连续油管对接焊残余应力场分析*

温庆伦，李 霄，姬二佳

（西安石油大学 材料加工工程重点学科实验室，西安710065）

连续油管对接焊残余应力场分析*

温庆伦，李 霄，姬二佳

（西安石油大学 材料加工工程重点学科实验室，西安710065）

基于ABAQUS有限元模拟软件对CT90钢级Φ38.1mm×2.7mm连续油管焊接接头的残余应力进行模拟，建立了连续油管对接焊有限元模型，得到了连续油管对接焊时焊缝处残余应力分布规律。结果显示，随着热源的移动，温度降低，残余应力增加，期间周向出现了最大残余拉应力405.7 MPa，轴向出现了最大残余压应力195.7 MPa；冷却后，最大残余应力主要集中在焊缝处，并沿着垂直于焊缝方向逐步递减。试验结果对连续油管后续消除对接焊残余应力提供了理论依据。

连续油管；有限元；对接焊；残余应力；焊管

连续油管是一种单根长度可以达到几千米并且可以反复弯曲、实现多次塑性变形的新型石油管材[1]。连续油管以其优良的性能广泛应用于石油工业，在实际生产和应用中，由于管体的损坏、不合格以及长距离运输等原因，都需要采用管－管对接的方式将两段全新的连续油管焊接在一起[2]，所以连续油管的对接焊是连续油管应用技术中不可或缺的一部分。连续油管在管－管对接焊过程中，由于热累积效应的原因，在焊缝处不可避免地会产生各种缺陷，尤其是焊接残余应力的出现，会极大地降低焊缝处的性能，甚至造成人员或者财产的损失[3-5]。随着科学技术的发展，有限元模拟软件（ANSYS[6]、ABAQUS[7-9]等）在焊接技术方面得到了完美的应用。……