芯棒是无缝钢管出产中一种重要的变形东西,其执役条件十分恶劣,温度场改变状况较为杂乱,而且接受急冷急热的热应力。长时间执役之后,芯棒会呈现疲惫裂纹等方式的缺点。为了到达进步芯棒使用寿命、下降出产成本的意图,有必要对芯棒在执役进程中的温度场及热应力进行研讨。可是,山东无缝钢管厂对芯棒温度的丈量局限于各空冷期间的外表温度,而关于轧制期间和水冷期间的外表温度、整个执役进程中的内部温度散布和热应力进行在线实测的可行性不高。因而,山东无缝钢管厂选用实测和模仿仿真相结合的办法对芯棒执役进程中的温度场及热应力进行研讨是一个极好的挑选。
山东无缝钢管厂研讨员对于340MPM机组(Multi-StandPipeMill限动芯棒连轧管机组)芯棒执役进程树立三维有限元模型,研讨芯棒在执役进程中温度场改变规则。一起,经过对热应力的研讨,剖析了芯棒热疲惫裂纹萌发机理及裂纹在芯棒内部的扩大规则。比照实测数据与模仿成果,以为所树立的有限元模型可以反映芯棒温度改变趋势。芯棒初次脱管后外表最高温度为630℃,尔后阅历三次重复的水冷降温文空冷返温进程,冷却完毕后外表最高温度为98℃。山东无缝钢管厂脱管后,芯棒外表轴向和环向紧缩热应力均到达900MPa,第三次水冷完毕时辰,轴向拉伸热应力到达186MPa,环向拉伸热应力到达221MPa。芯棒的拉压交变热应力使其外表呈现热疲惫裂纹并逐步扩大,环向裂纹扩大至距外表17.5mm深、轴向裂纹扩大至距外表20mm深时会明显受阻,热应力对轴向裂纹的促进作用强于环向裂纹。芯棒作用对山东无缝钢管厂生产起到直观重要的作用。
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