【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及管道殘余應(yīng)力消減，具體來(lái)講，涉及一種超窄間隙、超低溫度的管道殘余應(yīng)力消減方法。
技術(shù)介紹
1、近年來(lái)，我國(guó)管道數(shù)量增長(zhǎng)迅速且應(yīng)用廣泛。而較大的殘余應(yīng)力的存在會(huì)影響管道的力學(xué)性能并使其安全裕度降低，是造成焊接接頭脆斷甚至失效的重要原因，因此對(duì)管道焊接接頭處殘余應(yīng)力的消減十分重要。在目前較為常用的應(yīng)力消減方法中，錘擊法、超聲沖擊法等方法因現(xiàn)場(chǎng)工況復(fù)雜、耗費(fèi)較高、操作難度大且應(yīng)力消減程度不穩(wěn)定等因素具有一定的局限性。而采用傳統(tǒng)的熱處理方法進(jìn)行應(yīng)力消減時(shí)存在著許多問(wèn)題，如加熱溫度高、加熱時(shí)間長(zhǎng)、加熱溫度帶寬、組織惡化、對(duì)內(nèi)壁應(yīng)力消減不明顯和社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益差等，為避免這些問(wèn)題的產(chǎn)生，傳統(tǒng)的高溫?zé)崽幚矸椒壳耙驯唤谩?/p>
2、基于以上問(wèn)題，有必要提出一種新的熱處理方法對(duì)管道進(jìn)行應(yīng)力消減。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足中的至少一項(xiàng)。例如，本專利技術(shù)的目的之一在于提供一種加熱帶寬度不超過(guò)90mm、峰值溫度不超過(guò)200℃、熱處理過(guò)程不超過(guò)2小時(shí)且應(yīng)力水平消減明顯的消減管道殘余應(yīng)力的方法。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種管道殘余應(yīng)力消減方法。
3、所述方法包括：在管道焊縫兩側(cè)加熱進(jìn)行熱處理，以實(shí)現(xiàn)應(yīng)力消減和應(yīng)力均勻化；其中，兩側(cè)的加熱區(qū)域都未接觸焊縫。
4、可選擇地，所述加熱區(qū)域的寬度不超過(guò)90mm。
5、可選擇地，所述加熱的峰值溫度不高于200℃。
6、可選擇地，所述加
7、可選擇地，所述加熱通過(guò)鋪設(shè)加熱帶或纏繞感應(yīng)線圈來(lái)進(jìn)行。
8、可選擇地，所述加熱區(qū)域?yàn)榄h(huán)形區(qū)域，所述兩側(cè)的加熱區(qū)域圍繞焊縫中心對(duì)稱分布。
9、可選擇地，所述加熱包括快熱、緩熱、保溫、快冷和緩冷五個(gè)階段。
10、可選擇地，所述加熱區(qū)域的位置、所述加熱區(qū)域的寬度和所述熱處理的工藝控制參數(shù)通過(guò)數(shù)值模擬來(lái)確定。
11、可選擇地，所述數(shù)值模擬的過(guò)程包括：建立管道焊接接頭有限元模型；在焊縫兩側(cè)分別添加一個(gè)加熱區(qū)域，加熱區(qū)域未與焊縫接觸；選擇不同的加熱區(qū)域位置、加熱區(qū)域?qū)挾群蜔崽幚砉に嚳刂茀?shù)對(duì)熱處理過(guò)程進(jìn)行模擬，比較不同參數(shù)對(duì)應(yīng)力消減的影響；根據(jù)影響結(jié)果，在保證應(yīng)力消減效果的前提下確定合適的參數(shù)。
12、可選擇地，所述方法還包括：通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所述數(shù)值模擬確定的結(jié)果。
13、可選擇地，所述方法可通過(guò)如下裝置實(shí)現(xiàn)，包括加熱電源、第一保溫層、第一加熱機(jī)構(gòu)、第二保溫層和第二加熱機(jī)構(gòu)；其中，第一保溫層和第二保溫層分別設(shè)置在管道焊縫的兩側(cè)并包裹管道；第一、第二加熱機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在第一保溫層和第二保溫層上，以在管道焊縫的兩側(cè)分別形成兩個(gè)加熱區(qū)域；第一加熱機(jī)構(gòu)和第二加熱機(jī)構(gòu)都與加熱電源連接。
14、可選擇地，用于實(shí)現(xiàn)所述方法的裝置還包括測(cè)溫機(jī)構(gòu)，測(cè)溫機(jī)構(gòu)能夠測(cè)量加熱區(qū)域處管道內(nèi)表面和外表面的溫度以及防腐層的溫度。進(jìn)一步地，測(cè)溫機(jī)構(gòu)可包括熱電偶。
15、可選擇地，用于實(shí)現(xiàn)所述方法的裝置中，第一加熱機(jī)構(gòu)和所述第二加熱機(jī)構(gòu)都包括感應(yīng)線圈或加熱帶。
16、可選擇地，用于實(shí)現(xiàn)所述方法的裝置中，加熱電源能夠控制兩個(gè)加熱機(jī)構(gòu)的加熱過(guò)程。
17、可選擇地，用于實(shí)現(xiàn)所述方法的裝置中，加熱電源可包括中頻感應(yīng)加熱電源。
18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果包括以下內(nèi)容中的至少一項(xiàng)：
