Improved Design of Steel Pipe Transfer Device Turnover Mechanism

In the steel pipe manufacturing industry, the steel pipe manufacturing process is completed by multiple processes. And on the automatic production line, the transfer process between steel pipe working procedure is realized by the steel pipe transfer device. The unreasonable structural design of related parts in the steel pipe transfer device will result in the failure of the steel pipe transfer process to proceed smoothly, which will directly affect the normal operation of steel pipe production line, resulting in steel pipe productivity’s decrease and causing losses to steel pipe manufacturers. This article proposes an improved design method of the turnover mechanism of transfer device between steel pipe manufacturing processes.

Investigation of Ultrasonic Testing Failure in ERW Line Pipe of API 5L X52M Grade

Electric resistance welding (ERW) is conventional manufacturing technology for production of linepipe. ERW is known for its low cost, high efficiency & reliability. Investigation was performed on Electric Resistance Welded (ERW) pipes having Ultrasonic Test (UT) indication observed during in-process inspection. The location of indication was adjacent to weld fusion line. The study was done on pipe size 168 mm (6.6 inch) outside diameter and 6.4 mm wall thickness of API 5L X52M grade to verify the cause of UT failure related to pipe manufacturing process and/or steel making process. The samples were drawn from UT indicated area and analysis is carried out by chemical testing, optical microscopy and scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy. From systematical research by Why-Why analysis, it is clear that the reason of sub-surface defects on ERW pipe is due to presence of non-metallic inclusions. On the basis of the composition of observed non metallic inclusion, possible sources are identified. The countermeasures for each source cause were verified and successfully implemented the affected one.

Numerical simulation of JCO-E line pipe manufacturing and its influence on the mechanical behavior and strength of offsore pipelines

