随着管线钢制造工业技术的提高,油气输送管线正朝着长输送距离、大输送流量和高输送压力的方向发展。“西气东输”工程项目的启动又将我国制管工业带入了一个新纪元,在给国产的大口径直缝焊管生产企业提供了良好发展的契机同时,也对大口径焊管质量和性能提出了更高的要求。机械扩径是大口径直缝焊管生产中确保钢管质量的一道重要工序,机械扩径可以消除成形和焊接时造成的部分残余应力,改善钢管内应力分布状态,同时也有负面影响,如参数选择不当,可造成管坯壁厚减薄严重、热影响区附近出现裂纹等缺陷。机械扩径也是大口径直缝焊管成形的最后成形工艺,对制品的尺寸和形状的完好有重要作用。本文以大型非线性有限元软件ABAQUS为平台,对实验焊管机械扩径进行有限元模拟,并在实验室的条件下,采用小型扩径模具对焊管进行了扩径实验,对比分析实验结果和模拟结果,发现焊管形状吻合良好。为了获得热影响区的力学性能参数,采用X80管线钢进行热模拟实验,将获得的力学性能参数导入有限元模型中,对焊管扩径进行模拟仿真。系统的分析了机械扩径工艺过程椭圆度、噘嘴量对焊管成形尺寸的影响及椭圆度、噘嘴量、相对扭转角度、焊缝余高、扩径率、硬化指数比等对焊管质量的影响。并对X80焊管扩裂原因进行分析,揭示了各参数对热影响区的应力场的影响规律及影响焊管热影响区最大应力的主次因素和规律。给出了X80焊管在机械扩径过程中预防裂纹的措施。