深海管線管機械擴徑機關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、深海管線管是海上油氣開發(fā)與運輸所必備的關(guān)鍵技術(shù)裝備，由于長期經(jīng)受海潮、海浪沖擊、海底地質(zhì)沉降、管外高壓以及海水腐蝕等海洋特殊環(huán)境的影響，因此對深海管線管性能要求極高。深海管線管是采用步進式?jīng)_壓成型，雙面埋弧焊接等工序?qū)Π宀募庸ざ桑@不僅使深海管線管在成型過程中易形成包辛格效應(yīng)，降低材料的屈服強度，而且還使深海管線管的圓度、直線度受到嚴重影響。為此，需要利用機械擴徑機對深海管線管進行擴徑處理，以降低包辛格效應(yīng)，提高屈服強度和尺寸精度，同

2、時還可以對焊接質(zhì)量進行檢驗。
　　目前，國內(nèi)大型制管企業(yè)的機械擴徑機主要依賴國外進口，為了打破國際上對機械擴徑機的技術(shù)壟斷與封鎖，本文根據(jù)深海管線管市場需求，設(shè)計一套直徑406-1422mm，壁厚6-40mm，管長9000-18400mm，最高材質(zhì)X100（σs≤840MPa）的機械擴徑機組，本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，根據(jù)機械擴徑作業(yè)對象和機械擴徑作業(yè)目的，對機械擴徑機組進行總體參數(shù)設(shè)計。并根據(jù)總體參數(shù)要求對機械擴

3、徑機組構(gòu)件（鋼管輸入、輸出輥道，鋼管擴徑前、后沖洗裝置，鋼管橫移車裝置，擴徑主機裝置等）進行功能設(shè)計。
　　其次，根據(jù)機械擴徑機擴徑頭的工作原理及結(jié)構(gòu)形式，利用有限元分析軟件對深海管線管機械擴徑成形過程進行數(shù)值模擬，分析機械擴徑過程中鋼管的應(yīng)力、應(yīng)變變化規(guī)律。同時，結(jié)合工程應(yīng)用中擴徑頭的失效原因，對擴徑頭進行優(yōu)化設(shè)計，并通過工程試驗驗證其優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用效果。
　　最后，根據(jù)機械擴徑過程中拉桿的受力分析，推導(dǎo)出擴徑拉力與擴徑解