【摘 要】
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天然气是我国重要的战略性资源。近几年,天然气无缝管道逐步向着大口径、大壁厚、高钢级趋势发展。为了满足天然气管道长距离、高质量的输送要求,高纲级管线钢的研发与应用势在必行。目前我国X80钢级的无缝钢管生产和应用尚处于起步阶段,斜轧穿孔是生产无缝钢管最重要的工序之一。目前斜轧穿孔过程中的工艺参数调整往往要依据经验,论文以某公司最新研发的X80管线钢为基础,针对该公司所提出的管坯参数为Φ1000mm×3
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天然气是我国重要的战略性资源。近几年,天然气无缝管道逐步向着大口径、大壁厚、高钢级趋势发展。为了满足天然气管道长距离、高质量的输送要求,高纲级管线钢的研发与应用势在必行。目前我国X80钢级的无缝钢管生产和应用尚处于起步阶段,斜轧穿孔是生产无缝钢管最重要的工序之一。目前斜轧穿孔过程中的工艺参数调整往往要依据经验,论文以某公司最新研发的X80管线钢为基础,针对该公司所提出的管坯参数为Φ1000mm×3500mm和目标毛管参数为Φ1055mm×157mm的二辊斜轧穿孔要求进行了可行性研究。具体研究方法和内容如下:首先使用Gleeble-3800热模拟试验机对X80无缝管钢坯试样在不同温度(1100℃~1200℃)和不同应变速率(0.01s-1,0.1s-1,1s-1,10s-1)下的力学性能进行了测试,得到了材料在高温下的力学性能数据,研究了材料在高温下的变形行为,并利用这些数据建立了基于双曲正弦函数的Arrhenius本构方程;同时,为了寻找材料在高温下的合理加工参数,绘制了由能量耗散图和失稳图叠加的DMM热加工图,通过分析热加工图确定了这种X80无缝管钢坯的最佳加工条件。其次对口径为Φ1000mm×3500mm规格的管坯斜轧穿孔工艺进行了研究,以管坯口径和毛管规格为基础,设计了穿孔机的各关键部件,建立了部件的三维数字模型,研究了二辊斜轧穿孔过程,并对各关键部件按照合理的参数在ABAQUS有限元软件中进行了装配。最后对管坯的锥形辊斜轧穿孔过程进行了简化和假设,以轧辊辗轧角、送进角、转速、顶头前伸量和温度等为影响因素,通过正交试验设计和数值模拟的方式,重点研究了各生产工艺参数对毛管尺寸参数的影响,最终优化出了一组穿孔工艺参数,并对优化后的生产工艺参数进行了仿真试验,经评估后优化结果良好。本文所取得的成果可为大口径厚壁高钢级无缝钢管斜轧穿孔的实际生产提供参考。
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