全性作业逐渐成为坡地管道施工亟待解决的难题。为此，研制了CPP900-FIW48新型内焊机，制定了“内焊机根焊+双焊炬自动焊机外焊”全自动焊接工艺。通过力学性能试验和现场工艺试验进行相关试验研究。试验结果表明：新型内焊机及其配套的全自动焊接工艺可在山区、丘陵等坡地管道上坡与下坡施工中实现连续、安全及根焊至盖面焊全工序的自动焊接；其自动对中定位、一键遥控自动焊接等功能，可提高焊炬中心基于管端定位的精度与效率，从而实现内环缝焊接全过程自动化；15°～30°坡度范围内管道环缝焊接应重点控制热输入量、焊接电压、焊接电流等，且通过焊接参数的适时调整控制熔池下坠。所得结论可为坡地管道自动焊作业提供技术指导。     

列管式反应器管板与反应管焊接残余应力场有限元模拟

运用大型有限元软件ANSYS对反应器管板与反应管焊接接头残余应力进行了模拟.有限元模型中选用了三维实体单元,考虑了材料的热物理性能随温度而变化的情况.运用内生热的加载方法模拟焊接热源,运用生死单元技术模拟两道焊焊接过程.获得了反应器管板与反应管焊接接头温度场和残余应力-应变场,并对计算结果进行了分析.     

焊接热输入对堆焊残余应力和变形的影响分析

为了研究热输入对堆焊残余应力和变形的影响,建立了钢板堆焊的有限元网格模型,进行了高斯移动热源的加载,通过改变焊接电流和焊接速度的大小,研究了热输入对堆焊残余应力和变形的影响规律。研究结果表明,焊件最大残余应力节点位于焊缝区域;最大形变处位于焊件宽度方向的外端;一定范围内,增大焊接电流,焊件形变量先变大后变小,最大残余应力数值逐渐变大,最终趋于某一定值;增大焊接速度,焊件最大残余应力和形变量均逐渐减小。     

基于ANSYS的直缝埋弧焊管焊接过程数值模拟

直缝埋弧焊管焊后残余应力是导致焊管应力腐蚀裂纹产生的主要原因.以有限元计算理论为基础,使用ANSYS软件给出了直缝埋弧焊管包括预焊、内外精焊在内的整个焊接过程的数值模拟方法,并对典型规格的直缝埋弧焊管焊接过程进行了模拟计算,给出了焊后管体的残余应力分布及应力峰值.     

X70级管道环焊缝接头残余应力数值模拟

根据试验确定了X70级管线钢管环焊热源模型,并利用数值模拟软件Sysweld计算了焊接热循环过程,确定了焊接接头在焊接过程中温度和应力的变化过程及其分布,以及焊后残余应力的大小和分布。计算结果不仅可以预测焊后残余应力,还可以为优化焊接参数、改善焊接接头组织性能提供参考。     

专利技术

专利名称：简体斜插管孔空间曲面开孔数控切割 方法专利申请号：CN200710065887．2 公开号：CN101066570 申请日：2007-05-18 公开日：2007-11-07 申请人：云南大为化工装备制造有限公司 本发明将火焰钢定切割机割炬设置在数控镗铣床主轴上，采用数控镗铣床上的编程控制切割机割炬，利用数控镗铣床的进给、升降、行走对筒体与筒体的相贯面进行切割，本发明对筒体与筒体的相贯连接结构，尤其是对大直径、大厚度筒体连接结构，具有切割精准，工效高，便于组装焊接，提高焊缝质量的显著优点。