19、(1)本專利技術(shù)通過(guò)在焊縫兩側(cè)使用較窄的加熱帶進(jìn)行局部熱處理，加熱過(guò)程溫度低，有效避免了傳統(tǒng)熱處理方法因加熱帶寬、加熱溫度高造成的問(wèn)題，有效防止防腐層遭受破壞且更適用于現(xiàn)場(chǎng)，更具有實(shí)用性。
20、(2)本專利技術(shù)可有效調(diào)控管道應(yīng)力水平并使應(yīng)力分布均勻，應(yīng)力消減效果較好。本專利技術(shù)的熱處理過(guò)程溫度低、時(shí)間短，能耗低，社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益較好，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。
21、(3)本專利技術(shù)可有效解決管道局部熱處理應(yīng)力消減問(wèn)題。
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1.一種管道殘余應(yīng)力消減方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道殘余應(yīng)力消減方法，其特征在于，所述加熱區(qū)域的寬度不超過(guò)90mm，所述加熱的峰值溫度不高于200℃，所述加熱的時(shí)間不超過(guò)2個(gè)小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道殘余應(yīng)力消減方法，其特征在于，所述加熱通過(guò)鋪設(shè)加熱帶或纏繞感應(yīng)線圈來(lái)進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道殘余應(yīng)力消減方法，其特征在于，所述加熱區(qū)域?yàn)榄h(huán)形區(qū)域，所述兩側(cè)的加熱區(qū)域圍繞焊縫中心對(duì)稱分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道殘余應(yīng)力消減方法，其特征在于，所述加熱包括快熱、緩熱、保溫、快冷和緩冷五個(gè)階段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道殘余應(yīng)力消減方法，其特征在于，所述加熱區(qū)域的位置、所述加熱區(qū)域的寬度和所述熱處理的控制參數(shù)通過(guò)數(shù)值模擬來(lái)確定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的管道殘余應(yīng)力消減方法，其特征在于，所述數(shù)值模擬的過(guò)程包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的管道殘余應(yīng)力消減方法，其特征在于，所述方法還包括：通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所述數(shù)值模擬確定的結(jié)果。
9.根據(jù)
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的管道殘余應(yīng)力消減方法，其特征在于，所述裝置還包括測(cè)溫機(jī)構(gòu)，測(cè)溫機(jī)構(gòu)能夠測(cè)量加熱區(qū)域處管道內(nèi)表面和外表面的溫度以及防腐層的溫度；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種管道殘余應(yīng)力消減方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道殘余應(yīng)力消減方法，其特征在于，所述加熱區(qū)域的寬度不超過(guò)90mm，所述加熱的峰值溫度不高于200℃，所述加熱的時(shí)間不超過(guò)2個(gè)小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道殘余應(yīng)力消減方法，其特征在于，所述加熱通過(guò)鋪設(shè)加熱帶或纏繞感應(yīng)線圈來(lái)進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道殘余應(yīng)力消減方法，其特征在于，所述加熱區(qū)域?yàn)榄h(huán)形區(qū)域，所述兩側(cè)的加熱區(qū)域圍繞焊縫中心對(duì)稱分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道殘余應(yīng)力消減方法，其特征在于，所述加熱包括快熱、緩熱、保溫、快冷和緩冷五個(gè)階段。
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：韓彬，牛盛源，劉聰月，高振華，程凡菊，韓濤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)石油大學(xué)華東，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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