(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Экспандирование труб это


способ экспандирования труб большого диаметра и устройство для его осуществления

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для калибровки сварных труб большого диаметра путем их экспандирования. Способ включает циклическую с заданным шагом подачу трубы на калибрующий инструмент экспандера и ее раздачу в каждом цикле с помощью калибрующего инструмента. В каждом следующем после первого цикле производят поворот трубы на угол, величина которого соответствует значению величины отклонения от прямолинейности оси трубы на участке, длина которого равна шагу подачи трубы при каждом цикле экспандирования. Устройство имеет на торце калибрующего инструмента обойму с роликами, ось вращения которой совпадает с осью калибрующего инструмента. Ролики установлены с возможностью перемещения в радиальном направлении. Повышается качество за счет обеспечения стабильности геометрических размеров. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а точнее к калибровке сварных труб большого диаметра путем их раздачи (экспандирования).

Из известных решений наиболее близким по технической сущности является способ экспандирования труб большого диаметра, включающий подачу калибрующего инструмента экспандера внутрь трубы на определенную длину (шаг), раздачу (экспандирование) этого участка длины с помощью калибрующего инструмента, снятие усилия экспандирования и подачу инструмента на следующий шаг (патент США №6253596, кл. 72-370.08, заявл. 20.01.97 г., опубл. 3.07.2001 г.).

Устройство для осуществления этого способа содержит калибрующий инструмент (экспандирующую головку) механического экспандера, прикрепленную к стержню, зажимное устройство в виде двух роликов (или нескольких пар роликов), установленное у экспандера, и захватывающее противоположный экспандированию конец трубы приспособление, позволяющее поднимать, опускать и вращать его, а также надвигать трубу на калибрующий инструмент.

Противоположный калибруемому конец трубы поднимают - опускают по вертикали или вращают вокруг поперечной оси для создания предварительного напряжения с целью исключения изгиба.

Недостатком этого способа и устройства является то, что не обеспечивается достаточная стабильность геометрических размеров трубы в связи с тем, что труба поддерживается только по концам и под действием собственного веса будет иметь значительный прогиб, который не исправляется при экспандировании.

Задача настоящего изобретения состоит в создании способа и устройства для его осуществления, позволяющих повысить качество труб за счет обеспечения стабильности геометрических размеров.

Поставленная задача достигается тем, что в способе экспандирования труб большого диаметра, включающем циклическую с заданным шагом подачу трубы на калибрующий инструмент экспандера и ее раздачу в каждом цикле с помощью калибрующего инструмента, согласно изобретению в каждом следующем после первого цикле производят поворот трубы на угол, величина которого соответствует значению величины отклонения от прямолинейности оси трубы на участке, длина которого равна шагу подачи трубы при каждом цикле экспандирования. При этом значение величины угла устанавливают с учетом прогиба трубы от воздействия массы калибрующего инструмента экспандера.

В устройстве для осуществления этого способа, содержащем калибрующий инструмент экспандера и тележку механизма шаговой подачи трубы, согласно изобретению на торце калибрующего инструмента дополнительно смонтирована обойма с роликами, установленными с возможностью перемещения в радиальном направлении, при этом ось вращения обоймы совпадает с горизонтальной осью калибрующего инструмента.

Такое выполнение способа экспандирования труб большого диаметра и предложенное конструктивное выполнение устройства позволяет повысить качество труб за счет обеспечения стабильности геометрических размеров благодаря тому, что исправляется, как по диаметру, так и по длине, геометрия труб с различными исходными дефектами, так как поворотом трубы на угол, значение величины которого учитывает и дефекты геометрии, неизбежные в процессе передела, и прогиб трубы от воздействия массы калибрующего инструмента экспандера, восстанавливают прямолинейность оси.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 - изображено устройство для экспандирования труб большого диаметра, общий вид;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (для одного диаметра трубы);

на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1 (для другого диаметра трубы).

Устройство для экспандирования труб большого диаметра состоит из экспандера 1 с калибрующим инструментом 2, например калибрующей головкой с рядом радиально подвижных сегментов, расположенных по окружности и имеющих профиль внутренней поверхности трубы (не показано), и транспортной тележки 3 механизма шаговой подачи трубы.

На торце калибрующего инструмента 2 смонтирована обойма 4 с роликами 5, установленными с возможностью перемещения с помощью гидропривода в радиальном направлении. Ось вращения обоймы 4 совпадает с горизонтальной осью О-О калибрующего инструмента 2 и экспандируемой трубы 6.

