[發明專利]一種9%Cr熱強鋼管道焊后熱處理加熱功率計算方法

有效

• 申請號: 201710726407.6
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107688700B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 王學;胡磊;韓宇
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/08;C21D9/50
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 李明婭

1.一種9％Cr熱強鋼管道焊后熱處理加熱功率計算方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、焊后熱處理加熱寬度計算模塊：計算M組不同規格9％Cr熱強鋼管道所需的焊后熱處理加熱寬度；

步驟2、熱流密度計算模塊：根據步驟1中獲得的M組不同規格9％Cr熱強鋼管道焊后熱處理加熱寬度，計算該M組不同規格9％Cr熱強鋼管道在焊后熱處理過程中加熱器的熱流密度，使用雙線性插值的方法建立任意規格9％Cr熱強鋼管道焊后熱處理過程中加熱器熱流密度計算模型；

步驟3、針對步驟2中建立的任意規格9％Cr熱強鋼管道焊后熱處理過程中加熱器熱流密度數學模型，建立任意規格9％Cr熱強鋼管道焊后熱處理加熱功率計算模型；

所述步驟1中，計算M組不同規格9％Cr熱強鋼管道所需的焊后熱處理加熱寬度，具體過程如下：

在管徑范圍為100-1500mm，壁厚范圍為10-150mm內，均勻選取M組9％Cr熱強鋼管道規格，根據9％Cr熱強鋼管道焊后熱處理時管道內、外壁溫差不大于20℃的要求，使用牛頓迭代法計算需要的焊后熱處理加熱寬度：

步驟1.1、對于M組不同規格9％Cr熱強鋼管道，記管徑為D，壁厚為δ，使用有限元軟件建立9％Cr熱強鋼焊后熱處理溫度場有限元計算模型，計算求解9％Cr熱強鋼焊后熱處理溫度場分布；

步驟1.2，對于M組不同規格9％Cr熱強鋼管道，記管徑為D，壁厚為δ，加熱寬度為h時，焊后熱處理內外壁溫差ΔT＝f(h)，對函數f(h)選取兩個初值h₁＝2h₀，對于k＝1，…，M，有限元計算模型執行如下:

第一步、計算

第二步、若|f(h_k+1)|＜20，則停止計算，取h*＝h_k+1；否則進入第三步；

第三步、若k＝M，則輸出M次迭代不成功的信息；否則繼續；

h*即為管徑為D，壁厚為δ的9％Cr熱強鋼管道需要的焊后熱處理加熱寬度；

所述步驟2中，任意規格9％Cr熱強鋼管道焊后熱處理過程中加熱器熱流密度計算模型的建立過程如下：

步驟2.1，對于步驟1中M組不同規格9％Cr熱強鋼管道，根據步驟1中獲得的焊后熱處理加熱寬度，使用有限元軟件建立焊后熱處理過程溫度場有限元計算模型；

步驟2.2，對步驟2.1中的有限元計算模型施加焊后熱處理邊界條件、初始溫度，并進行求解；

步驟2.3，使用有限元軟件后處理模塊讀取焊后熱處理過程中加熱器的熱流密度；

步驟2.4，使用雙線性插值的方法，在步驟2.2中獲得的M組不同規格9％Cr熱強鋼管道焊后熱處理加熱器熱流密度數據的基礎上，建立任意規格9％Cr熱強鋼管道焊后熱處理過程中加熱器的熱流密度數學模型；

所述步驟3中，任意規格9％Cr熱強鋼管道焊后熱處理加熱功率計算模型的建立過程如下：

步驟3.1，根據施工經驗以及計算結果確定9％Cr熱強鋼管道焊后熱處理加熱功率的安全系數η取值1.2；

步驟3.2，對于管徑為D，壁厚為δ的9％Cr熱強鋼管道，根據步驟2中得到的加熱器熱流密度q，計算焊后熱處理所需要的加熱功率Q為：

Q＝ηqS (2)

式中，S為9％Cr熱強鋼管道熱處理時覆蓋加熱器面積，S＝πhD(3)，

其中h為加熱寬度，由此得：

Q＝1.2πqhD (4)

Q即為管徑為D，壁厚為δ的9％Cr熱強鋼管道接頭焊后熱處理加熱功率。