薄壁、大口徑連續(xù)油管對(duì)接焊熱積累效應(yīng)研究.pdf

1、連續(xù)油管作為油氣井下作業(yè)的生產(chǎn)管柱，具有長(zhǎng)度長(zhǎng)、彎曲曲率半徑小、施工環(huán)境惡劣、受力復(fù)雜等特點(diǎn)，故對(duì)其性能要求很高。通常在復(fù)雜的受力條件下，焊接接頭最先失效。通過(guò)以前的研究可以發(fā)現(xiàn)連續(xù)油管由于管徑小、壁厚薄在焊接過(guò)程中存在熱積累效應(yīng)的問題。熱積累效應(yīng)指在環(huán)焊縫焊接過(guò)程中即使熱輸入較小，冷卻過(guò)程仍然緩慢，甚至?xí)霈F(xiàn)二次溫度峰值。該效應(yīng)可能使粗晶區(qū)擴(kuò)大，降低熱影響區(qū)的韌性，同時(shí)使得HAZ中存在軟化區(qū)。軟化區(qū)的存在將會(huì)成為連續(xù)油管的承載及安全性

2、最大的威脅。因此研究連續(xù)油管對(duì)接接頭熱積累效應(yīng)是很有意義的。本文采用實(shí)驗(yàn)和有限元模擬兩種手段研究連續(xù)油管對(duì)接焊溫度場(chǎng)及熱循環(huán)。
　　通過(guò)考察連續(xù)油管環(huán)焊接熱影響區(qū)熱循環(huán)特征，本文確定了熱積累程度評(píng)價(jià)指標(biāo):二次峰值溫度T28/5、二次峰值溫度后的冷卻時(shí)間t28/5、二次峰值溫度出現(xiàn)過(guò)程中的600℃以上停留時(shí)間t2＞600。
　　以國(guó)產(chǎn)CT80級(jí)(φ)50.8×4.44mm及38.1×2.7mm的兩種尺寸的連續(xù)油管為研究對(duì)象，采

3、用實(shí)驗(yàn)測(cè)量和有限元模擬的方法，研究了兩種連續(xù)油管TIG焊對(duì)接接頭的溫度場(chǎng)及熱影響區(qū)的熱循環(huán)、熱影響區(qū)的組織及性能。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)及模擬獲得的熱循環(huán)數(shù)據(jù)的分析，可以確定所建立的連續(xù)油管TIG焊對(duì)接接頭的溫度場(chǎng)分析模型能夠正確反映實(shí)際情況。
　　連續(xù)油管環(huán)焊縫接頭的熱積累效應(yīng)出現(xiàn)在340°～0°～100°的范圍，且熱積累程度最高的位置為軸向距離焊縫最近的起弧(0°)位置，其主要熱積累指標(biāo)可達(dá)到T2max=1278℃，t28/5=20s，t