ФОРМОИЗМЕНЕНИЕ ТРУБ ПРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ СОЗДАНИИ НАПРЯЖЕНИЙ НА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ И ВНЕШНИХ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

В современной высокотехнологичной промышленности широкое применение имеет технология гибки труб. Трубные отводы являются неотъемлемой частью трубопроводных систем. Наиболее широкое распространение имеют методы холодной гибки труб, которые  сопровождаются рядом негативных явлений, таких как уменьшение тещины стенки на внешней стороне гиба, овализация поперечного  сечения, образование гофр. Приведено исследование влияния технологии деформации трубных заготовок методом раскатывания с большим натягом на структуру и свойства материала заготовки. Метод деформации труб раскаткой с натягом позволяет получить радиальный изгиб заготовки, не приводя к ее разрушению и не вызывая явных дефектов поверхности и микроструктуры заготовки. Испытания  проводились на образцах, изготовленных из стали 3сп и стали 12Х18Н10Т. Исследования микроструктуры проводились в соответствии  с ГОСТ  5639  –  82; определение механических свойств – в соответствии с ГОСТ 1397 – 84; микроствердости – ГОСТ 9450 – 76. Исследовано влияние изменения геометрии трубной заготовки на структуру и свойства. Показано, что процесс деформации труб методом раскатки приводит к изменению механических свойств испытуемых материалов. Возрастают значения микротвердости и прочности, при этом  уменьшается балл зерна. В процессе деформации возможно изменение микроструктуры материала в результате структурных превращений  (закалки). При термомеханическом способе деформации пластическое течение металла предполагает возможное изменение структуры стенок трубы в результате перекристаллизации и термической обработки материала области гиба, что требует дальнейшего изучения и  более  глубокого анализа данной технологии.

трубная заготовка,  раскатывание,  трубогиб,  деформация,  микротвердость,  механические свойства,  микроструктура

1. Тавастшерна Р.И. Изготовление и монтаж технологических трубо проводов. – М.: Книга по требованию, 2012.– 288 с.

2. Mandal A., Syed B., Bhandari K. etc. Cold-bending of linepipe steel plate to pipe, detrimental or beneficial? // Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 746. No. 2. P. 58 – 72.

3. Li J., Zhou C., Cui P., He X. Plastic limit loads for pipe bends under combined bending and torsion moment // International Journal of Mechanical Sciences. 2015. Vol. 92. No. 3. P. 133 – 145.

4. Iwamoto T., Kanie S. Evaluation of bending behavior of flexible pipe using digital image processing // Procedia Engineering. 2017. Vol. 171. No. 12. P. 1272 – 1278.

5. Гальперин А.И. Машины и оборудование для гибки труб. – М.: Недра, 1983. – 203 с.

6. Yuan L., Kyriakides S. Plastic bifurcation buckling of lined pipe under bending // European Journal of Mechanics. 2014. Vol. 47. No. 9. P. 288 – 297.

7. Sasidharan S., Arunachalam V., Subramaniam S. Ramifications of structural deformations on collapse loads of critically cracked pipe bends under in-plane bending and internal pressure // Nuclear Engineering and Technology. 2017. Vol. 49. P. 254 – 266.

8. Shim D., Kim K., Lee K. Double-stage forming using critical prebending radius in roll bending of pipe with rectangular cross-section // Journal of Materials Processing Technology. 2016. Vol. 236. No. 10. P. 189 – 203.

9. А.с. 566649 СССР. Рогообразный сердечник для изготовления из трубных заготовок отводов с центральным углом не более 90 градусов / А.И. Киямов // Открытия. Изобретения. 1977. Бюл. № 28.

10. Bae W., Chang K., Lee C. Progressive inelastic deformation of a girth-welded stainless steel pipe under internal pressure and cyclic bending // Ocean Engineering. 2016. Vol. 128. No. 12. P. 81 – 93

11. Крикун В.Я. Трубогибочные работы на строительстве трубопроводов. – М.: Недра, 1978. – 208 с.

12. Kim Y., Lee K., Oh C. etc. Effect of bend angle on plastic loads of pipe bends under internal pressure and in-plane bending // International Journal of Mechanical Sciences. 2007. Vol. 49. No. 12. P. 1413 – 1424.

13. А.с. 427759 СССР. Способ гибки труб с пропусканием тока высокой плотности / В.А. Бубнов, В.А. Овчинников // Открытия. Изобретения. 1974. Бюл. № 18.

14. Hayashi A., Terada Y., Kanie S. Development of pipe-in-pipe filled with granular material for flexible and ductile bending performance // Procedia Engineering. 2014. Vol. 95. P. 232 – 240.

15. Ефимов О.Ю., Чинокалов В.Я, Юрьев А.Б. и др. Закономерности и механизмы формирования структурнофазовых состояний и механических свойств балочного профиля при ускоренном охлаждении двутавра // Изв. вуз. Черная металлургия. 2011. № 4. С. 16 – 19.

16. Костерев В.Б., Ефимов О.Ю., Иванов Ю.Ф. и др. Формирование градиентных структурно-фазовых состояний при термомеханическом упрочнении // Изв. вуз. Черная металлургия. 2011. № 4. С. 24 – 27.

17. Узлов И.Г., Сидоренко О.Г., Федорова И.П. и др. Новое в технологии управления процессом термического упрочнения арматурного проката // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2008. № 1. С. 89 – 91.

18. Сарычев В.Д., Громов В.Е., Невский С.А. и др. Формирование нанослоев за счет развития гидродинамических неустойчивостей при внешних энергетических воздействиях // Изв. вуз. Черная металлургия. 2016. № 10. С. 679 – 687.

19. Tang N. Plastic-deformation analysis in tube bending // International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2000. Vol. 77. No. 9. P. 751 – 759.

20. Li H., Mackenzie D. Characterising plastic collapse of pipe bend structures // International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2006. Vol. 83. P. 85 – 95.

21. Gavriilidis I., Karamanos S. Bending and buckling of internallypressurized steel lined pipes // Ocean Engineering. 2019. Vol. 171. No. 1. P. 540 – 553.

22. Пат. 818707 РФ МКИ В 21D 9/14. Способ гибки труб / С.Г. Лакирев, Я.М. Хилькевич. Опубл. 07.04.81. Бюл. № 13.

23. Лакирев С.Г., Хилькевич Я.М., Козлов А.В., Бобылев А.В. Эффект снижения усилия при гибке труб, раскатываемых с большими натягами, и механизм его проявления. – В кн.: Прогрессивная технология чистовой и отделочной обработки. – Челябинск: изд. ЧГТУ, 1995. – 183 с.

24. Козлов А.В., Бобылев А.В. Технология и оборудование холодной гибки тонкостенных труб. − Челябинск: изд. ЮУрГУ, 2007. − 169 с.