Совершенствование процессов подгибки кромок и шаговой формовки сварных труб большого диаметра для обеспечения высокой точности размеров и форм

• Автор: Звонарев, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Особенности производства сварных труб большого диаметра

1.1 Основные требования к сварным трубам большого диаметра и тенденции развития производства сварных труб большого диаметра

1.2 Конструкции сварных труб большого диаметра и способы их

производства

1.3 Дефекты сварных труб большого диаметра

1.4 Выводы и постановка задач исследования

2 Анализ технологического процесса производства труб большого диаметра в условиях Челябинского трубопрокатного завода

2.1 Технологическая линия в ТЭСЦ «Высота 239»

2.2 Статистический анализ качества производимых сварных труб
большого диаметра
2.3 Выводы
3 Математическое моделирование процесса подгибки кромок листа
3.1 Введение системы координат
3.2 Введение системы допущений и упрощений
3.3 Разработка расчетной модели исследуемого процесса
3.4 Определение граничных условий процесса
3.5 Численная модель процесса подгибки кромок и исследование
полученных результатов
3.5.1 Оценка достоверности регрессионных уравнений высоты подогнутой части листа
3.6 Влияние ширины подогнутой части листа трубной заготовки
3.7 Выводы
4 Математическое моделирование процесса формовки листа
4.1 Численная модель процесса формовки и исследование полученных
результатов
4.2 Введение системы координат, допущений и упрощений

4.3 Разработка модели исследуемого процесса
4.3.1 Первый этап формовки листа
4.3.2 Второй этап формовки листа
4.3.3 Третий этап формовки листа
4.4 Определение усилий при формовке листа в трубную заготовку
4.5 Численное исследование влияния изменения радиуса пуансона и
расстояния между опорами нижнего инструмента на величину усилий при шаговой формовки труб
4.6 Численное исследование влияния изменения кривизны по длине опор нижнего инструмента на прямолинейность кромок трубной заготовки
4.7 Выводы
5 Автоматизированная система расчета и генерирования технологических режимов формоизменяющих операций
6 Разработка и освоение изготовления опытной партии труб категории прочности Х46Б8 диаметром 720 мм с толщиной стенки 22 мм
6.1 Расчет технологических параметров для производства труб
6.2 Сопровождение опытного изготовления труб
6.3 Анализ результатов опытного изготовления труб
6.4 Выводы
Заключение
Библиографический список
Приложение А Технологические параметры гибочных матриц
Приложение Б Акт внедрения программного обеспечения «2У .ГСО»
Приложение В Акт о проделанной работе по изготовлению опытной партии труб из класса прочности Х46Б8 согласно требованиям ТУ 14-158-157-2
Введение
Действующая в настоящее время в Российской Федерации система газопроводов и нефтепроводов сложилась в 60 - 80-х гг. XX в. [1]. Общая длина магистральных, распределительных и промысловых трубопроводов достигает 1 миллиона километров. По трубопроводам транспортируется 100 % добываемого газа, 95 % нефти и около 50 % производимой продукции нефтепереработки. Более 1/3 газопроводов служит свыше 20 лет; 27 % уже выработало нормативный ресурс, а 2,5 % эксплуатируется свыше 40 лет [1].
Условия добычи и потребления нефти и газа приводят к необходимости повышения рабочего давления в трубопроводах. Для обеспечения стойкости труб, эксплуатируемых под высоким давлением, требуется повышать уровень их механических свойств и, в частности, прочностные и вязкостные характеристики.
Повышение качества и эффективности трубного производства по сути означает уменьшение металлоемкости продукции, снижение уровня остаточных механических напряжений в трубах большого диаметра (ТБД), гарантированное обеспечение их заданных геометрических параметров.
Практически каждая из операций технологической цепочки изготовления электросварных прямошовных ТБД на трубоэлектросварочных агрегатах связана с необходимостью упруго-пластического деформирования в холодном состоянии листового проката, трубных заготовок, труб. Кроме того, при выполнении продольных сварных швов локальные зоны стенки трубы также подвергаются существенному тепловому (термомеханическому) воздействию. Таким образом, каждая выпущенная трубным заводом ТБД имеет некоторое неоднородное остаточное напряженно-деформированное состояние (НДС), характеристики которого и определяют основные показатели ее качества: овальность поперечных сечений, кривизну продольных сечений, отклонение от номинального диаметра, неперпендикулярность торцевых сечений, уровень остаточных напряжений и т.п.

При сборке, и сварке трубной заготовки на сборочно-сварочном стане балки с роликами дополнительно деформируют металл при попадании на технологическую планку (рисунок 10). Такой процесс образования превышения в основном происходит на размере 720 мм, в связи с малыми углами верхних балок. Исключение причины образования превышения кромок на переднем и заднем торцах труб обеспечивается за счет изменения ширины технологической планки, либо за счет изменения угла верхних балок сборочно-сварочного стана.
Рисунок 9 - Схема образования непроформованной технологической планки
Третья причина образования дефектов связана с образованием превышения кромок как по концам заготовки, так и по всей длине за счет приложения большого усилия на гибочные блоки. Образование таких дефектов характерно для труб с толщиной стенки до 14 мм. Кроме того, чрезмерное усилие может привести к местному изменению формы трубной заготовки по всей длине в донной части.
Четвертая причина образования дефектов связана с образованием превышения кромок в средней части трубной заготовки.
сборной шоб