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Pendant le processus d'extrusion,Tuyaux en acier soudés en spirale (tuyaux SSAW)Éprouver un champ de contrainte couplé complexe dominé par la contrainte thermique et la contrainte de compression radiale. La distribution des contraintes est en étroite corrélation avec les gradients de température à l'intérieur de la structure du tuyau.
1. Evolution de la température pendant l'extrusion
À mesure que l'extrusion progresse, la température du revêtement intérieur du tuyau en acier soudé en spirale augmente continuellement.
Au stade final de l'extrusion, la température près de la filière d'extrusion sur la paroi interne du revêtement atteint environ 631 °C.
La couche intermédiaire de revêtement et le cylindre extérieur ne présentent aucune variation significative de température tout au long du processus.
Le champ de température présente un gradient axial et radial clair, les valeurs les plus élevées étant concentrées près de la région de contact de matrice.
2. distribution de contrainte équivalente sous différents états de travail
La contrainte équivalente (von Mises) du tuyau en acier soudé en spirale varie considérablement en fonction de la condition de fonctionnement:
-État non-fonctionnant:
Maximum de contrainte équivalente: 243 MPa
Emplacement du stress: surface de la paroi intérieure
-État préchauffé:
Contrainte équivalente maximale: 286 MPa
Emplacement de la contrainte: région médiane de la doublure de la paroi intérieure
-État de travail (extrusion):
Stress équivalent maximum: 952 MPa
Emplacement de contrainte: zone haute température à l'extrémité supérieure de la paroi intérieure
Les zones de concentration de contraintes chevauchent fortement les régions à haute température, ce qui indique que la contrainte thermique induite par les différences de température est le facteur dominant régissant la répartition des contraintes pendant l'extrusion.
-Insight de l'ingénierie:
Les gradients thermiques, plutôt que la charge mécanique seule, contrôlent les niveaux de contrainte de pointe à l'intérieur des tuyaux SSAW.
3. caractéristiques de contrainte radiale du tuyau en acier en spirale
Le comportement de contrainte radiale change distinctement à travers les états de fonctionnement:
-État non-fonctionnant:
Dominé par la précontrainte externe
État de contrainte radiale: compressif
Valeur maximale: 113 MPa, situé sur la paroi extérieure
-État de préchauffage:
Pression radiale maximale: 124 MPa
Zones de concentration: faces d'extrémité supérieure et inférieure
-État de travail:
Pression radiale maximale: 337 MPa
Zone de concentration: section supérieure du tuyau en acier spiralé
Avec l'augmentation de la température et de la charge d'extrusion, la contrainte de compression radiale s'intensifie et se déplace vers la zone de travail à haute température.
Résumé
La concentration des contraintes dans les tuyaux en acier soudés en spirale pendant l'extrusion est pilotée par la température.
La paroi interne près de la filière d'extrusion est la zone structurelle la plus critique.
Le stress thermique domine l'évolution du stress équivalent dans les conditions de travail.
La contrainte radiale reste compressive mais augmente fortement lors de l'extrusion active.
FAQ
Q: Qu'est-ce qui domine le stress dans l'extrusion de tuyaux SSAW?
A: Stress thermique des gradients de température.
Q: Où se situe la contrainte de pointe pendant l'extrusion?
A: Le mur intérieur près de l'extrusion meurent.
Q: stress équivalent maximum dans l'état de travail?
A: environ 952 MPa.
Q: La contrainte radiale est-elle tendue ou compressive?
R: Compressif dans tous les états.
Q: Qu'est-ce qui augmente la contrainte radiale pendant l'extrusion?
A: La température en hausse et la charge d'extrusion.