blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-7-449-455blackmet-897Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESМАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЛАСТИЧЕСКОГО ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ЛИСТОВОЙ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА. СООБЩЕНИЕ 1MATHEMATICAL MODEL OF PLASTIC FORMING OF THE SLAB FOR LARGE DIAMETER WELDED PIPES. REPORT 1КоликовА. П.KolikovA. P.

д.т.н., профессор кафедры обработки металлов давлением

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Metal Forming”

apkol@mail.ruЗвонаревД. Ю.ZvonarevD. Yu.

к.т.н., заведующий лабораторией

Cand. Sci. (Eng.), Head of the Laboratory

ТаупекИ. М.TaupekI. M.

аспирант

Postgraduate

КадильниковС. В.Kadil’nikovS. V.

аспирант кафедры обработки металлов давлением

Postgraduate of the Chair “Metal Forming”

ГалимовМ. Р.GalimovM. R.

магистр кафедры обработки металлов давлением

MA Student of the Chair “Metal Forming”

galimov-m@mail.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС» (119049, Россия, Москва, Ленинский пр., 4)РоссияNational University of Science and Technology “MISIS” (MISIS), Moscow, RussiaRussian FederationОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности «РосНИТи» (454139, Россия, Челябинск, ул. Новороссийская, 30)РоссияRussian Scientifi c Research Institute of the Pipe Industry, Chelyabinsk, RussiaRussian FederationСтарооскольский технологический институт им. А.А. Угарова, филиал НИТУ «МИСиС» (309516, Россия, Белгородская обл., Старый Оскол, микрорайон Макаренко, 42)РоссияStary Oskol Technological Institute of National University of Science and Technology “MISiS”, Stary Oskol, RussiaRussian Federation201629072016597449455Copyright © Коликов А.П., Звонарев Д.Ю., Таупек И.М., Кадильников С.В., Галимов М.Р., 20162016Коликов А.П., Звонарев Д.Ю., Таупек И.М., Кадильников С.В., Галимов М.Р.Kolikov A.P., Zvonarev D.Y., Taupek I.M., Kadil’nikov S.V., Galimov M.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/897

Представлен анализ качества сварных труб большого диаметра в зависимости от параметров и режимов формовки листовой заготовки на прессовом оборудовании. Выполнено математическое моделирование процессов с применением метода конечных элементов и представлены результаты напряженно-деформированного состояния метала при формовке трубной заготовки в прессовом оборудовании. Созданная программа для ЭВМ позволяет проводить расчет технологических параметров настройки прессового оборудования и определять величины контролируемых геометрических параметров трубной заготовки, предъявляемых в нормативных документах. Теоретические решения проверены экспериментально на сортаменте труб большого диаметра, выпускаемых на ТЭСА 1420. Данную методику рекомендовано применять для расчета параметров формовки ТБД и режимов настройки прессового оборудования, обеспечивающих уменьшение количества дефектов, вызванных геометрией прессового инструмента кромкогибочного пресса и пресса шаговой формовки.

The analysis of quality of large diameter welded pipes dependingon the parameters and modes of the slab forming on press equipment is presented. Mathematical modeling of the processes was performed using the finite element method. The results of the stress-strained state of metal during round billet forming billets in forging equipment are shown. Established computer program allows calculating of process parameters settings of press equipment to determine the value of controlled geometric parameters of round billets, required in the regulations. The theoretical solutions were experimentally tested on assortment of large diameter pipes, produced at TESA 1420. It is recommended to use this method to calculate the LDP forming parameters and pressing equipment settings that allows reducing the number of defects caused by the geometry of the fl anging press and JCO- press.

