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20~#管线钢在役焊接及专家系统的开发

衣东旭  
【摘要】:通过静态在役焊接试验对不同壁厚管线进行了烧穿试验研究,结果表明3mm壁厚管线在较小的焊接线能量及较低压力下发生烧穿,存在较大的烧穿危险;4mm壁厚管线在役焊接时为避免烧穿必须控制焊接线能量在13.4kJ/cm以内;而5.6mm壁厚管线在较大的焊接线能量与较高压力下未发生烧穿,所以当管道壁厚小于4mm时,不建议使用套管修复方式。通过研究不同冷却条件、焊接线能量、管道壁厚对单道焊接头组织与硬度的影响发现:分别随着冷却条件、焊接线能量和管道壁厚的不同,焊缝组织铁素体的形态和数量发生明显的变化,而粗晶区组织的变化则表现在脆硬组织的形态和数量上;单道焊接头的硬度分别随着管内介质流速的增大、焊接线能量和管道壁厚的减小而逐渐增大。特别是小壁厚管线在管内介质流速较大和焊接线能量较小时,焊缝内存在大量的细密针状铁素体,而粗晶区则出现较多的板条马氏体,焊接接头硬度较高,而壁厚较大时,焊接接头的硬度明显降低,所以在役焊接小壁厚管线时,需要适当增大焊接线能量防止氢致裂纹。通过管道运行条件的正交试验可知:在焊接线能量一定的条件下,管道壁厚对单道焊接头硬度的影响作用要大于管内介质流速。在4mm壁厚管线、4m/s流速的条件下,研究了多道焊接头的组织与性能,发现由于后续焊道的作用多道焊接头的组织相比单道焊得到了明显改善,硬度明显下降,刻槽锤断试样断口的放射区韧窝被拉长,焊缝具有良好的塑性,说明20~#管线钢在役焊接时对于壁厚不小于4mm的管线在0-4m/s的流速下采用一定的焊接线能量进行多道焊焊接的工艺是可行的。 由于在役焊接修复试验成本较大,为了避免重复试验,以VB为开发语言,以SQL Server 2000为数据库工具,采用C/S网络模型结构,以产生式规则表示法为知识表示方式,采用以正向推理为主的系统推理方式,建立了在役焊接专家知识库和专家系统。该系统不仅可以对WPS和PQR进行查询与浏览,而且还可以对在役焊接工艺进行设计,管理员可以定期对在役焊接知识库进行维护和更新,此外系统还提供了一些常用焊接专家知识的查询与浏览。


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