厚壁鋼管現(xiàn)貨軋制加工解析技術(shù)

厚壁鋼管現(xiàn)貨的軋制加工解析技術(shù)自20世紀(jì)80年代后期開始廣泛采用有限要素法（FEM），近伴隨著計算機(jī)輸出的發(fā)展，解析技術(shù)已由二維向三維的變形解析發(fā)展。由此提高了產(chǎn)品的尺寸精度和質(zhì)量，以下介紹具有代表性的解析技術(shù)。

延伸軋制的解析技術(shù)

芯棒連軋管機(jī)采用芯棒和孔型輥進(jìn)行軋制，因此與板軋制不同，在軋輥圓周方向上存在著軋輥和芯棒沒有接觸的自由變形區(qū)。由于該自由變形區(qū)是在下個機(jī)架上被軋制，因此為正確理解芯棒連軋管機(jī)的綜合特征，對包括自由變形區(qū)在內(nèi)的變形進(jìn)行預(yù)測是很重要的。

這種復(fù)雜的變形預(yù)測如果采用以往的高速緩存實(shí)現(xiàn)算法是無法獲得高的精度，因此就需要高精度的解析?？紤]到軋制方向剪切變形，采用普通擴(kuò)張平面變形解析進(jìn)行近似三維解析。結(jié)果可知，計算值和實(shí)驗值較一致。

近，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，加快了完全三維有限要素法解析技術(shù)的開發(fā)，它還能用于機(jī)架間張力影響的解析和軋輥與管坯的速度差的解析。

定徑軋制的解析技術(shù)

采用定徑軋制時由于內(nèi)面沒有工具，因此在軋制厚壁管時軋材的內(nèi)面形狀不整齊。采用三輥式軋機(jī)時，軋材的內(nèi)面形狀呈六角形。通過采用三維有限要素法解析，明確了這種內(nèi)面棱角現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)理和應(yīng)采取的對策。在采用接近正圓的橢圓率=0.986的孔型時能獲得基本均勻的壁厚，但在采用接近正圓的橢圓率=0.960的孔型時則出現(xiàn)清晰的內(nèi)面六棱角。采用本解析能預(yù)測用張力減徑機(jī)軋制時壁厚的變化，弄清了軋輥孔型特性和機(jī)架間的張力對內(nèi)面六棱角的影響。

厚壁鋼管現(xiàn)貨焊接方法的選擇

厚壁鋼管現(xiàn)貨焊接方法選擇應(yīng)根據(jù)厚壁鋼管現(xiàn)貨的材質(zhì)和壁厚來選擇。因為不同的焊接方法，具有不同的電弧熱和電弧力，不同的焊接方法具有不同的特性。如：鎢極弧焊的特點(diǎn)是電流密度較小，電弧燃燒穩(wěn)定，焊縫成型好，特別適用于薄板焊接，而厚板焊接就不是選擇；等離子弧的特點(diǎn)是弧柱溫度高，能量密度大，等離子弧的挺直度好，其剛性和柔性具有較寬的調(diào)節(jié)范圍，而且工作穩(wěn)定，但操作起來較復(fù)雜；埋弧焊則具有熔深能力和焊絲熔敷的特點(diǎn)，因而焊接速度可以大大提高，焊接成本較低，但勞動條件及環(huán)境相對較差。由此可見，不同的焊接方法具有不同的能力和不同的運(yùn)行成本，根據(jù)厚壁鋼管現(xiàn)貨的材質(zhì)和壁厚，合理選擇焊接方法是保證焊接質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本的一項非常重要的工作。

此外，就是同一種焊接方法，焊接電流的種類及大小、電弧電壓、焊接速度、使用的焊接材料等，都對電弧熱和電弧力有較大影響。所以，不同的焊接方法，只能適用于不同材料、不同厚度的焊接。下圖展示了不同的焊接方法，適應(yīng)于不同厚度的焊接速度范圍。

厚壁鋼管現(xiàn)貨承受壓力計算方法

1：以知厚壁鋼管現(xiàn)貨外徑規(guī)格壁厚求能承受壓力計算方法：

壓力=（壁厚*2*厚壁鋼管現(xiàn)貨材質(zhì)抗拉強(qiáng)度）/（外徑*系數(shù)）

2：以知厚壁鋼管現(xiàn)貨外徑和承受壓力求壁厚計算方法：

壁厚=（壓力*外徑*系數(shù)）/（2*厚壁鋼管現(xiàn)貨材質(zhì)抗拉強(qiáng)度）

3：厚壁鋼管現(xiàn)貨承受壓力計算方法：

設(shè)材料的抗拉強(qiáng)度為σ,壓力為P,管子外徑D； 管子壁厚δ=（P*D）/（2*σ/S） 其中S 為安全系數(shù)； 因為P小于7MPa,S選S=8； P小于17.5MPa,S選S=6； P大于17.5MPa,S選S=4； 我們選安全系數(shù)為S=6; 選20鋼抗拉強(qiáng)度為410MPa,故管子可承受的壓力P=（2*σ/S*δ）/D =(2*410/6*3)/(10 6) =26.25MPa>設(shè)定17.5 故安全系數(shù)取S=4 故管子可承受的壓力P=（2*σ/S*δ）/D =(2*410/4*3)/(10 6) =39.375MPa