сварные трубы большого диаметраформовка кромкилистовая трубная заготовкакромкогибочный пресспресс шаговой формовкиглубина опускания пуансонакалибровка прессового инструментаlarge diameter welded pipeformingedgeround billetflanging pressJCO-pressdepth of punch loweringcalibration of press instrumentReferencesЭфрон Л.И. Металловедение в «большой» металлургии. Трубные стали. – М.: Металлургиздат, 2012. – 696 с.Efron L.I. Metallovedenie v «bol’shoi» metallurgii. Trubnye stali [Metallography in “large” metallurgy. Pipe steels]. Moscow: Metallurgizdat, 2012, 696 p. (In Russ.).Katsumi М., O. Kenji О. Steel Products for Energy Industries // JFE Technical Report. 2013. Vol. 43. No. 18 (March). P. 1 – 11.M. Katsumi, O. Kenji. Steel products for energy industries. JFE Technical Report. 2013, vol. 43, no. 18, pp. 1–11.Осадчий В.Я., Коликов А.П. Производство и качество стальных труб. – М.: Изд-во МГУПИ, 2012. – 370 с.Osadchii V.Ya., Kolikov A.P. Proizvodstvo i kachestvo stal’nykh trub [Production and quality of steel pipes]. Moscow: Izdatel’stvo MGUPI, 2012, 370 p. (In Russ.).Дерикс В., Гензер Б. Новые технологии экономичного и гибкого производства труб большого диаметра // Тр. XIII Междунар. науч.-практ. конф. «Трубы-2005». Ч. 1. – Челябинск: ОАО «РосНИТи», 2005. С. 105 – 108.Deriks V., Genzer B. New technologies of cost-eff ective and fl exible production of large diameter pipes. In: Trudy XIII Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. “Truby-2005” [Proceedings of the XIII Intern. Sci.-Pract. Conf. “Pipes-2005”]. Part. 1. Chelyabinsk: OAO “Ros- NITi”, 2005, pp. 105–108. (In Russ.).Хажинский Г.М. Механика мелких трещин и надежность элементов трубопроводов. – М.: ИНЭК, 2007. – 295 с.Khazhinskii G.M. Mekhanika melkikh treshchin i nadezhnost’ elementov truboprovodov [Mechanics of small cracks and reliability of pipeline components]. Moscow: INEK, 2007, 295 p. (In Russ.).Kishiguchi T., Hosoda H., Ikuno Y. etс. Pipe end round equipment and control system (PER-FECTS) // Chin-Niittetsu-Sumikin Engineering Gino. 2013.Vol. 4. P. 39 – 45. Яп.T. Kishiguchi, H. Hosoda, Y. Ikuno etc. Pipe end round equipment and control system (PER-FECTS). Chin-Niittetsu-Sumikin Engineering Gino. 2013, vol. 4, pp. 39–45.Звонарев Д.Ю. Совершенствование процессов подгибки кромок и шаговой формовки сварных труб большого диаметра для обеспечения высокой точности размеров и форм: Дис. … канд. техн. наук. – Челябинск, 2015.Zvonarev D. Yu. Sovershenstvovanie protsessov podgibki kromok i shagovoi formovki svarnykh trub bol’shogo diametra dlya obespecheniya vysokoi tochnosti razmerov i form. Diss. kand. tech. nauk [Process improvement of pre-banding and step molding of welded pipes of large diameter to ensure high accuracy of dimensions and shapes. Cand. Tech. Sci. Diss.]. Chelyabinsk, 2015. (In Russ.).Коликов А.П., Романцев Б.А. Теория обработки металлов давлением: Учебник для вузов. – М.: Изд. Дом МИСиС, 2015. – 451 с.Kolikov A.P., Romantsev B.A. Teoriya obrabotki metallov davleniem. Uchebn. [Theory of metal processing by pressure. Textbook]. Moscow: Izd. Dom MISiS, 2015, 451 p. (In Russ.).Чернявский А.О. Метод конечных элементов. Основы практического применения. – М.: Машиностроение, 2007. – 106 с.Chernyavskii A.O. Metod konechnykh elementov. Osnovy prakticheskogo primeneniya [Finite element method. Fundamentals of practical application]. Moscow: Mashinostroenie, 2007, 106 p. (In Russ.).Компьютерное моделирование процессов обработки металлов давлением. Численные методы. // В.Н. Данченко, А.А. Миленин, В.И. Кузьменко, В.А. Гринкевич. – Днепропетровск: Системные технологии, 2005. – 448 с.Danchenko V.N., Milenin A.A., Kuz’menko V.I., Grinkevich V.A. Komp’yuternoe modelirovanie protsessov obrabotki metallov davleniem. Chislennye metody [Computer simulation of processes of metal forming. Numerical methods]. Dnepropetrovsk: Sistemnye tekhnologii, 2005, 448 p. (In Russ.).Селезнев В.Е., Алешин В.В., Прялов С.Н. Основы численного моделирования магистральных трубопроводов / Под ред. В.Е. Селезнева. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: МАКС Пресс, 2009. – 436 с.Seleznev V.E., Aleshin V.V., Pryalov S.N. Osnovy chislennogo modelirovaniya magistral’nykh truboprovodov [Basics of numerical modeling of pipelines]. Seleznev V.E. ed. Moscow: MAKS Press, 2009, 436 p. (In Russ.).Lifeng F., Ying G., Qiang L., Xu H. Quality Control on Crimping of Large Diameter Welding Pipe // Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2012. Vol. 25. No. 6. P. 1264 – 1274.Lifeng F., Ying G., Qiang L., Xu H. Quality control on crimping of large diameter welding pipe. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2012, vol. 25, no. 6, pp. 1264–1274.Осадчий В.Я., Гаас Е.А., Звонарев Д.Ю., Коликов А.П. Математическая модель формоизменения листовой заготовки при производстве сварных труб большого диаметра // Сталь. 2014. № 5. С. 63 – 67.Osadchii V.Ya., Gaas E.A., Zvonarev D.Yu., Kolikov A.P Shaping of thick sheet in the production of welded large-diameter pipe. Steel in Translation. 2014, no. 5, pp. 374–378.Звонарев Д.Ю., Осадчий В.Я., Романцов А.Н., Коликов А.П. Разработка математической модели формовки листовой заготовки для повышения качества сварных труб большого диаметра // Черные металлы. 2015. № 4. С. 34 – 39.Zvonarev D.Yu., Osadchii V.Ya., Romantsov A.N., Kolikov A.P. Development of mathematical model of forming of a sheet material to improve the quality of welded pipes of large diameter. Chernye metally. 2015, no. 4, pp. 34–39. (In Russ.).ZV JCO: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013660023 / Д.Ю. Звонарев; заявл. 27.08.2013; опубл. 20.12. 2013.Zvonarev D.Yu. ZV JCO. Certifi cate of state registration of computer program no. 2013660023, publ. 20.12.2013. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.