Οι αγωγοί με σχετικά μεγάλη διάμετρο χρησιμοποιούνται ευρέως σε υποθαλάσσιες εφαρμογές μεγάλου βάθους. Στις συνθήκες αυτές, η πρόβλεψη της μηχανικής συμπεριφοράς και της αντοχής σε εξωτερική πίεση των επιμέρους σωλήνων, που αποτελούν τα μέρη ενός αγωγού αποτελεί σημαντική παράμετρο για τη βελτιστοποίηση της κατασκευής τους. Η μέθοδος κατασκευής σωλήνα JCO-E είναι αποτελεσματική ως προς το απαιτούμενο φορτίο κατεργασίας [1]. Η πρώτη ύλη από την οποία παράγεται ο σωλήνας JCO-E έχει τη μορφή χαλύβδινης πλάκας (χαλύβδινο φύλλο). Η παρούσα διδακτορική διατριβή επικεντρώνεται στην αριθμητική προσομοίωση της διαδικασίας κατασκευής σωλήνα με τη μέθοδο JCO-E, λαμβάνοντας υπόψη τις παραμέτρους της γραμμής παραγωγής. Η αριθμητική προσομοίωση πιστοποιείται συγκρίνοντας αριθμητικά αποτελέσματα με μετρήσεις που προέρχονται από τη γραμμή παραγωγής. Μετά την ολοκλήρωση της προσομοίωσης JCO-E, προβλέπεται η επίδραση της κατεργασίας στην αντοχή του σωλήνα σε εξωτερική πίεση.Στο πρώτο μέρος της διατριβής παρουσιάζεται η προσομοίωση της διαδικασίας κατασκευής σωλήνα με τη μέθοδο JCO-E, χρησιμοποιώντας ένα κατάλληλο μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων. Με την προσομοίωση πεπερασμένων στοιχείων υπολογίζονται οι τάσεις και οι παραμορφώσεις που αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια των σταδίων κατασκευής, τα οποία αποτελούνται από τη διαμόρφωση των άκρων της πλάκας (edge crimping), τη διαμόρφωση JCO (JCO forming), τη συγκόλληση ευθείας ραφής των άκρων (LSAW welding) και τη διαμόρφωση διαστολής (expansion (E) operation). Επιπρόσθετα, δοκίμια εξάγονται από την πρώτη ύλη και υποβάλλονται σε μονοτονική και κυκλική φόρτιση, με σκοπό το χαρακτηρισμό του υλικού. Οι πειραματικές καμπύλες τάσης-παραμόρφωσης χρησιμοποιούνται για τη βαθμονόμηση του καταστατικού μοντέλου της προσομοίωσης. Η ελαστο-πλαστική συμπεριφορά της πλάκας κατά τη διαμόρφωσή της μοντελοποιείται με ένα καταστατικό μοντέλο μικτής κράτυνσης, με το οποίο μπορεί να ληφθεί υπόψη η πιθανή ανισοτροπία της πλάκας. Μετά το πέρας της προσομοίωσης της διαδικασίας κατασκευής, οι ιδιότητες του υλικού που προκύπτουν από την αριθμητική ανάλυση συγκρίνονται με αντίστοιχες ιδιότητες μετρούμενες από δοκίμια που εξάγονται από το σωλήνα, για λόγους πιστοποίησης του μοντέλου πεπερασμένων στοιχείων. Στο επόμενο στάδιο της προσομοίωσης, η δομική συμπεριφορά και η αντοχή του σωλήνα υπό την επίδραση εξωτερικής πίεσης προσδιορίζεται συναρτήσει διαφόρων αλλαγών στις παραμέτρους της γραμμής παραγωγής.Σύμφωνα με τις παραμέτρους παραγωγής της Σωληνουργεία Κορίνθου Α.Ε., η παραπάνω αριθμητική ανάλυση με πεπερασμένα στοιχεία εφαρμόζεται για να προσομοιωθεί η διαδικασία JCO-E, ενός «σχετικά λεπτότοιχου» σωλήνα με διάμετρο 26 ίντσες και ποιότητα χάλυβα X65 και ενός σωλήνα X60 με «παχύ τοίχωμα» και διάμετρο 30 ιντσών, οι οποίοι προορίζονται για υποθαλάσσιες εφαρμογές. Ο πρώτος σωλήνας αφορά σε υποθαλάσσιες εφαρμογές σε σχετικά βαθειά νερά, ενώ ο δεύτερος σωλήνας προορίζεται για χρήση σε βάθη που ενδεχομένως ξεπερνούν τα 2000 μέτρα. Τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά και οι ιδιότητες του υλικού του σωλήνα που προβλέπονται από τις αναλύσεις τίθενται σε αντιπαραβολή με τη γεωμετρία και τις ιδιότητες του υλικού του πραγματικού σωλήνα, για λόγους πιστοποίησης των αναλύσεων. Η παρούσα μέθοδος αριθμητικής προσομοίωσης δίνει τη δυνατότητα πρόβλεψης της αντοχής του σωλήνα σε εξωτερική πίεση, πραγματοποιώντας μεταβολές στις παραμέτρους παραγωγής. Συγκεκριμένα, οι κύριες μεταβολές που εξετάζονται είναι το μέγεθος της επιβαλλόμενης διαστολής (expansion level) και η μετατόπιση της πρέσας κατά τη διαμόρφωση JCO. Στην πρώτη εφαρμογή της αριθμητικής ανάλυσης (σχετικά λεπτότοιχος σωλήνας), προέκυψε ότι οι παραμένουσες τάσεις που αναπτύσσονται κατά τη συγκόλληση μειώνονται αρκετά και η επίδρασή τους στην αντοχή του σωλήνα σε εξωτερική πίεση είναι μικρή. Ως εκ τούτου, η συγκόλληση στη δεύτερη αριθμητική ανάλυση προσομοιώνεται ως μια «απλή» ένωση των άκρων της πλάκας, που δεν επιτρέπει την μεταξύ τους ολίσθηση και λαμβάνει χώρα μετά τη διαμόρφωση JCO. Και στις δύο περιπτώσεις, τα βασικά αποτελέσματα είναι ιδιαίτερα ενδιαφέροντα. Καθώς αυξάνεται το μέγεθος της επιβαλλόμενης διαστολής μειώνεται η οβαλότητα και οι παραμένουσες τάσεις του σωλήνα. Παράλληλα, αυξάνεται η αντοχή του σε εξωτερική πίεση μέχρι ένα συγκεκριμένο επίπεδο διαστολής. Αυτό αναφέρεται ως βέλτιστο επίπεδο διαστολής (optimum level of expansion) και αντιστοιχεί στη μέγιστη αντοχή του σωλήνα σε εξωτερική πίεση. Επιβάλλοντας διαστολή μεγαλύτερη του βέλτιστου μεγέθους, η αντοχή του σωλήνα σε εξωτερική πίεση μειώνεται, λόγω μείωσης της αντοχής του υλικού σε θλίψη, που προκαλείται από το φαινόμενο Bauschinger (Bauschinger effect).Στο τελευταίο μέρος της διατριβής, αναπτύσσεται μια ημι-αναλυτική μεθοδολογία που απλουστεύει την προσομοίωση πεπερασμένων στοιχείων, της διαδικασίας διαμόρφωσης σωλήνα με τη μέθοδο JCO-E, με βάση την κινηματική της πλάκας και του προαναφερθέντος καταστατικού μοντέλου. Η παρούσα απλοποιημένη μέθοδος στοχεύει στην κατανόηση της διαδικασίας διαμόρφωσης και στην πρόβλεψη της γεωμετρίας, των παραμενουσών τάσεων και των μηχανικών ιδιοτήτων του σωλήνα JCO-E, όπως επίσης και της αντοχής του σε εξωτερική πίεση, απλούστερα και με χαμηλότερο υπολογιστικό κόστος σε σχέση με τη μέθοδο προσομοίωσης με πεπερασμένα στοιχεία.

