9％Cr钢厚壁管道局部焊后热处理温度场的数值模拟

摘要

基于热源追踪法,利用有限元软件ANSYS参数化设计语言(APDL)开发了一个根据控温点温度自动调整热输入的有限元计算程序,模拟计算了9％Cr钢管道的局部焊后热处理温度场分布,并进行了实验验证.结果表明,模拟计算结果与测量结果吻合良好.热处理温度场沿轴向大致呈抛物线状分布,与焊缝中心距离小于1倍壁厚(δ)时,温度随距离的增加缓慢下降,当与焊缝中心距离超过1.5δ后,温度开始陡降.温度场沿径向呈近似线性分布,距焊缝中心2δ范围内不同轴向位置处的内外壁温差约为17～18℃.按照目前国内热处理规程推荐的热处理参数,由温度场计算得到的均温区宽度能够满足要求,可以保证整个接头的热处理效果.根据温度场分布,确定了与管道内壁焊缝中心温度相同的外壁等效点位置,以监测热处理过程中管道内壁焊缝温度变化情况.