Автореферат (1026273), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Данный дефектбыл устранен.На заводе ООО «Промышленно-Металлургический холдинг «ТагильскаяСталь» был проведен комплексный анализ существующего формовочного стана«ADDA FER MECCANICA» (Италия) (Рис. 7).Рис. 7. Схема формовочного стана ТЭСА 355 «ADDA FER MECCANICA»:1 – клети открытого типа; 2 – участок линейно формовки; 3 – группаклетей закрытого типаДоказано, что для данной конструкции стана и калибровки рабочегоинструмента при любых настройках трубная заготовка на участке линииформовки явно недоформована, что приводит к излому при заходе в первую клетьс закрытым типом калибра (Рис. 8, 9).9Рис.
8. Поведение трубной заготовки на участке 2абРис. 9. Заход трубной заготовки в первую клеть с разрезной шайбойПружинение трубной заготовки приводят к повышенным нагрузкамна валковый инструмент и дестабилизации процесса формообразования.Выявлены основные причины возникновения брака и нестабильности процессапри непрерывной прямошовной формовке в станах различной конструкции.Использование выбранной математической модели подтвердило возможностьисследовать и корректировать технологические параметры процесса, а такжеконструкцию самого формовочного стана для достижения стабильного процессапроизводства труб заданного качества из заданных материалов для заданныхтипоразмеров труб без проведения дорогостоящих исследований, требующихзначительных временных и материальных затрат.В пятой главе приведено описание комплексной методики оценкиформовочного оборудования для производства прямошовных сварных трубдля магистральных трубопроводов.При выборе конструктивных параметров формовочного стана и калибровкивалкового инструмент предлагается учитывать прочностные характеристикиматериала, и проектировать очаг деформации трубной заготовки на основе«рабочей» области используемого материала заготовки.
Очевидно, что один и тотже критерий для данных групп сталей работать не будет. Таким образом, выбор10критерия для расчета рациональных технологических параметров зависитот свойств материала.Предлагаемая методика впервые основана на положении, что конструктивныепараметры формовочного стана и калибровки валкового инструмента должнывыбираться на основе прочностных характеристик используемого материала(Рис. 1).Приведена схема выбора технологических параметров процесса при заданнойконструкции стана которая позволяет решать производственные задачии повысить качество получаемой трубной продукции.
Исходными даннымив данной схеме являются конструктивные параметры процесса формовкитрубной заготовки (Рис. 10).Рис. 10. Схема выбора технологических параметров процесса при заданнойконструкции стана.Предложена корректирующая формула по расчету исходной ширинызаготовки с учетом осадки, обжатия и гибки полосы в клетях открытогои закрытого типа.В = ∙ (н + ∆ ) + ∙ + ∙ 05 − ∙ − ∙ ,где ∙ (н + ∆ ) – наружный периметр трубной заготовки на выходеиз сварочной клети, мм;(k ∙ t) – величина осадки трубной заготовки в валкахклети сварочной клети, мм;(ε ∙ PK05 ) – величина обжатия по наружномупериметру заготовки в группе клетей с закрытым профилем калибра, мм;(m ∙ t) –изменение наружного периметра за счет гиба в группе клетей с открытымпрофилем калибра, мм;(t ∙ tanφ) – изменение наружного периметра за счет гибав группе клетей с закрытым профилем калибра, мм.11В ходе исследований, посвященных влиянию конструктивного исполненияформовочного стана на стабильность процесса формообразования, былавыявлена действительная зависимость максимальных продольных деформацийот длины формовочного агрегата для трубной заготовки диаметром 530 мми толщиной стенки 10 мм.
Зависимость идентична для любых материалови соответствует уравнению: = 7 ∙ 1011 ∙ −2,75Также выявлено, что только при соотношении ⁄ ≥ 40 удается добитьсякачественной трубной заготовки из марок сталей повышенной прочности.Однако даже при выполнении указанного соотношения увеличенныегоризонтальные расстояния приводят к обратному пружинению из-за упругихсвойств металла в пространстве между клетями, что в свою очередь приводитк увеличению деформаций прикромочной области полосы трубной заготовки,например, появлению излома. При уменьшении межклетевого расстоянияпроцесс становится стабильным и протекает без ярко выраженных дефектовТаким образом, при использовании трубных марок сталей рекомендуетсявыставлять формовочные клети таким образом, чтобы межклетевое расстояниенаходилось в определённых пределах так для сталей класса прочности К50-52∆кл = 6.
.7 ∙ т , для К54-56 - ∆кл = 3. .5 ∙ т , для сталей более высокого классапрочности выявление рекомендация требует дополнительных исследований.Приведена методика выбора конструктивных параметров формовочного стана,которая позволяет выявить диапазон применения существующих формовочныхлиний трубоэлектросварочных агрегатов, так и возможности их модернизации(Рис.
11). Каждый из этапов исследований: расчет калибровки и математическоемоделирование позволяют получить рекомендации для разработки технологиипроизводства трубной заготовки на формовочном стане. Применение научнообоснованной методики позволит в разы повысить эффективность процессаи приведет к значительному снижению затрат на этапе освоения и дальнейшегопроизводства новых типоразмеров прямошовных электросварных труб.На первом этапе необходимо оценить конструктивные параметры получаемоготрубного профиля (диаметр и толщина стенки) и формовочногооборудования(Рис.12): задаться количеством клетей и определить межосевоерасстояние между ними, т.е. определяется длина формовочного стана.