INTELLIGENT DECISION SUPPORT SYSTEM

Here one of the new efficient approaches to solving problems of intelligent support of making decisions of a cooperate enterprise scale is analyzed, bearing in mind that the enterprise is oriented towards integration of two interconnected information technologies: a technology of constructing information storages and a technology of intelligent data analysis. A new conception of the role of informating-controlling systems in controlling and operating pipe manufacturing process is suggested. It broadens a traditional view over information systems just as if it were only an instrument of a computer data analysis. The role of the modern information systems in the manufacturing as an independent scientific and applied direction serving as a connecting link in the triad “raw product – ngineering process – end product” is substantiated. Some problems connected with plantation of the informating-controlling systems in the pipe manufacturing is formulated. It broadens a traditional view over information systems just as if it were only an instrument of a computer data analysis. The practical application of this product permits the operating personnel of the enterprise to control the engineering process, analyze the processes passing in each mill, adjust the PRP mills’ engineering characteristics in the pipe-manufacturing process. The suggested approach influences quite strongly the production’s quality improving and enables to work stably in the thin-walled pipe grades sphere.

An Approach to Establishing Manufacturing Process and Vintage of Line Pipe Using In-Situ Nondestructive Examination and Historical Manufacturing Data

The October 2019 revisions to US federal rules governing natural gas pipelines require Operators to establish vintage and manufacturing process for line-pipe assets with incomplete records. Vintage and manufacturing process are considerations when establishing populations of pipe for maximum allowable operating pressure (MAOP) reconfirmation, materials verification, and integrity management programs. Additionally, the rule changes establish an allowance to utilize in-situ nondestructive examination (NDE) technologies to verify line-pipe material properties including strength, composition, microstructure, and hardness. Economic and market demands have driven changes in steelmaking technologies and pipe-forming approaches. Knowledge of the relationships between processing, microstructure and mechanical properties have been fundamental to the evolution of steel line pipe manufacturing. Product specifications and standards for the manufacture and testing of pipe and tube have crystallized this evolution as performance expectations increased. The resulting manufacturing process changes have left a variety of “fingerprints” observable from in-situ materials verification NDE data, when analyzed holistically. The purpose of this work is to enable operators to begin leveraging these fingerprints to illuminate the vintage and manufacturing process of their line pipe assets using the NDE data. A method is proposed to re-establish line-pipe asset manufacturing and vintage records using historical line pipe manufacturing practices and NDE materials verification data.

Collapse Pressure Enhancement of Offshore Pipeline Considering ERW Pipe Manufacturing Process

As the application of electric resistance welded (ERW) pipes in deep-water increases, accurate structural performance assessment satisfying the limit state, which is collapse performance, is necessary. Advantages of ERW pipes are effective productivity coming from continuous manufacturing process, but it is hard to track change in mechanical properties during manufacturing. In this study, the ERW pipe manufacturing process was simulated as a three-dimensional finite element method, and the collapse analysis was performed by reflecting the results of the ERW pipe manufacturing process. The results showed that adjustment of ERW pipe manufacturing process had a significant effect on enhancement of collapse performance.