blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-9-615-621blackmet-915Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESМАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЛАСТИЧЕСКОГО ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ЛИСТОВОЙ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА. Сообщение 2MATHEMATICAL MODEL OF PLASTIC FORMING OF THE SLAB FOR LARGE DIAMETER WELDED PIPES. Report 2КоликовА. П.KolikovA. P.

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

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

Кандидат технических наук, 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 м

Postgraduate of the Chair “Metal Forming”

ГалимовМ. Р.GalimovM. R.

Магистр кафедры обработки металлов давлением м

Student of the Chair “Metal Forming”

galimov-m@mail.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС», МоскваРоссияNational University of Science and Technology “MISIS”, MoscowRussian FederationРоссийский научно-исследовательский институт трубной промышленности «РосНИТи», ЧелябинскРоссияRussian Scientific Research Institute of the Pipe Industry, ChelyabinskRussian FederationСтарооскольский технологический институт им. А.А. Угарова, филиал НИТУ МИСиС, Белгородская обл., Старый ОсколРоссияStary Oskol Technological Institute of National University of Science and Technology “MISiS”, Stary OskolRussian Federation201615102016599615621Copyright © 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/915

Представлен анализ качества сварных труб большого диаметра (ТБД) 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 металла 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. Рекомендовано применять данную методику 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 depending on 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 stressstrained 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 recom mended 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 welding pipeformingedgeround billetfl anging pressJCO-pressdepth of punch loweringcalibration of press instrumentReferencesZvonarev D.Yu., Osadchii V.Ya., Romantsov A.I., Kolikov A.P. Shaping of Sheet to Produce Large-Diameter Welded Pipe // Steel in Translation. 2016. Vol. 46. No. 6. Р. 443 – 446.Zvonarev D.Yu., Osadchii V.Ya., Romantsov A.I., Kolikov A.P., Shaping of Sheet to Produce Large-Diameter Welded Pipe // Steel in Translation, 2016, vol. 46, no. 6, pp. 443–446.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.).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.).Shinkin V.N., Kolikov A.P. Engineering calculations for processes involved in the production of large-diameter pipes by the SMS Meer technology // Metallurgist. 2012. Vol. 55. No. 11 – 12. P. 833 – 840.Shinkin V.N., Kolikov A.P. Engineering calculations for processes involved in the production of large-diameter pipes by the SMS Meer technology // Metallurgist. 2012, vol. 55, no. 11–12, pp. 833–840.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.).License for MSC Agreement: RE006574CTR. Customer: Chelyabinsk Tube Rolling Plant.License for MSC Agreement: RE006574CTR. Customer: Chelyabinsk Tube Rolling Plant.Звонарев Д.Ю. Совершенствование процессов подгибки кромок и шаговой формовки сварных труб большого диаметра для обеспечения высокой точности размеров и форм: Дисс. … канд. техн. наук. – Челябинск: ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), 2015.Zvonarev D.Yu. Sovershenstvovanie protsessov podgibki kromok i shagovoi formovki svarnykh trub bol’shogo diametra dlya obespecheniya vysokoi tochnosti razmerov i form. Dis…kand. tekhn. 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: YuUrGU (NIU). 2015. (In Russ.).Kishiguchi T., Hosoda H., Ikunoetal Y. etc. Pipe end round equipment and control system (PER-FECTS) // Chin-Niittetsu-Sumikin Engineering Gino. 2013. Vol. 4. Р. 39 – 45.Kishiguchi T., Hosoda H., Ikuno Y. etc. Pipe end round equipment and control system (PER-FECTS). Chin-Niittetsu-Sumikin Engineering Gino. 2013, vol. 4, pp. 39–45.Коликов А.П., Звонарев Д.Ю., Таупек И.М и др. Математическая модель пластического формоизменения листовой заготовки для изготовления сварных труб большого диаметра. Сообщение 1 // Изв. вуз. Черная металлургия. 2016. № 7. С. 449 − 455.Kolikov A.P., Zvonarev D.Yu., Taupek I.M., Kadil’nikov S.V., Galimov M.R. Mathematical model of plastic forming of the slab for large diameter welded pipes. Report 1. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2016, vol. 59, no. 7, pp. 449–455. (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.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.).Kolikov A.P., Leletko A.S., Matveev D.B. etc. Residual Stress in Welded Pipe // Steel in Translation. 2014. Vol. 44. No. 11. Р. 808 – 812.Kolikov A.P., Leletko A.S., Matveev D.B., Kulyutin S.A., Kadil’ nikov S.V. Residual Stress in Welded Pipe. Steel in Translation. 2014, vol. 44, no. 11, pp. 808–812.ZVJCO: Свидетельство о государственной регистрации прог раммы для ЭВМ № 2013660023 / Д.Ю. Звонарев; заявл. 27.08.2013; опубл. 20.12.2013.Zvonarev D.Yu. ZV JCO. Certificate 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.