На основеполученных данных производится расчет калибровки валкового инструментас учетом конструктивного исполнения оборудования – технологическиепараметры процесса формовки.12Рис. 11. Алгоритм выбора конструктивных параметров формовочного стана.Выборконструктивныхпараметров•Межклетевое расстояние•Компоновка оборудования•Длина формовочного стана•Ширина исходной заготовкиВыбор•Калибровка валкоготехнологическихинструментапараметров•Схема формовкиИсследование•МоделированиепроцессаРис.
12. Последовательность определения параметров процесса формовкиОценка результатов моделирования происходит на основе полученных данныхо деформациях, напряжениях и контактных взаимодействиях.При неудовлетворительных результатах рекомендуется прежде всего изменитьсхему калибровки валкого инструмента, а затем перейти к пересчету параметровкалибровки, в редких случаях, необходимо внести изменения в конструкциюформовочного стана.ОСНОВНЫ ВЫВОДЫ:1. Разработана универсальная методика оценки технических возможностейформовочных станов различной конструкции, позволяющая с помощьюразработанной автором модели процесса непрерывной валковой формовкиопределять основные параметры процесса формоизменения, границывозможностей агрегатов как по диапазону типоразмеров, так и по материаламзаготовки как на стадии проектирования оборудования, так и для анализа13существующего оборудования, в том числе импортных агрегатов гибкойформовки.2.
Научнообоснованновыйкритерийстабильностипроцессаформообразования прямошовных сварных труб в зависимости от свойствматериала заготовки, на основе которого определяются основные параметрыпроцесса непрерывной валковой формовки - длина стана, количество клетейи конструкция валкового инструмента (калибровка). Определена рабочая областьдеформации при формообразовании трубной заготовки большого диаметрав зависимости от свойств материала трубы.3. На основе выработанных критериев разработана методика определениятехнологических параметров формовочного стана, оценки формовочногооборудования трубоэлектросварочных агрегатов, которая позволяют определитьисходные конструктивные параметры проектируемого агрегата с одной стороныи возможности реконструкции существующих агрегатов с другой.5.
Предложена уточненная формула для определения ширины исходнойполосы.6. Предложена уточненная формула для определения минимальной длиныформовочного стана.7. Комплексные исследования различных типов калибровок показали, чтоприменение наиболее распространенной однорадиусной калибровки валковцелесообразно только при изготовлении труб малого диаметра, а при формовкетруб среднего и большого диаметра применение такой калибровки ведетк превышению допустимого значения удлинения кромки полосы и негативновлияет на качество сварного шва.8. Определена зависимость максимальных продольных деформаций от длиныформовочного агрегата для заготовки труб диаметром 530 мм и толщиной стенки10 мм, используемых для нефтегазопроводов.Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:1.
Лепестов А.Е., Соколова О.В., Скрипкин А.Ю., Исследование влияниядеформации клети с открытым профилем калибра на точность непрерывнойформовки труб // Производство проката, № 5, С. 32-34. (0,375 пл. / 0,35 пл.)2. Лепестов А.Е., Соколова О.В., Прогнозирование качества прямошовныхсварных труб // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана,№ 6. С.
7. (0,375 пл. / 0,35 пл.)3. Лепестов А.Е., Соколова О.В., Скрипкин А.Ю., Уточнение методикирасчета калибровки валков для производства сварных труб // Производствопроката, № 5. С. 31-33. (0,375 пл. / 0,35 пл.)4. Прогнозирование качества сварных прямошовных труб большого диаметрадля магистральных газопроводов, полученных методом валковой формовки /А.Е.
Лепестов [и др.] // Черная металлургия, № 5, С. 68-70. (0,375 пл. / 0,35 пл.)145. Лепестов А.Е., Соколова О.В., Миронова М.О., Анализ способовмодернизации трубных станов непрерывной валковой формовки прямошовныхсварных труб // В сборнике: Современные тенденции в образовании и наукесборник научных трудов по материалам Международной научно-практическойконференции: в 26 частях. 2013. С.
121-122. (0,125 пл. / 0,1 пл.)6. Лепестов А.Е., Соколова О.В., Моисеев А.А., Пути расширениятехнических возможностей оборудования для производства труб нефтегазовогосортамента методом валковой формовки // Производство проката, № 4. С. 28-30.(0,375 пл. / 0,3 пл.)7. Моделирование процессов валковой формовки труб АО «Выксунскийметаллургический завод» / А.Е. Лепестов [и др.] // Сталь, № 5. С. 67-70. (0,375пл. / 0,225 пл.)8.
Лепестов А.Е., Соколова О.В., Новокшонов Д.Н., Анализ калибровкивалкового инструмента при непрерывной валковой формовке труб //Производство проката, № 5. С. 25-27. (0,375 пл. / 0,225 пл.)9. Лепестов А.Е., Соколова О.В., Новый метод определения длины стана принепрерывной валковой формовке // Производство проката, № 3. С. 25-27. (0,375пл. / 0,35 пл.)10. Лепестов А.Е., Новокшонов Д.Н., Соколова О.В., Оптимизация схемыформоизменения трубной заготовки путем моделирования // Сталь, № 7. С. 5356.
(0,375 пл. / 0,225 пл.)15.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