Транспортная тележка 3 механизма шаговой подачи трубы снабжена кантующими роликами 7, имеющими возможность реверсивного вращения и смонтированными на опорах 8, которые могут изменять свое положение по высоте и изменять расстояние между ними.

Трубу 6 большого диаметра, подлежащую экспандированию, укладывают на тележку 3 механизма подачи и перемещают ее до границы первого шага экспандирования.

Начальный участок трубы 6 надвигают на калибрующий инструмент 2, находящийся в сведенном состоянии. После остановки тележки 3 с трубой 6 калибрующий инструмент 2 увеличивают в диаметре и раздают начальный участок трубы 6.

После достижения заданного размера экспандируемого участка трубы диаметр калибрующего инструмента 2 уменьшают до исходного. Затем трубу 6 с помощью тележки 3 перемещают до границы очередного шага. После этого выдвигают роликовую обойму 4 в касание роликами 5 с внутренней поверхностью трубы и поворачивают на угол, величина которого соответствует величине отклонения от прямолинейности оси на участке, длина которого равна шагу подачи трубы при каждом цикле экспандирования с учетом прогиба трубы от воздействия массы калибрующего инструмента экспандера.

Далее цикл подачи - раздачи повторяется.

Пример. Стальную сваренную трубу 6 диаметром 1420 мм с толщиной стенки 18,7 мм укладывают на тележку 3 механизма подачи. Установленную на тележку 3 трубу 6 циклически с заданным шагом а=1 м подают на калибрующий инструмент 2 экспандера 1 и раздают ее в каждом цикле. Перед раздачей в каждом следующем после первого цикла (при необходимости - если величина отклонения не равна 0) трубу 6 поворачивают на угол с помощью кантующих роликов 7 при выдвинутой роликовой обойме 4, при этом ролики 5 устанавливаются в касание с внутренней поверхности трубы 7. Определение угла поворота выполняют с помощью устройства (не показано), например оптического, которое определяет величину отклонения от идеальной продольной оси трубы на отдельных участках, каждый из которых равен шагу подачи трубы при каждом цикле экспандирования. Далее с помощью вычислительного устройства пересчитывается угол поворота и подается команда на кантовку трубы. В вычислительном устройстве закладывается величина, учитывающая прогиб трубы от воздействия массы экспандирующей головки с калибрующим инструментом.

Предложенный способ экспандирования труб большого диаметра и устройство для его осуществления по сравнению с известными, позволяют повысить качество труб за счет улучшения геометрии трубы, а именно придания ей идеальной формы как по диаметру, так и по продольной оси.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ экспандирования труб большого диаметра, включающий циклическую с заданным шагом подачу трубы на калибрующий инструмент экспандера и ее раздачу в каждом цикле с помощью калибрующего инструмента, отличающийся тем, что в каждом следующем после первого цикле производят поворот трубы на угол, величина которого соответствует значению величины отклонения от прямолинейности оси трубы на участке, длина которого равна шагу подачи трубы при каждом цикле экспандирования.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение величины угла устанавливают с учетом прогиба трубы от воздействия массы калибрующего инструмента экспандера.

3. Устройства для экспандирования труб большого диаметра, содержащее калибрующий инструмент экспандера и тележку механизма шаговой подачи, отличающееся тем, что на торце калибрующего инструмента смонтирована обойма с роликами, установленными с возможностью перемещения в радиальном направлении, при этом ось вращения обоймы совпадает с осью калибрующего инструмента.

www.freepatent.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Экспандирование производится РІ специальной разъемной цилиндрической РѕР±РѕР№РјРµ - экспандере длиной, равной длине трубы.  [1]

Экспандирование является зеркальным отражением процесса компрессии. Функционально РІ экспандере используется подобная цепь дискретизации, РЅРѕ РІ соответствующем усилителе осуществляется РЅРµ сложение, Р° вычитание сигналов.  [2]

Однако экспандирование, механически расширяя динамический диапазон звуковоспроизведения, РЅРµ позволяет воссоздать закон изменения громкости Р·РІСѓРєРѕРІ, присущих той или РёРЅРѕР№ музыкальной фразе данного произведения. Рђ раз переход РѕС‚ тихих Р·РІСѓРєРѕРІ Рє РіСЂРѕРјРєРёРј осуществляется РЅРµ так, как РѕРЅ был задуман композитором или исполнителем, Р° всегда РїРѕ РѕРґРЅРѕРјСѓ Рё тому же закону, определяемому характеристиками примененных компрессора Рё экспандера, то налицо искажение замысла автора, нарочитость Рё принужденность исполнения.  [3]

