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张力减径工艺是在前后布,的一系列轧辊机架中对荒管进行连续轧制的过程.也是钢管生产中的 一道热变形工序。在这一过程中.采用适当的孔型系列.使荒管外径得以连续减缩,同时凭借机架系列中轧辊转速比例的调节.可以取得预定的璧厚变化。张力减径工艺具有轧制速度高、产品规格范1 大等优点,目的已得到广泛应用。在张力减径过程中.钢管周向变形不均匀.导致钢管内表面由圆形变为多边形,在轧制中厚壁钢管时.该现象尤为严, " .。为了改善和钢管的内多边形缺陷.需要实时测张力减径过程中钢管各个部位的应力、应变及沮度等场盆,但在生产现场,侧 t 这些数据往往比较困难且费时费力.因此利用数值棋拟技术来掌握上述场 t 在张力减径过程中的变化是非常必要的。为了提高产品的壁厚精度.目前国内外许多学者已经利用有限元法针对钢管张力减径过程的壁厚变化规律进行了大证的研究工作,州.并取得了较大的进展。
导致钢管内表面由圆形变为多边形的因索主要有轧辊孔型、张力分布情况、荒管壁厚及轧制沮度等。本文采用革于 MSC . MARC 的有限元分析方法,建立了钢管张力减径过程的有限元热力藕合分析棋型.在其他参数相同的情况下.研究了不同壁厚钢管的张力减径过程.分析了钢管内多边形的形成机理.得到了荒管璧厚和张力系数对钢管内多边形程度的影响规律.可为提高产品的壁厚精度和形状精度提供理论指导。
l 设.主.价数及热力报合有限元板型的盆立
Ll 设备主要参数本文在建立张力减径有限元棋型时.设定的张力减径机组的机架个数为 20 .轧辊的名义直径设定为 345mm ,相邻机架间的距离为 320mm ,荒管的外圆直径为 180 帕 m .成品钢管直径为 79mm 。为了研究荒管璧厚及张力系数对钢管内多边形的影响规伸,在其他参数相同的悄况下.本文选取了 9 种不同壁厚的荒管及对应的张力系数进行有限元模拟.其具体数值如表 l 所示。
如何制造高强度、高韧性的厚壁无缝钢管一直是治金工作者感兴趣的重要课题。近年来,随着治炼和无缝管穿轧技术的进步,对生产≤160mm,0,≥120kgf/mm20,≥140kgf/mm2,-40℃V形缺口试样a≥2kgf·m/cm2的厚壁无缝管,已有较成功经验,并用于兵工生产,但是制造18C~500的大口径厚壁管一直是工艺上的难题。
多年来,制造厚壁管的主要工艺路线是采用电炉(或电渣)钢锭锻造后再机械锆孔的工艺。这种工艺的主要缺点是材料消耗高,钢材利用率低,钢坯的30~40%变为切屑,特别是高强度、大截面部件,往往由于锻压比小,不能充分破坏钢锭心部的柱状晶,使锻坯的断面收缩率和冲击韧性都较低。增大钢锭直径,虽然可以增加锻压比,但是直径増加往往会导致钢锭的元素偏析增加,此举往往不能提高断面收缩率和κ值电渣熔工艺生产的空心管,虽然可以生产高冲击值的管,但是由于铸管上的横列结晶断口难以,妨碍了它的广泛应用。
为了制取高强度、高韧性的厚壁无缝管,我们结合30Cr2Ni2MoVA钢管的研制,进行了一些工艺试验。这些工艺是:1.电渣钢锭十锻造制坯十机加钻孔;2.电渣钢锭十锻造制坯十水压机热挤压成管;3,电渣钢锭十“皮尔格”轧机锻轧无缝管。现将这三种工艺生产管材的性能总结如下。适量的磨削加工,使表面耐久性能得到显著提高的主要原因,是由于充分发挥了残留奥氏体的有利作用;渗层接触疲劳性能随表层残留奥氏体量的增多而增高,其含量达60%左右时,具有 的接触疲劳性能。
3.共渗层中的残留奥氏体在循环应力作用下,均发生马氏体相变。在同一种热处理状态下,残留奥氏体的转变速率越低,其疲劳寿命越高。
4.冷处理虽然能提高共渗层的表面硬度,但是,由于残留奥氏体的有利影响被削弱而使其表面耐久性能降低。
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12Cr1MoV厚壁钢管焊缝内部裂纹处理实例
12Crlmovg是目前电站锅炉用量 的低合金耐热钢,经国内外实践证明其工艺性能良好,可靠性强,其广泛应用在锅炉过热管、联箱和管道中。以某电厂4机亚临界锅炉为例,针对后屏集箱至高温过热器联箱连接管的内部裂纹进行分析,并提出相应的处理解决方案,为目前国内在役多的300MW机组中的12Cr1MoV厚壁钢管技术管理提供了有凎借鉴,为机组经济运行提供了重要保障.
(1)在补焊时,补焊区成型饱满光滑,新旧焊缝圆滑过渡,使用这种方法来分散应力,减少应力集中,对裂纹的产生会有一定的抑制作用。
(2)加强金属技术监督检验,该焊缝要列入电厂下次检修的检验项目中,检验项目包括宏观检验,磁粉检測,超声检測,硬度测试,必要时进行金相分析。在机组日后的检修中,重点监督几次,确保补焊位置不出现缺陷。
(3)加强技术监督过程控制。焊接人员与检验检測人员必须持有有效资格,并具有相当的经验;仪器设备必须经鉴定后合格,使用过程中也要按标准按时进行校验与校正;焊接所用的焊条必须在保质期内,并按使用说明提前烘焙;焊接与检验必须遵循相对应的工艺指导书、检验标准及操作规程等。
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