本發(fā)明屬于石油，具體涉及一種原油儲罐焊縫殘余應力調(diào)控方法。
背景技術(shù)：
1、石油儲罐的大型化將成為發(fā)展的必然趨勢，由于儲罐的結(jié)構(gòu)尺寸大，需要大量的拼接焊接，在焊接的過程中會產(chǎn)生焊接殘余應力，容易形成應力集中，加速應力疲勞及腐蝕破壞，導致結(jié)構(gòu)尺寸、形狀發(fā)生變化，甚至開裂失效。
2、現(xiàn)有的技術(shù)方案中，對于石油儲罐，多集中在對原油儲罐應用的材料上優(yōu)化。如公開號為cn111607737a的專利，公開了一種大型原油儲罐用高強度鋼板及其生產(chǎn)方法，對鋼板的成分進行了限定，在鋼板內(nèi)部加入了強化元素，同時進行了一定的后處理，使得鋼板具有較好的強度。
3、公開號為cn115725899a的專利，公開了一種耐腐蝕鋼及其制備方法和應用、一種原油儲罐，該專利同樣是對耐腐蝕鋼的成分進行了限定，提升了焊接熱影響區(qū)的性能。
4、但是上述方案中，都是具有普適性的解決方法，對于每一個原油儲罐而言，因結(jié)構(gòu)、尺寸不同，焊縫位置，焊接方法均不相同，每一個原油儲罐的焊接所產(chǎn)生的應力集中位置，以及應力大小也均不相同，只是單純的提供具有普適性效果較好的鋼板，是無法解決的每一個原油儲罐因結(jié)構(gòu)尺寸不同，所帶來的應力集中位置或大小不同問題的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種原油儲罐焊縫殘余應力調(diào)控方法和裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，難以針對性的解決每一個原油儲罐焊縫殘余熱應力的問題。
2、為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
3、原油儲罐焊縫殘余應力調(diào)控方法，包括以下步驟：
4、s110，根據(jù)原油儲罐的尺寸和焊接工藝加工儲罐試樣；
5、s120，針對儲罐試樣，建立有限元模型，模擬儲罐試樣的焊接過程；通過有限元模擬焊接過程中儲罐試樣的力學性能參數(shù)及熱物性參數(shù)，確定邊界條件；通過熱彈塑性分析計算焊接過程中，整個儲罐試樣實時焊接應力與應力場的變化，獲得焊接殘余應力沿厚度和高度的分布規(guī)律；
6、s130，對儲罐試樣進行殘余應力測試，獲得儲罐試樣的殘余應力測試結(jié)果；
7、s140，通過儲罐試樣的殘余應力測試結(jié)果，驗證焊接殘余應力沿厚度和高度的分布規(guī)律；如驗證成功，判斷殘余應力最大的焊縫為關(guān)鍵位置，通過有限元模型模擬關(guān)鍵位置的熱處理工況，當某一個熱處理工況下殘余應力最低時，獲得最優(yōu)的熱處理方案。
8、本發(fā)明的進一步改進在于：
9、優(yōu)選的，s110中，所述儲罐試樣通過若干種材料依據(jù)原油儲罐的結(jié)構(gòu)進行加工獲得。
10、優(yōu)選的，s120中，建立有限元模型，對儲罐試樣進行幾何的網(wǎng)格劃分，包括以下步驟：
11、(1)根據(jù)儲罐試樣的尺寸和結(jié)構(gòu)建立局部二維軸對稱模型；
12、(2)對局部二維軸對稱模型進行網(wǎng)格劃分，將焊縫和熱影響區(qū)的網(wǎng)格尺寸設(shè)置為第一密度尺寸，遠離焊縫的網(wǎng)格尺寸較設(shè)置為第二密度尺寸，中間部分采用過渡網(wǎng)格進行劃分，所述第一密度尺寸小于第二密度尺寸；
13、(3)采用二維四節(jié)點四面體縮減積分單元，利用單元鈍化與激活方法形成焊縫金屬。優(yōu)選的，s120中，模擬焊接過程中儲罐試樣的力學性能參數(shù)及熱物性參數(shù)過程包括：
14、(1)在溫度場計算過程中，設(shè)置絕對零度和環(huán)境溫度；焊接計算時賦予模型環(huán)境溫度，熱處理計算時賦予模型預熱溫度，同時設(shè)置模型的對流散熱與輻射散熱；
15、(2)按照實際焊接情況對儲罐試樣的兩端進行固定，以防止移動，計算應力場的邊界條件。
16、優(yōu)選的，s120中，獲得焊接殘余應力沿厚度和高度的分布規(guī)律的過程為：
