国家自然科学基金(51074174)
- 作品数：9 被引量：38H指数：5
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- 相关机构：中国石油大学（华东）中国石油大学合肥通用机械研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金山东省自然科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺机械工程石油与天然气工程一般工业技术更多>>
- 基于SYSWELD的在役焊接径向变形数值模拟被引量：6
- 2014年
- 采用焊接模拟软件SYSWELD研究壁厚、管径及熔池尺寸等因素对天然气管道在役焊接径向变形的影响.结果表明：发生烧穿的临界瞬时最大变形有时间效应;发生临界变形的时间随着壁厚的增大而增加,径向变形量减小;随着管径增加,径向变形量在同壁厚下逐渐增大;壁厚为4.5 mm时,小管径管道易达到临界变形量;壁厚为6 mm时,管径的增大降低了临界变形发生的可能性;当壁厚为7.5 mm,管径由254 mm增大到508 mm时,发生临界变形的可能性减小,而管径在508～ 1016 mm时,管径的增大增加了临界变形发生的可能性;内壁点的径向变形随着热源的靠近而增大,随着壁厚的增大而减小,但当壁厚增大到6 mm后,壁厚的增大对其不再有显著影响;熔池尺寸影响焊接修复同时刻时的径向变形量,达到临界变形量的时间与熔池尺寸成反比,表现出明显的熔池尺寸效应.
- 王勇郭广飞韩涛李浩孙启平
- 关键词：在役焊接天然气管线径向变形数值模拟
- 压力管道在役焊接烧穿失稳机制被引量：7
- 2012年
- 采用压力管道在役焊接烧穿模拟试验装置,对在役焊接烧穿失稳进行了研究.观察了烧穿宏观形貌,测量了烧穿失稳熔池的尺寸,采用扫描电镜对失稳接头的表面和横截面微观形貌进行了观察分析,综合探讨了在役焊接烧穿的失稳机制.研究结果表明,在役焊接的变形为外凸变形,在带压水介质条件下焊接时,在熔池前端的高温区形成烧穿空洞.当焊接热输入逐渐变得较大时,热影响区晶粒变的粗大,晶间被氧化,晶间结构被破坏,产生裂纹,并且裂纹在应力作用下沿晶间扩展,降低了管道热影响区的材料强度,当此处剩余强度不足以承载管道内部压力时,发生烧穿失稳.
- 郭广飞王勇黎超文韩涛刘维
- 关键词：天然气管道在役焊接
- 双椭球热源参数调整在预测在役焊接熔池尺寸上的应用被引量：14
- 2013年
- 双椭球热源模型常用于在役焊接过程的数值模拟,模型中参数的合理选用对于计算结果的正确性具有决定性的作用。以往进行热源参数的调整,常运用经验反复进行试算以确定热源参数,具有很大的不确定性且工作量较大。为此,运用解析法对在役焊接常用的二氧化碳气保焊双椭球热源模型参数的确定进行了计算,通过模拟计算与试验相结合的方式对其进行验证,确定了该模型熔池尺寸参数的经验公式。研究结果表明,运用该方法,热源参数的确定过程大大简化,提高了数值模拟的效率和精度,较好地预测了在役焊接熔池的尺寸。
- 郭广飞王勇韩涛贾鹏宇
- 关键词：双椭球热源模型在役焊接数值模拟
- 熔池尺寸对在役焊接烧穿失稳的影响被引量：5
- 2013年
- 采用大型通用有限元分析软件ANSYS,计算不同的熔池在特定温度场下,径向变形随压力的变化规律,来探究不同熔池尺寸对在役焊接烧穿失稳的影响.结果表明,对于某一特定熔池尺寸,温度场维持不变时,当管壁受压力较小时,内壁温度最高点的变形为内凹变形,随压力增大,变形逐渐变为外凸,变形随压力增加呈线性变化;但当压力超过一定值时,变形随压力不再呈线性变化,变形迅速增加;对不同的熔池尺寸,当熔深、压力一定时,熔池长度、宽度越小,其失稳温度越高.当熔深、内壁最高温度相同时,熔池长度、宽度越小其失稳压力越大.
