Автореферат (1026273), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Достоверность результатовработы была подтверждена в промышленных условияхПубликации.По материалам диссертации было выполнено 12 публикаций, из которых 10в журналах, рекомендованных ВАК РФ.Объем работы.Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов,библиографического списка из 118 наименования; изложена на 124 страницахмашинописного текста, содержит 92 рисунка и 6 таблиц.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность диссертационной работы, её научнаяновизна, теоретическая и практическая значимостьВ первой главе проведен анализ современных способов получения трубныхзаготовок методом непрерывной валковой формовки, непрерывномсворачивании плоского штрипса в трубную заготовку на многоклетьевыхвалковых формовочных станах.При всём многообразии возможных конструкций оборудования, формовочныйстан, по мнению автора, можно условно разделить на несколько участков,отличающихся друг от друга конструкцией инструмента и его количеством,а, следовательно, и происходящими в трубной заготовке деформациями.В большинстве случаев предприятия используют стандартное оборудование,4в состав которого входит формовочные клети открытого и закрытого типа,отличающиеся конструкцией инструмента, количеством валков и ихрасположением в клети.
Однако, тенденции современного рынка: расширениеразмерного ряда производимой продукции и марочного сортамента вынуждаютискатьпутиперехода(адаптации)существующегооборудования,предназначенного для массового выпуска труб, на серийное производствопродукции.В связи с этим все большую популярность получает технология гибкойформовки под названием «Cage Forming». Суть данной технологии заключаетсяв симбиозе существующих программных средств управления и использованиятак называемой универсальной калибровки валкового инструмента для формовкизаданного диапазона размеров. Данная технология позволяет перейти с одноготипоразмера на другой в считанные минуты, используя средства управленияположением валкового инструмента.На сегодняшний день в мире можно отметить три компании, которые ужепродемонстрировали применение технологии гибкой формовки «Cage Forming»и приводят описание конструкции своих трубоэлектросварочных комплексов:Olimpia'80 (Италия), NAKATA (Япония) и SMS Meer (Германия), каждаяиз которых имеет свои преимущества и недостатки, но в целом это очень сложноеи дорогостоящее оборудование, которое необходимо детально изучать для того,чтобы иметь в дальнейшем возможность использовать полученную информациюдля быстрой и рациональной перенастройки оборудования, а также сокращениярасходов.Во второй главе выполнен анализ теоретических основ выборатехнологических параметров процесса непрерывной валковой формовки.Рассмотрены существующие теории и методики для определениядеформированного состояния трубной заготовки в процессе непрерывногоформоизменения в валковых станах ТЭСА.
Из анализа работ Ю.М. Матвеева,Б.Д. Жуковского, Ю.Ф. Шевакина, Г.А. Смирнова-Аляева и другихисследователей, выявлены тенденции развития теории и практикитрубоэлектросварочного производства, учитывающие деформационные,кинематические и энергосиловые параметрыВ главе рассмотрены выполненные исследования и анализ деформированногосостояния полосы в процессе формовки, впервые предложенные Г.Я. Гуноми развитые В.А. Рымовым и С.В.
Самусевым, которые предполагали, чтоосновное влияние на качество электросварных прямошовных труб и наличиедефектов формовки (гофрообразование, смещение и «крыша» кромок) оказываетвеличина упругопластической деформации полосы при одно- и многорадиусныхсистемах калибровки трубной заготовки в очаге формовки.При этом ни одна из рассмотренных методик не учитывает весь спектрпараметров, влияющих на технологический процесс. Особенно это касаетсяматериала заготовки, ведь именно при переходе на трубные марки стали5возникли проблемы с производством прямошовных труб, в том числе длямагистральных трубопроводов.Третья глава посвящена обзору механических свойств сталей и сплавов,используемых в производстве труб для современных нефтегазопроводов,обоснованиюцелесообразностиприменениякритерияпластичностии использования математического моделирования на базе программногокомплекса COPRA@RF, которая позволяет проводить исследования процессаформообразования.За последние десятилетия требования по пределу текучести трубных сталейвозросли с 300-400 МПа (для класса прочности К42-К52) до 600 МПа (для классапрочности К65).
