Preview

ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Применение физического моделирования при исследовании процессов изготовления труб

https://doi.org/10.32339/0135-5910-2021-3-320-326

Полный текст:

Аннотация

Физические эксперименты позволяют получить максимальный объем информации об исследуемом процессе при минимальных затратах, обеспечивая ее более высокую точность по сравнению с данными, получаемыми при математическом моделировании, и избегая рисков, возможных при промышленном опробовании новых технологических режимов. Приведены результаты исследований деформации в процессе изготовления труб прессованием, выполненных с использованием лабораторных установок, разработанных специалистами лаборатории волочения и прессования АО “РусНИТИ”. Одной из основных проблем при изготовлении труб прессованием является обеспечение минимально возможной разнотолщинности стенки. Отмечено, что на величину разнотолщинности стенки труб существенное влияние оказывает соотношение скоростей перемещения пресс-штемпеля при распрессовке гильз и непосредственном прессовании труб. Компьютерное моделирование процесса прессования труб, выполненное в программной среде QForm, показало, что наименьшие значения разнотолщинности стенки соответствуют отношению скоростей 0,5–0,8. Для проверки этих данных проведено физическое моделирование процесса прессования свинцовых цилиндрических образцов с наружным диаметром 18,94–19,15 мм и толщиной стенки 5,19–5,32 мм. Для прессования использовали универсальную сервогидравлическую систему динамических испытаний Shimadzu Servopulser. В ходе физического эксперимента установлена зависимость разнотолщинности стенки трубы от отношения скоростей распрессовки и прессования. Проверка выявленной закономерности при изготовлении опытно-промышленной партии труб на прессовой линии усилием 55 МН подтвердила сделанные выводы. Осуществлено физическое моделирование прессования труб-образцов из свинца марки С1 размером 10,0×2,0 мм с одно- и двухзаходным винтообразным оребрением внутренней поверхности. Для его выполнения спроектирован и изготовлен экспериментальный модуль. Установлено, что скорость вращения пресс-иглы существенно не влияет на усилие прессования. Металлографические исследования показали, что вращение пресс-иглы способствует значительному повышению твердости поверхности труб и получению более мелкого зерна по сравнению с классическим способом прессования. Подтверждена техническая возможность изготовления труб с внутренним винтообразным оребрением способом горячего прессования. Результаты исследования стали основой для разработки технологии производства труб на Волжском трубном заводе по ТУ 14-3Р-157–2018 “Трубы стальные бесшовные горячепрессованные с винтовым оребрением внутренней поверхности для паровых котлов”. Приведены результаты физического моделирования процесса волочения труб на самоустанавливающейся оправке при использовании смазочных материалов с различной вязкостью. Полученные данные использованы для разработки технологии изготовления холоднодеформированных труб с внутренним диаметром 6,0–12,0 мм на Синарском трубном заводе.

Об авторах

Я. И. Космацкий
АО “Русский научно-исследовательский институт трубной промышленности” (РусНИТИ)
Россия

канд. техн. наук, заместитель начальника отдела по бесшовным трубам – заведующий лабораторией волочения и прессования

г. Челябинск



К. Ю. Яковлева
АО “Русский научно-исследовательский институт трубной промышленности” (РусНИТИ)
Россия

канд. техн. наук, научный сотрудник лаборатории волочения и прессования

г. Челябинск



Н. В. Фокин
АО “Русский научно-исследовательский институт трубной промышленности” (РусНИТИ)
Россия

научный сотрудник лаборатории волочения и прессования

г. Челябинск



В. Д. Николенко
АО “Русский научно-исследовательский институт трубной промышленности” (РусНИТИ)
Россия

инженер лаборатории волочения и прессования

г. Челябинск



Б. В. Баричко
АО “Русский научно-исследовательский институт трубной промышленности” (РусНИТИ)
Россия

канд. техн. наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории волочения и прессования

г. Челябинск



Список литературы

1. Перлин И.Л., Райтберг Л.Х. Теория прессования металлов. ― М.: Металлургия, 1975. ― 448 с.

2. Гуляев Г.И., Притоманов А.Е., Дробич О.П., Верховод В.К. Прессование стальных труб и профилей. ― М.: Металлургия, 1973. ― 192 с.

3. Манегин Ю.В., Притоманов А.Е., Шпиттель Т., Кнаушер А. Горячее прессование труб и профилей. ― М.: Металлургия, 1980. ― 272 с.

4. Исследование раздельного влияния скоростей распрессовки и прессования при изготовлении труб / Я.И. Космацкий, В.Д. Николенко, Н.В. Фокин и др. // Труды XХIII международной научно-практической конференции “Трубы-2018”. ― Челябинск: ОАО “РосНИТИ”, 2018. Т. 2. С. 14–17.

5. Космацкий Я.И., Фокин Н.В. Экспериментальное исследование процесса инерционного прессования труб // Вестник ЮУрГУ. Серия “Металлургия”. 2014. Т. 14. Вып. № 2. С. 73–77.

6. Космацкий Я.И., Выдрин А.В., Баричко Б.В. и др. Моделирование процесса прессования труб с использованием устройства инерционной выпрессовки пресс-остатка // Сталь. Производство труб. 2014. Вып. 11. С. 46–49.

7. Космацкий Я.И., Фокин Н.В., Перевозчиков Д.В. Современный уровень исследований процесса прессования труб с применением дополнительного вращательного движения пресс-иглы // Вестник ЮУрГУ. Серия “Металлургия”. 2015. Вып. 3. Т. 15. С. 133–138.

8. Космацкий Я.И., Фокин Н.В., Баричко Б.В. Экспериментальное исследование формоизменения торцевой поверхности гильзы при прошивке и экспандировании // Сталь. Производство труб. 2016. Вып. № 1. С. 46–49.

9. Создание комплекса оборудования для исследования и моделирования процессов деформации труб / И.Ю. Пышминцев, А.В. Выдрин, Б.В. Баричко и др. // Труды XVII международной научно-практической конференции “Трубы-2009”. ― Челябинск: ОАО “РосНИТИ”, 2009. С. 328–331.

10. Яковлева К.Ю., Баричко Б.В., Кузнецов В.Н. Разработка технологии изготовления труб с заданным внутренним диаметром 6,0–12,0 мм // Вестник ЮУрГУ. Серия “Металлургия”. 2015. Т. 15. № 4. С. 122–127.


Для цитирования:


Космацкий Я.И., Яковлева К.Ю., Фокин Н.В., Николенко В.Д., Баричко Б.В. Применение физического моделирования при исследовании процессов изготовления труб. ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021;77(3):320-326. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2021-3-320-326

For citation:


Kosmatskii Y.I., Yakovleva K.Yu., Fokin N.V., Nikolenko V.D., Barichko B.V. Application of physical simulation at study of pipe production processes. Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific , Technical and Economic Information. 2021;77(3):320-326. (In Russ.) https://doi.org/10.32339/0135-5910-2021-3-320-326

Просмотров: 16


ISSN 0135-5910 (Print)
ISSN 2619-0753 (Online)