石油管步模壓成形工藝

輸送管線建設得到迅猛發展,隨著全球石油、天然氣等能源消耗速度的不斷加快.石油管的需求量日益增加,這對石油管的生產技術與產品質量提出了更高要求。JCO漸進式多步模壓成形工藝作為石油管制造工藝的一種,盡管人們對相關技術進行了部分研究,但由于JCO工藝路線比較長,影響參數眾多,仍然需要深入全面系統的進行研究,以合理制定成形工藝、提高產品質量、保證生產穩定性。首先,本研究基于塑性彎曲理論,根據石油管成形特點,對預彎與石油裂化管JCO成形合理假設和簡化的基礎上,采用數學解析方法,對石油管預彎過程及JCO成形過程進行理論分析。

 根據預彎模具與板坯的幾何關系,推導出了上下模間距、預彎板坯任意卷角處曲率半徑求解公式;同時利用寬板大曲率半徑純彎曲與非圓弧彎曲計算模型,推導出了預彎回彈后曲線方程與板坯各點卷角解析式,以及預彎任意時刻的成形力、預彎回彈后殘余應力分布解析式;并分別針對JCO成形中的末次對稱彎曲與其它道次非大型直縫焊管JCO成型法具有投資少、產品規格范圍寬、市場適應性強等優點,很多欠發達國家得到廣泛的應用。國雖然已經建成投產了十余條JCO直縫焊管生產線,但對石油管JCO成型技術尚未完全掌握,特別是對JCO成型模具壓下量的控制,仍然要依靠操作人員的工作經驗來進行控制。目前,關于JCO成型凸模壓下量的研究相對較少,如葉澤剛[1]石油管將JCO成型彎曲過程分為對稱彎曲和不對稱彎曲,基于剛塑性材料模型計算了JCO成型壓下量;李建等[2]采用機器視覺技術成功地實現了壓下量的實時預測。這些研究成果對于準確控制JCO成型過程有著積極的意義。本研究提出一種基于徑向基函數響應面法預測JCO成型模具壓下量,為調整JCO成型過程的模具壓下量和進一步提高焊管成型質量奠定了基礎。

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