МАТЕМАТИЧЕСКИЙ КРИТЕРИЙ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ГОФРА ПРИ ФОРМОВКЕ СТАЛЬНОЙ ЛИСТОВОЙ ЗАГОТОВКИ НА КРОМКОГИБОЧНОМ ПРЕССЕ SMS MEER Шинкин В.Н.

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»


Номер: 5-1
Год: 2015
Страницы: 96-99
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

труба большого диаметра, стальная листовая заготовка, кромкогибочный пресс, major-diameter pipe, steel blank, flanging press

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Получен математический критерий возникновения гофра кромки стального широкого листа на кромкогибочном прессе фирмы SMS Meer при производстве сварных толстостенных одношовных прямошовных труб большого диаметра по схеме JCOE для магистральных газонефтепроводов.

Текст научной статьи

На рынке производства стальных сварных труб большого диаметра для магистральных газонефтепроводов утвердился процесс формовки трубной заготовки по схеме JСOE, разработанный фирмой SMS Meer [1-17]. На первой стадии процесса осуществляется подгибка кромок листовой заготовки на кромкогибочном прессе (КГП) пошаговым способом одновременно с двух сторон [1-2, 4-8], показанная на рис. 1, где 1 - листовая заготовка, 2 - пуансон, 3 - матрица, 4 - прижимной упор, 5 - технологическая планка, 6 - направляющий ролик. Затем идет формовка основной части листовой заготовки на трубоформовочном прессе (ТФП) пошаговым способом от подогнутых кромок к середине заготовки одновременно по всей длине заготовки [1-3, 9-14]. Далее осуществляется сборка трубы с помощью сварки продольного шва трубы. После сварки необходимые диаметр и поперечная округлость трубы достигаются с помощью экспандирования трубы [1, 2, 10, 11, 15, 16]. Затем следуют процессы гидроиспытания трубы [1, 2, 16] и нанесения изоляции на поверхности трубы. Рис. 1. Деформация листовой заготовки на КГП Дефект образования гофра продольной кромки трубной заготовки на КГП SMS Meer изучался в работах [1, 2, 5, 9], вредное влияние остаточных напряжений металла после ТФП SMS Meer на процесс экспандирования трубы - в [1, 2, 15], дефект «точка перегиба» при изгибе трубной заготовки на ТФП SMS Meer - в [1, 2, 17], дефект несплавления сварного продольного шва при сборке трубы - в [1, 2, 18], дефект трубы «раскатной пригар с риской» - в [1, 2, 19], процессы правки стального листа на многороликовых листоправильных машинах SMS Siemag и Fagor Arrasate для производства труб - в [20-23]. Процессы прокатки стального листа для производства труб изучались в работах [24-28]. При формовке стальной листовой заготовки на кромкогибочном прессе в продольном направлении листа из-за разности высот листа в точках его контакта с пуансоном и рольгангом возникают остаточные пластические деформации, которые могут вызвать появление дефекта в виде гофра на участке перехода между шагами. Найдем форму листовой заготовки в продольном направлении в момент ее формовки на КГП (рис. 2). Рис. 2. Форма продольной кромки листовой заготовки на КГП Пусть H и Hэв - продольный перепад высот и высота подгибки боковой кромки листовой заготовки при формовке на КГП, l - неизвестная длина отрыва листа от плоскости рольганга, E - модуль Юнга металла, b и h - ширина и толщина листа, Jx - момент инерции поперечного сечения листа (Jx = bh3/12), γ - удельный вес стали, q = γbh - погонный вес листа в продольном направлении. Пусть O1 - точка отрыва листа от плоскости рольганга в декартовой прямоугольной системе координат O1yu и Oyz: u = l - z . Дифференциальное уравнение продольной нейтральной линии листа имеет вид После интегрирования по u с учетом граничных условий получаем где Mx(u) - изгибающий момент листовой заготовки. Край недеформируемой части листа, касающийся плоскости рольганга, является прямой линией, поэтому изгибающий момент в точке O1 отрыва листа от плоскости рольганга равен нулю: откуда находим длину l отрыва листа от плоскости рольганга: Учесть эффект подгибки кромок листа в поперечном направлении при формовке можно с помощью введения постоянного безразмерного коэффициента приведенной длины μ, определяемого экспериментальным путем. Переходя от z к u и подставляя l и μ, получаем Радиус кривизны листа в продольном направлении равен Сопротивление деформации стали sт* = mкгпsт, где σт - предел текучести стали, mкгп = const » 1 - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость деформации заготовки. Остаточные продольные пластические деформации, приводящие к появлению гофра, будут возникать, если нормальные напряжения в продольном направлении листа достигнут предела текучести σт: r £ rупр = (Hэв + h/2)E/sт*. Поэтому критерий возникновения гофра в продольном направлении листовой заготовки на КГП имеет вид

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.