不銹鋼異徑管通常采用縮徑壓制、擴(kuò)徑壓制、縮徑加擴(kuò)徑壓制的加工工藝制造,在制造過程中由于壓力的作用,不穩(wěn)定的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,馬氏體的密度低于奧氏體,轉(zhuǎn)變后的體積會(huì)膨脹增大,這會(huì)帶來切向應(yīng)力和拉應(yīng)力,并且不穩(wěn)定的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體會(huì)影響腐蝕斷裂的時(shí)間。從不銹鋼異徑管的小頭端的硬度異常偏高的情況看,不銹鋼異徑管成形后固溶熱處理效果不好,加工硬化、殘余應(yīng)力等缺陷沒有消除。為了對(duì)不銹鋼異徑管的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)提供理論依據(jù)和計(jì)算方法,對(duì)內(nèi)壓力作用下的異徑彎頭進(jìn)行了有限元分析研究。建立了異徑彎頭的力學(xué)模型,計(jì)算了異徑彎頭在內(nèi)壓力作用下的應(yīng)力,討論了異徑彎頭的環(huán)向、徑向和軸向應(yīng)力的變化特征,確定了異徑彎頭的危險(xiǎn)部位及其應(yīng)力變化規(guī)律;并對(duì)異徑比對(duì)異徑彎頭危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力集中的影響情況進(jìn)行了研究,指出異徑彎頭危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力隨異徑比的增大而增加;同時(shí)探討了改善異徑管應(yīng)力集中的途徑,指出增加異徑彎頭壁厚是減小應(yīng)力集中的有效手段。 不銹鋼異徑管是石油、石化裝置中管道連接的常用配件,用于兩種不同管徑的連接,可起到改變管徑、調(diào)節(jié)介質(zhì)流速、改變管道走向或增加管道柔性減緩管道應(yīng)力等多方面重要作用。
不銹鋼異徑管又稱為縮徑管、大小頭等。不銹鋼異徑管種類繁多,按結(jié)構(gòu)形式可將其大致分為3類:同心不銹鋼異徑管、偏心不銹鋼異徑管和異徑彎頭.
不銹鋼異徑管工況復(fù)雜惡劣,工業(yè)生產(chǎn)中常有失效事故的發(fā)生,這對(duì)石油、石化等行業(yè)的正常安全生產(chǎn)帶來巨大的影響,從而造成大量的損失。
對(duì)于直管、彎管、二通等管件的研究資料大多是我國(guó)“八五”至“十五”重點(diǎn)科技攻關(guān)的研究成果。但是,至今我國(guó)國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃尚未把不銹鋼異徑管納入研究?jī)?nèi)容。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)不銹鋼異徑管的分析研究報(bào)道還較少「2-6],而工程中的大量失效事故又迫切要求對(duì)不銹鋼異徑管的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)提供理論依據(jù)和計(jì)算方法?;诖?,本文對(duì)不銹鋼異徑管中的異徑彎頭進(jìn)行分析研究,找出應(yīng)力分布規(guī)律,確定了危險(xiǎn)點(diǎn),并對(duì)不銹鋼異徑管的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了嘗試。