17、進行邊緣板對接焊接模擬，進行罐壁第一圈和第二圈變壁厚環(huán)焊模擬，罐壁第一圈縱焊模擬，進行罐壁第一圈縱焊模擬，進行罐底板的邊緣板和中幅板的變壁厚焊接模擬，進行罐底板的中幅板對接焊縫模擬，進行罐壁和罐底板的t型焊縫模擬，得到焊接殘余應力沿厚度和高度的分布規(guī)律。
18、優(yōu)選的，所述殘余應力測試結(jié)果包括結(jié)構(gòu)表面的殘余應力、厚度方向的殘余應力以及各截面的殘余應力。
19、優(yōu)選的，對原油儲罐進行殘余應力測試的對象包括邊緣板v型對接試板、壁板環(huán)縫k型對接試板、壁板縱縫x型坡口對接試板、中幅板v型對接試板、邊緣板-中幅板v型對接試板和大角縫t型角接試板。
20、優(yōu)選的，邊緣板v型對接試板采用壓痕法、中子衍射和輪廓法測試焊接殘余應力；其余試板選用壓痕法測試。
21、優(yōu)選的，s140中，所述模擬關(guān)鍵位置的熱處理工況包括保溫溫度、冷卻速率和加熱帶寬度。
22、優(yōu)選的，所述關(guān)鍵位置為t型焊縫。
23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
24、本發(fā)明涉及一種原油儲罐焊縫殘余應力調(diào)控方法，包括通過壓痕法、輪廓法和中子衍射測試等方法進行殘余應力測試，驗證并得到儲罐幾種不同焊接結(jié)構(gòu)的焊接殘余應力分布規(guī)律，并針對關(guān)鍵焊接結(jié)構(gòu)位置的焊接殘余應力進行有限元計算調(diào)控，通過研究不同的熱處理工況下的焊接殘余應力的數(shù)值模擬分析，得到最優(yōu)的局部熱處理方案，達到有效消除焊接殘余應力的目的。
1.原油儲罐焊縫殘余應力調(diào)控方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油儲罐焊縫殘余應力調(diào)控方法，其特征在于，s110中，所述儲罐試樣通過若干種材料依據(jù)原油儲罐的結(jié)構(gòu)進行加工獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油儲罐焊縫殘余應力調(diào)控方法，其特征在于，s120中，建立有限元模型，對儲罐試樣進行幾何的網(wǎng)格劃分，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油儲罐焊縫殘余應力調(diào)控方法，其特征在于，s120中，模擬焊接過程中儲罐試樣的力學性能參數(shù)及熱物性參數(shù)過程包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油儲罐焊縫殘余應力調(diào)控方法，其特征在于，s120中，獲得焊接殘余應力沿厚度和高度的分布規(guī)律的過程為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油儲罐焊縫殘余應力調(diào)控方法，其特征在于，所述殘余應力測試結(jié)果包括結(jié)構(gòu)表面的殘余應力、厚度方向的殘余應力以及各截面的殘余應力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的原油儲罐焊縫殘余應力調(diào)控方法，其特征在于，對原油儲罐進行殘余應力測試的對象包括邊緣板v型對接試板、壁板環(huán)縫k型對接試板、壁板縱縫x型坡口對接試板、中幅板v型對接試板、邊緣板-中幅板v型對接試板和大角縫t型角接試板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的原油儲罐焊縫殘余應力調(diào)控方法，其特征在于，邊緣板v型對接試板采用壓痕法、中子衍射和輪廓法測試焊接殘余應力；其余試板選用壓痕法測試。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油儲罐焊縫殘余應力調(diào)控方法，其特征在于，s140中，所述模擬關(guān)鍵位置的熱處理工況包括保溫溫度、冷卻速率和加熱帶寬度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項所述的原油儲罐焊縫殘余應力調(diào)控方法，其特征在于，所述關(guān)鍵位置為t型焊縫。