擠壓過程中不銹鋼水管管壁的應(yīng)力狀況

通過對不銹鋼水管厚壁管預(yù)應(yīng)力的計算，擠壓生產(chǎn)過程中坯料對不銹鋼厚壁管內(nèi)壁的內(nèi)壓力以及不銹鋼厚壁管在不同狀態(tài)下的應(yīng)力分析、溫度分析及其耦合分析，得到如下結(jié)論:

(1)擠壓過程中不銹鋼水管厚壁管內(nèi)襯的溫度隨擠壓過程的進(jìn)行不斷升高，擠壓結(jié)束時在內(nèi)襯內(nèi)壁靠近擠壓模的區(qū)域溫度高，達(dá)到631℃。而中襯和外筒的溫度變化不大。

(2)在非工作狀態(tài)下，不銹鋼水管厚壁管等效應(yīng)力大值為243MPa，主要集中在不銹鋼厚壁管內(nèi)壁。在預(yù)熱狀態(tài)下，其大值為286MPa，分布在內(nèi)襯內(nèi)壁表面中間部位。在工作狀態(tài)下，其大等效應(yīng)力為952MPa，主要分布在內(nèi)壁的上端高溫區(qū)域。不銹鋼厚壁管內(nèi)部的應(yīng)力集中區(qū)域主要分布在高溫區(qū)，其分布和溫度分布情況基本相同。溫度差產(chǎn)生的熱應(yīng)力對不銹鋼厚壁管內(nèi)部應(yīng)力分布影響較大。

(3)不銹鋼水管厚壁管所受徑向應(yīng)力，在非工作狀態(tài)，不銹鋼厚壁管主要受外部預(yù)應(yīng)力提供的預(yù)應(yīng)力作用，不銹鋼厚壁管徑向呈壓應(yīng)力狀態(tài)，其中大值為113MPa，分布在不銹鋼厚壁管外壁。在預(yù)熱狀態(tài)，其大徑向壓力為124MPa，主要集中在上下端面處。在工作狀態(tài)，其大徑向壓力為337MPa，主要集中在不銹鋼厚壁管上端部分區(qū)域。

(4)不銹鋼水管所受切向應(yīng)力，在非工作狀態(tài)，切向應(yīng)力沿徑向由內(nèi)到外梯次降低，其中大值為250MPa，主要分布在不銹鋼厚壁管內(nèi)壁。在預(yù)熱狀態(tài)，其中不銹鋼厚壁管大切向應(yīng)力為301MPa，主要集中在不銹鋼厚壁管內(nèi)壁中間區(qū)域。在工作狀態(tài)，其中不銹鋼厚壁管大切向應(yīng)力為1110MPa，主要集中在不銹鋼厚壁管內(nèi)壁上端高溫區(qū)域。

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