- 贾鹏宇韩涛王勇
- 关键词：在役焊接温度场
- 压力管道在役焊接热循环试验研究被引量：1
- 2012年
- 利用平板腔室模拟试验装置以及圆管模拟试验装置,对16MnR钢进行了在役焊接热循环研究。结果表明,与水冷条件下相比,空冷时在役焊接热循环曲线峰值温度提高,冷却时间延长;随着焊接热输入的增大,峰值温度和冷却时间明显增加;小于临界板厚时,冷却时间随着板厚的增大而减小,试板的冷却速度增大;而超过临界板厚,板厚对冷却时间的影响可以忽略;压力因素对静试验装置的在役焊接热循环的影响可以忽略。
- 顾国林薄国公齐万鹏王勇韩涛
- 关键词：在役焊接16MNR钢热循环
- X70钢高压输气管线在役焊接剩余强度尺寸效应数值模拟被引量：4
- 2016年
- 通过X70钢高温拉伸试验与SYSWELD数值模拟相结合的方法,对X70钢高压天然气管线在役焊接的剩余强度尺寸效应进行了研究.试验表明,700℃时,X70钢屈服强度为250 MPa,800℃时降为102 MPa,从800℃增至1 300℃进行拉伸,屈服强度非线性降至19 MPa.使用等效缺陷法、有限元计算结果及X70钢的高温拉伸数据,对在役焊接管道的剩余强度进行了评价.结果表明,当等效缺陷面积增加到原面积的1.1倍时,管道的承载能力从3.38 MPa下降到0.5 MPa;熔池长度对剩余强度的影响较小,熔池深度以及熔池宽度对剩余强度影响较大,剩余强度的分布更大程度受到熔池深度的影响,表现出明显的熔池尺寸效应.
- 郭广飞王勇韩涛
- 关键词：在役焊接天然气管线尺寸效应高温拉伸
- 基于等效缺陷尺寸在役焊接安全性评价研究被引量：10
- 2017年
- 采用有限元模拟软件SYSWELD对X70管线钢在役焊接瞬时温度场进行模拟,综合考虑焊接熔池尺寸及高温区金属强度损失,运用强度路径积分法对焊接熔池进行等效。将等效熔池看作是体积型缺陷,基于等效缺陷尺寸对在役焊接安全工作压力进行计算,进而对输气管道在役焊接安全性进行评价。结果表明:随着壁厚增大,安全工作压力增大,安全性增强;管径增大,安全工作压力减小,安全性降低,等效缺陷长度修正因子可削弱这种影响;气体介质条件下安全工作压力与饱和水介质相比较小,同时气体压力、流速对安全工作压力影响较小,在一定壁厚下用常规空气冷却条件下的等效缺陷尺寸进行安全性评价是保守的。
- 王勇孙启平韩涛张波卢玉秀
- 关键词：在役焊接数值模拟安全性评价
- 天然气管道在役焊接径向变形数值模拟被引量：6
- 2014年
- 采用焊接模拟软件SYSWELD研究了压力及修复时间对天然气管道在役焊接径向变形的影响,并进行了试验验证.结果表明,在0~4 MPa压力范围内,径向变形量随压力的增大而增大,在4~6 MPa压力范围内,径向变形随着压力的增大而减小,并在6 MPa压力时近似等于常压焊接的变形量;随着焊接修复时间的增加,径向变形量逐渐增大,具有时间效应;预测焊接烧穿时,瞬时径向最大变形法优于内部点径向变形法.
- 郭广飞王勇韩涛
- 关键词：在役焊接天然气管线径向变形数值模拟
- X70管道焊接修复过程中的承压能力评价方法被引量：3
- 2016年
- 通过X70钢高温拉伸试验与SYSWELD数值模拟相结合的方法,对X70钢高压天然气管线焊接修复过程中的承压能力进行了研究。拉伸试验结果表明,700℃时,屈服强度为250 MPa,800℃时降为102 MPa,从800℃增至1300℃进行试验,强度非线性降至19 MPa。结合使用等效缺陷法、有限元计算及X70钢的高温拉伸数据,DNV-RP-F101适用于X70钢的焊接修复剩余承压能力研究;当等效缺陷面积仅仅增加到原来的1.1倍时,焊接修复管道的承压能力却降至原承压能力的15%,尺寸效应明显。
- 郭广飞
- 关键词：天然气管线承压能力数值模拟高温拉伸
