РАСЧЕТ УСИЛИЙ ТРУБОФОРМОВОЧНОГО ПРЕССА SMS MEER ПРИ ИЗГИБЕ ПЛОСКОЙ ТОЛСТОЙ СТАЛЬНОЙ ЗАГОТОВКИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА Шинкин В.Н.

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»


Номер: 6-1
Год: 2015
Страницы: 115-118
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

стальная труба большого диаметра, стальная листовая заготовка, трубоформовочный пресс, steel major-diameter pipe, steel blank, O-forming press

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Получен аналитический метод расчета главных технологических параметров гибки толстолистовой заготовки на трубоформовочном прессе SMS Meer: максимального усилия пуансона пресса при формовке, размера и формы контактной зоны пуансона и заготовки. Результаты исследований могут быть применены при производстве стальных труб большого диаметра для магистральных газонефтепроводов.

Текст научной статьи

Производство труб большого диаметра. Современные магистральные трубопроводы являются высоконагруженными электросварными конструкциями, работающими в экстремальных условиях под действием высокого внутреннего давления и внешних неблагоприятных условий: низких температур окружающей среды и стресс-коррозии, развивающейся при взаимодействии механических и электрохимических факторов. Ценовые показатели трубопроводов определяются использованием труб из высокопрочных сталей и минимальной металлоемкостью. Сварные трубы для магистральных трубопроводов изготовляют прямошовными и спиральношовными, с диаметром 529…1420 мм и толщиной стенки 10…48 мм. Основным сортаментом, принятым «Газпромом» в качестве базового для строительства магистральных газопроводов Северный и Южный поток, Ямал - Центр, Сахалин-1, Сахалин-2 и нефтепровода «Восточная Сибирь - Тихий океан», являются сварные одношовные прямошовные трубы диаметром до 1420 мм. В проектах «Газпрома» и «Транснефти» предусматривается применение труб из стали класса прочности Х70¼Х100 с диаметром 1220 и 1420 мм, толщиной стенки до 48 мм, длиной до 18 м, рабочим давлением до 250 атмосфер (24,7 МПа), трехслойным наружным изоляционным антикоррозионным покрытием и внутренним гладкостенным покрытием для прокладки сухопутных и подводных морских участков трубопроводов. На рынке производства стальных сварных труб большого диаметра для магистральных газонефтепроводов утвердился процесс формовки трубной заготовки по схеме JСOE, разработанный фирмой SMS Meer [1-21]. За рубежом основными производителями прямошовных одношовных труб по схеме JСOE для магистральных газопроводов диаметром ≥ 1220 мм являются Германия, Италия, Китай и Япония. В России прямошовные одношовные трубы для магистральных газопроводов диаметром ≥ 1220 мм выпускаются на Выксунском, Ижорском и Челябинском заводах. Формовка стальной заготовки на трубоформовочном прессе (ТФП). Пусть Н - глубина прогиба (обжатие) листовой заготовки; Нmax - максимальная глубина прогиба (обжатие) листовой заготовки до касания матрицы пуансоном; rп - радиус пуансона; rм - радиус бойка (матрицы); Ршф - усилие пуансона при пошаговой формовке; R - реакция опоры листовой заготовки и матрицы; α - угол контакта листовой заготовки с матрицей; φ - угол левой и правой зон контакта пуансона и листовой заготовки; L - расстояние между бойками; m - коэффициент трения скольжения стали; h и b - толщина и длина листовой заготовки; свойства заготовки: σт - предел текучести; Е - модуль Юнга; Пр и Пс - модули упрочнения при растяжении и сжатии; ρ = rп + h/2 и М - радиус кривизны нейтральной плоскости и изгибающий момент листовой заготовки в контактной зоне пуансона и заготовки. Далее при расчетах формовки стальной заготовки рассматривается реологическая модель упругопластической среды с линейным упрочнением (рис. 1). Рис. 1. Реологическая модель линейной упругопластической среды Изгибающий момент в контактной зоне пуансона и заготовки равен Будем считать, что при формовке листовой заготовки узкий зазор между пуансоном и бойками заготовки остается плоским (рис. 2). Тогда Длина контактной зоны между пуансоном и пластиной равна lк = 2rпj, а реакция опоры между пластиной и матрицей равна Рис. 2. Схема гибки плоской листовой заготовки Усилие пуансона трубоформовочного пресса SMS Meer при изгибе плоской толстой стальной листовой заготовки равно Максимальная глубина прогиба пластины равна Если L > 2rп , то Hmax = ∞. Дефект образования гофра продольной кромки трубной заготовки на КГП SMS Meer изучался в работах [1, 2, 5, 6], вредное влияние остаточных напряжений металла после ТФП SMS Meer на процесс экспандирования трубы - в [1, 2, 16], дефект «точка перегиба» при изгибе трубной заготовки на ТФП SMS Meer - в [1, 2, 18, 19], дефект несплавления сварного продольного шва при сборке трубы - в [1, 2, 20], дефект трубы «раскатной пригар с риской» - в [1, 2, 21], процессы правки стального листа на многороликовых листоправильных машинах SMS Siemag и Fagor Arrasate для производства труб - в [22-25]. Процессы прокатки стального листа для производства труб изучались в работах [26-32], энергосиловые параметры при формовке листовых заготовок - в [1-4, 33-42].

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.