Перспективными также являются стали для производства труббольшого диаметра классов прочности Х100-Х120 с значением пределатекучести 750-900 МПа.Исходя из исследований поведения трубной заготовки из различных мароксталей для очага деформации предлагается вести «рабочую» область допустимыхнапряжений для высокопрочных и пластичных сталей (Рис. 1).Рис. 1.
Рабочая область напряжений при формообразовании трубной заготовкиВ работе приведены исследования трех станов различных конструкций.Выявлены основные причины возникновения брака и нестабильности процессапри непрерывной прямошовной формовке в станах различной конструкции.Исследования проводились автором с использованием математическоймодели, созданной на кафедре МТ-10 «Оборудование и технологии прокатки»МГТУ им. Н.Э. Баумана, на базе программного комплекса COPRA@ RF, котораяпозволяет проводить исследования по анализу процесса формообразованияи давать рекомендации инженеру, проектирующему технологический процесси конструкцию оборудования для производства труб и профилей.
Исходнымиданными для выбранной математической модели являются геометрия заданногопрофиля и свойства материала, а также технологические параметры процесса:расстояние между формовочными клетями, диаметры валкового инструмента6и его геометрия.
Процесс непрерывной валковой формовки представляет собойпостепенное сворачивание плоского штрипса в круглую заготовку путемпрохождения через калибры рабочего инструмента - валков. Геометрическиепараметры калибра предварительно выбираются исходя их размеров и материалазаготовки и располагаются согласно предварительно выбранному маршрутуформовки.Технологические переходы характеризуется последовательной схемойдеформации трубы по переходам, изображенной в виде «цветка» (Рис. 2)Рис.
2. «Цветок» -схема формовкиДанная схема формовки отображает этапы преобразования исходнойзаготовки– плоского штрипса, в готовое изделие– круглую трубу.В четвертой главе приведена апробация математической моделина различных схемах производства трубной заготовки из высокопрочных маркисталей. По заданию АО «Выксунский металлургический завод» был проведенанализ причин повышенного износа валкового инструмента формовочного станаТЭСА 203-530 АО «ЭЗТМ» и образования дефектов трубной заготовки из маркистали класса прочности К42 (предел упругости 240 МПа, предел выносливости430 МПа, допустимое относительное удлинение 34%) для заданного маршрутаформообразования.Моделирование процесса позволило оценить картину поведения трубнойзаготовки, а также качественно оценить контактное взаимодействие трубнойзаготовки с валковым инструментом.
Представлена картина контактноговзаимодействия трубной заготовки и валкового инструмента (Рис. 3, а и б).абРис. 3.Анализ контакта трубной заготовки с поверхностью формующих валков.7Аналогичную картину можно наблюдать при качественном сравнениичисленного эксперимента с натурным на примере взаимодействия трубнойзаготовки с эджерами (Рис.
4, а и б)абРис. 4. Моделирование контакта эджерных валков с трубной заготовкой.Причиной неравномерного износа явился местный контакт трубной заготовкис валковым инструментом, что привело к повышенному износу валкови удорожанию процесса производства (т.к. ориентировочная стоимостькомплекта валков составляет не менее 3 млн.
евро).Особый интерес представляют результаты моделирования поведения трубнойзаготовки и характера распределения деформаций на каждом этапеформообразования на формовочном стане NAKATAFFX 203-530 АО «ВМЗ».Исходными данными являлась конструкция стана непрерывной роликовойформовки, выполненная согласно технологии FFX.Были обнаружены изломы кромки трубной заготовки в межклетевомпространстве.
Возможной причиной их образования являются знакопеременныенагрузки, которые возникают в результате пружинения трубной заготовкив межклетьевых промежутках (Рис. 5). Это явление требует дополнительныхисследований.Рис. 5. Картина деформированного состояния трубной заготовки припроизводстве труб диаметром 530 мм с толщиной стенки 6 ммв межклетьевом промежутке BD4 – RVS8При производстве данной трубы в формовочном стане NAKATAFFX 203-530АО «Выксунский металлургический завод» данный излом был выявленвизуально (Рис. 6).Рис. 6. Излом кромки в межклетевом пространстве BD4 – RVSДаны рекомендации по внесению необходимых изменений в расположениевалкового инструмента участка формовки NAKATAFFX для обеспечениястабильного процесса и качества получаемой трубной заготовки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
