直縫焊管經(jīng)過JCO成形工序及焊接工序后，其管坯一般會出現(xiàn)橢圓形和內(nèi)外撅嘴。為了使管坯滿足形狀和尺寸要求，管坯需要經(jīng)過擴徑工序?qū)崿F(xiàn)，但擴徑后的管坯在局部發(fā)生復雜的塑性變形。如果管坯的橢圓度或撅嘴量太大，顯然需要較大的擴徑率，但若擴徑率太大管坯就有可能出現(xiàn)裂紋。假若在擴徑工序前只要求很小的管坯橢圓度和撅嘴量，那么JCO的成形工序就會變難。

直縫埋弧焊管X80在擴徑時，其內(nèi)部應力受到變形程度、材料性能、管坯形狀、管坯規(guī)格等諸多因素的影響，在直縫焊管的熱影響區(qū)出現(xiàn)裂紋，不合格的管坯在熔合線附近起裂。而裂紋產(chǎn)生的主要原因為破壞應力大于強度，即6>6b。為此本文提出如下幾個問題。

問題1：為滿足焊管尺寸要求，擴徑前焊管橢圓度和撅嘴量的取值范圍是什么?

問題2：焊管的橢圓度、撅嘴量、相對扭轉(zhuǎn)角度、焊縫余高、擴徑率、母材的硬化指數(shù)與熱影響區(qū)的硬化指數(shù)比值對熱影響區(qū)的大應力產(chǎn)生什么樣的影響?

問題3：對規(guī)格為φ1219X27.Smm的X80焊管，用什么樣的方法可以對焊管裂紋的產(chǎn)生進行預測?

問題4：對規(guī)格為φ1219X27.Smm的X80焊管，當工藝參數(shù)的取值為多少時，焊管在機械擴徑過程中不產(chǎn)生裂紋?

大口徑直縫焊管成形技術(shù)的發(fā)展前景

大口徑直縫焊管有限元仿真是解決復雜物理現(xiàn)象的一種經(jīng)濟而的手段，已成為推動大口徑焊管技術(shù)發(fā)展的重要手段。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，很多生產(chǎn)廠家通過自己的研究機構(gòu)，或與高校等單位聯(lián)合，出適用于焊管生產(chǎn)研究的有限元分析模型，對各種條件下的焊管生產(chǎn)進行模擬計算，對各種工藝參數(shù)進行優(yōu)化選
擇，進而指導生產(chǎn)。

目前，管道輸送技術(shù)朝著長運距、大口徑、高壓力方向發(fā)展。高壓輸送要求使用、韌性好的管線鋼，高鋼級鋼管減少鋼材消耗、降低材料費用，因此高壓輸送采用高鋼級鋼管呈的發(fā)展趨勢。日本、歐洲、北美已試制出X100和X120管線鋼，并在研究高鋼級的管線鋼。我國當前X70管線鋼生產(chǎn)已趨于成熟，基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。2006年7月，鞍鋼研制的X100管線鋼獲得成功，2006年11月寶鋼成功軋制出X120管線鋼板。因此，管道建設以及高鋼級管線鋼的應用要求加快大口徑焊管的生產(chǎn)技術(shù)進步，提高焊管成形質(zhì)量，解決大口徑直縫焊管生產(chǎn)問題進而適應各種需求。

由于對焊管生產(chǎn)過程中復雜的變形認識相對較淺，理論分析相對不足，生產(chǎn)上還存在很多問題，不同鋼級和尺寸的焊管加工參數(shù)均需要很大調(diào)整。所以，隨著對焊管生產(chǎn)過程中各種現(xiàn)象的進一步深入了解，大口徑直縫焊管有限元仿真將不斷向廣度和發(fā)展。

1)結(jié)合實際加工能力，對不同尺寸、不同鋼級焊管進行工況仿真，認識其成形機理，優(yōu)化加工工藝，提高產(chǎn)品設計質(zhì)量，預測其使用性能;

2)輔助分析設備技術(shù)狀態(tài)，設備生產(chǎn)能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率;

3)與神經(jīng)網(wǎng)絡等人工智能技術(shù)相結(jié)合，形成基于知識的焊管加工專家系統(tǒng)，實現(xiàn)大口徑直縫焊管生產(chǎn)的智能化控制，推動生產(chǎn)技術(shù)的自動化進程，制造系統(tǒng)的發(fā)展。

總之，有進一步深入研究大口徑直縫焊管有限元仿真技術(shù)，使其為適應管道建設各種各樣的新要求廣泛的應用和發(fā)展。