Resumen

Con el fin de mejorar la calidad de las uniones soldadas y aumentar la vida útil de las tuberías, se utilizó el software de elementos finitos ABAQUS para simular el campo de temperatura del acero para tuberías X80 de 18,4 mm de espesor en la soldadura multicapa y multipaso. Se comparó la temperatura máxima de las distintas pasadas y se obtuvo la tendencia de cambio del campo de temperatura en el proceso de soldadura. Los resultados muestran que la temperatura pico de la soldadura y sus áreas adyacentes es más alta, y la temperatura pico del centro de la soldadura es la más alta. Debido a la rápida velocidad de soldadura, el calor no puede transferirse a otras zonas a tiempo, lo que provoca un calentamiento desigual de todo el panel de prueba.

INTRODUCCIÓN

Como acero de baja aleación y bajo contenido en carbono, el acero para tuberías X80 tiene buena resistencia y tenacidad, buen comportamiento de soldadura, buen comportamiento de detención de grietas y resistencia a la corrosión, y se utiliza ampliamente en el gasoducto West East[1]. La soldadura es la forma más importante de conectar las tuberías, y la calidad de las juntas soldadas afecta directamente a la vida útil de las tuberías. Los parámetros de soldadura, como la temperatura de precalentamiento, la temperatura entre pasadas, la aportación de calor y el espesor de la chapa, afectarán al ciclo térmico de la soldadura, modificando así la microestructura y las propiedades mecánicas del metal de soldadura [2, 3]. Sin embargo, los métodos tradicionales para medir la calidad de las uniones soldadas (como la medición mecánica y la medición física) son caros y tienen ciertos requisitos en cuanto al tamaño de la muestra [4]. Por lo tanto, basándose en el software ABAQUS, este trabajo analiza el proceso de soldadura del acero para tuberías X80 mediante simulación por elementos finitos, analiza y compara los cambios de la tensión residual y el campo de temperatura, y determina la calidad de las uniones soldadas.

MATERIALES Y PROCESO DE ENSAYO 

El metal base es la chapa de acero para tuberías X80, y su composición química y contenido se muestran en la Tabla 1. La chapa se suelda mediante soldadura multicapa. El tamaño de una sola placa de ensayo es de 50 mm × 25 mm × 18,4 mm; la forma de la ranura de soldadura y la secuencia de soldadura se muestran en la Figura 1.

La ranura en X se realiza con un ángulo de 60° y 70° respectivamente. Durante la soldadura, primero se lleva a cabo la soldadura con gas protector en el lado de la soldadura externa, luego se realiza la soldadura interna de arco sumergido de doble alambre, y finalmente se lleva a cabo la soldadura externa de arco sumergido de doble alambre. El proceso de soldadura se simula mediante el software de elementos finitos ABAQUS.

• Materias:Tuberías de acero Soldadura Simulación Juntas de soldadura
• Subjects:Steel pipes Welding Simulation Welding joints
• Palabras claves:Acero para tuberías; X80; Junta soldada; Simulación de soldadura; Campo de temperatura
• Keywords:Pipeline steel; X80; Welded joint; Welding simulation; Temperature field