Введение к работе
Актуальность работы.Проблема дальнейшего повышения надежности и экономичности наиболее ответственных трубопроводов, в частности, для освоения морского шельфа, месторождении с еысским содержанием сероводорода и углекислоты в транспортируемом продукте и др. не могла быть решена в действующих трубосварочных цехах. Поэтому для указанных целей трубы приобретались по импорту. Для организации собственного производства прямошоеных труб аналогичного назначения было предусмотрено создание новых мощностей и техническое перевооружение заводов по производству газонефтепроводных труб большого диаметра длиной 12м. Одна из таких . задач - производство тонкостенных высокопрочных труб, обеспечивающих экономичность и надежность магистральных газопроводов. Другая основная задача - производство толстостенных высокопрочных труб для обустройства компрессорных стан., ай и морских нефтепроводов.
Необходимость применения высокопрочных сталей и расширения диапазона толщин стенок привело к тому, что традиционные пути и способы разработки технологических и энергосиловых параметров не позволяли рационально решить поставленные задачи.
Поэтому потребовалось изыскание, разработка и внедрение новых способоз прессовой формовки, обеспечивающих изготовление качественных трубных заготовок и позволяющих сократить вес, стоимость оборудования и инструмента.
цель работы. Исследование процесса прессовой формовки заготовок для труб большого диаметра, разработка способов формовки и оптимальных технологических параметров, позволяющих рационально распределить деформации по операциям формовки, обеспечить надежную стабильность размеров профиля заготовок, снизить рабочие усилия прессов и сократить парк формующего инструмента.
Научная новизна.Уточнены механизм деформаций и факторы, влияющие на образование зон неравномерного внеконтактного изгиба участков профиля заготовок по операциям формовки. Разработаны методики определения параметров изгиба этих зон на каждой операции. Разработаны новые способы предварительной формовки, основанные на создании знакопеременного изгиба донной части профиля заготовок.
Впервые исследовано пружинение заготовок после разгибки с обжатием к разработаны методики расчета технологических и энергосиловых параметров процесса.
Разработаны методики расчета технологических и стабилизирующих энергосиловых режимов формовки, учитывающие влияние величины, характера деформаций изгиба и степеней обжатия, позволяющие рассчитать параметры технологии без пластического обжатия профиля.
Практическая ценность. Разработана технология прессовой формовки полуцилиндров, позволяющая при расширении диапазона толщин стенок в 2 раза и прочностных свойств стали в 1,4 раза изготавливать качественные заготовки без. пластического ot л-тия профиля на действующем оборудовании. Разработанные режимы позволяют снизить рабочие усилия пресса окончательной формовки в 2-4 раза и сократить парк штампового инструмента.
Усовершенствование технологии формовки цилиндрических заготовок позволило обеспечить промышленное производство труб ответственного назначения из высокопрочных сталей. Разработанные технологические приемы и методики определения влияния деформаций изгиба при подготовительных операциях на качество заготовок позволяют управлять процессом формовки при минимальном наборе комплектов сменного инструмента и получать заданные геометрические размеры профиля.
Реализация в промышленности.Разработанные параметры формовки использованы при разработке технологии и оборудования для рекострукции стана "1220" Челябинского трубопрокатного завода по производству труб из полуцилиндрических заготовок и цеха по производству сварных баллонов АО "Харцызский трубный завод". Разработанные технологические параметры и новые способы прессовой формовки цилиндрических заготовок труб использовались при создании нового цеха "1020"Т Выксунского металлургического завода и внедрены в производство.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на: Всесоюзной научно-технической конференции "Основные направления создания и совершенствования сосудов, аппаратов, котлов и трубопроводов высокого давления" г.Иркутск, 1991 г: научно-технических семинарах отделения технологии производства электросварных труб ДТІ, г.Днепропетровск, 1S89-1991; научно-техническом семинаре кафедры 'обработки металлов давлением ГМетАУ. г.Днепропетровск, 1996г.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 6 статьях. Разработанные технологические решения защищены двумя авторскими свидетельствами.
Структура и объем работ».Диссертационная работа состоит из введения,4 глав, выводов и приложения, изложенных на 107 страницах машинописного текста, содержит 52 рисунка, 4 таблицы и список литературы из 62 наименований.
Декларация конкретного личного вклада диссертанта в разработку выносимых на защиту научных результатов.
-
Установлены основные причины и механизм образования внеконтактных участков изгиба профиля по операциям формовки.
-
Впервые для прессовой формовки исследовано влияйие знакопеременного изгиба участков профиля на режимы технологии.
- Б -
-
Впервые исследовано пружинение заготовок после раз-гибки с обжатием профиля, разработаны методики расчета технологических и энергосидовых параметров процесса.
-
Разработана методика расчета технологии формовки заготовок без пластического обжатия профиля, основанная на рациональном распределении деформаций изгиба по операциям.
-
Предложены новые способы формовки, основанные на создании знакопеременных деформаций изгиба участков профиля заготовок, которые защищены двумя авторскими свидетельствами.
Характеристика методологии, метода исследований и обьекта.
В качестве обьекта исследований выбрана технология прессовой формовки заготовок труб. При их выполнении использовались принципы постановки многофакторного эксперимента, обработки больших обьемов измерительной информации с использованием основ теории вероятности и матстатистики.
Экспериментальные исследования выполнялись на заготовках из сталей с пределом текучести 230-590 МПа. В лабораторных условиях осуществлялась формовка заготовок-0 50-102мм с толщиной стенки О,5-2,2мм; условие подобия обеспечивалось соблюдением отношений радиуса изгиба к толщине стенки листов таким образом, чтобы они соответствовали натуральным значениям для труб большого диаметра. В промышленных условиях исследования проводились при формовке заготовок труб 0 530-1220мм с толщиной стенок 8-26MM.