运行管线在役焊接烧穿机理研究

《运行管线在役焊接烧穿机理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要运行管道在役焊接修复速度快，对管道正常运行影Ⅱ向较小，具有巨大的经济效益和广阔的应用前景。但在役焊接时可能发生烧穿，有很大危险性。本文利用自行设计的试验装置进行了在役焊接试验，分析了管道的壁厚、管道内部压力、焊接线能量以及冷却方式等因素对于烧穿的影响。试验结果表明，冷却方式不同对于烧穿有较大影响，水冷比空冷烧穿时需要更大的线能量；壁厚越厚，烧穿需要的线能量越大；常规焊接烧穿时由外壁向内壁方向发生外凸变形，在役焊接烧穿时变形由于压力的作用，由沿内壁向外壁发生内凹变形；压力从0．5MPa到2．5MPa之问变化时，烧穿所需要的焊接线能量增大，而压力从2．

2、5MPa到5MPa之间变化时，随着压力的增加，烧穿所需要的焊接线能量逐渐降低。利用SYSWELD非线性有限元分析软件对在役焊接过程进行分析，通过对管壁加载均匀压力实现了在役焊接三维实体模型的数值模拟。建立了不同厚度的模型，通过改变冷却方式，焊接线能量，管内的压力等条件，对在役焊接的温度场和应力场进行了分析。计算结果表明，水冷时内壁的峰值温度要高于空冷；内壁峰值温度随着壁厚增厚而降低；焊接线能量越大，内壁峰值温度越高，瞬念应力越大；管内的压力越大，内壁的瞬念应力随之增大。模拟结果在具体数值上与实测值有一定差距，在以后的研究中，需要使模拟的边界条件进一步接

3、近实际操作，使结果精度提高。本文的研究为运行管线在役焊接修复提供理论依据，有助于推动油气管道在役修复技术的推广应用。关键词：压力管道，在役焊接，烧穿机理，数值模拟，SYSwELDResearchofBurn—throughduringin-serViceWeldingontoRunningPipelinesGaoQiang(MaIerialProcessingengineering)DirectedbyProf．V№gYbngAbstractWeldingrepairontoin—serVicepipelineshasgoodeconomicemcie

4、ncyandapplicationtrend，becauseitismuchquickandhasiittleef论cttono门naIr1InofpipeIine．ButitisalsoVerydaIlgerousbecausebum-throu曲mighthappenduringwelding．Inthispaper，thedeVice、Ⅳasdesignedandsetuptosimulatethein—seⅣicewelding．Thethesismainlyanalyzestheeffectofpipethickness，insidepres

5、sureofpipe，heatinputandthewayofcoolingWhicharerelatedtobum-through，Accordingtotheexperimentresuit，difrerentcoolingwayshaVe铲eate丘’ecttobum—throu曲，comparingtoair-cooling，thewayofwater．coolingrequiresmuchmoreheatinput．WhenthepipewaIIbecomesthicker，bum—throu曲requireshigherheatinput．

6、conVexdefomationfromoutsidewallt0insidewallofpipehappenedduringnonnalweIding，andconcaVedef．ormationfiomoutsidewaIltoinside、Vallofpipehappenedduringin-serViceweldingbecauseofthepressureinsidethepipe．Bum—throughrequireshigherheatinputwhenpressureinsidethepipechangesf的mO．5MPato2．5M

7、Pa．Itrequireslowerheatinputwhenpressureinsidethepipechangesf而m0．5MPato2．5MPa．Thepaperanalyzestheprocessofin—serviceweldingwithnon-1inearityanalyticalsoRwareSYSWELD，andsimulatesthethree—dimensionalmodelofin—sen，iceweIdingbypressingeVenly0nthepipewaU．Simulatingthein—sen，icewelding

8、processwithdi腩rentmodelsofdifrerentpipewallthic