После экспандирования РїСЂРѕРІРѕРґСЏС‚ гидравлическое испытание трубы. РџСЂРё этом РІ трубе снижают давление РґРѕ давления, несколько меньшего испытательного. Затем РѕР±РѕР№РјС‹ раскрывают Рё одновременно, СЃ созданием Рё поддержанием испытательного давления, специальное устройство СЃ молоточками обстукивает трубу, как это требуется РїСЂРё гидравлическом испытании. Эти испытания РїСЂРѕРІРѕРґСЏС‚ РїСЂРё давлении, доводящем трубу почти РґРѕ предела текучести Рё значительно превышающем будущее рабочее давление. Р’Рѕ время испытания давление Рё время выдержки регистрируют СЃ помощью самописца.  [4]

После экспандирования трубы подают транспортными рольгангами Рє трубообрезным станкам, РЅР° которых снимают фаски СЃ торцов. Далее трубы маркируют Рё передают РЅР° склад готовой продукции.  [5]

Величина экспандирования труб находится РІ пределах.  [6]

Перед экспандированием Сѓ трубы РЅР° внутренних ее концах снимается усиление сварного шва РЅР° длину 300 - 400 РјРј.  [7]

Перед экспандированием торцы труб обтачивают Рё РЅР° внутренних РёС… концах снимают усиление сварного шва РЅР° длину 150 - 200 РјРј, так как РІ трубу СЃ РѕР±РѕРёС… концов вставляют заглушки-РєРѕРЅСѓСЃС‹ силовых головок СЃ приспособлениями. РџСЂРё этом через РѕРґРЅСѓ головку подают РІРѕРґСѓ РїРѕРґ давлением для расширения трубы, Р° через РґСЂСѓРіСѓСЋ выпускают РІРѕР·РґСѓС… РёР· трубы. РљРѕРіРґР° стенки трубы РІ процессе экспандирования прижмутся Рє внутренней поверхности РѕР±РѕР№РјС‹, труба достигает максимального диаметра. Это является пределом экспандирования Рё дает возможность получить трубу заданного диаметра Рё точной формы, Р° также исключить неравномерную деформацию металла трубы РІ процессе ее расширения РїРѕРґ давлением РІРѕРґС‹.  [8]

Если после экспандирования РЅР° трубах обнаружена волнистость СЃ глубиной волн более 5 РјРј РЅР° 1 РїРѕРі.  [10]

Р’ режиме экспандирование включение элементов Рё узлов РІС…РѕРґРЅРѕР№ цепи Рё цепи обратной СЃРІСЏР·Рё суммирующего усилителя изменяется РЅР° обратное. Требуемая устойчивость системы РІ режиме экспандирование обеспечивается элементами R2 C1 Рё РЎР®.  [11]

Вслед Р·Р° экспандированием производится гидравлическое испытание трубы.  [12]

Следующая операция - механическое экспандирование; функции экспандера: придание трубе требуемой формы, снятие остаточных напряжений Рё деформаций, возникших РІ С…РѕРґРµ сварки; одновременно РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ испытание сварной трубы РїСЂРё напряжениях свыше предела текучести стали; для труб СЃ разной толщиной стенки создается одинаковый внутренний диаметр.  [13]

Наклеп труб выполняется путем экспандирования, РїСЂРѕРёР·РІРѕРґРёРјРѕРіРѕ РЅР° трубных заводах.  [14]

Процесс расширения трубы называется экспандированием. Степень экспан-дирования С„ ( ZTp - D3ar) / D3ar РЅРµ должна быть слишком большой ( рекомендуется РЅРµ превышать 1 2 %), так как РїСЂРё экспандировании возникает наклеп Рё свойства стали ухудшаются.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Остаточные напряжения при экспандировании стальной трубы

Шинкин В. Н. Остаточные напряжения при экспандировании стальной трубы // Молодой ученый. — 2015. — №20. — С. 88-95. — URL https://moluch.ru/archive/100/22582/ (дата обращения: 24.07.2019).

Предложен метод расчета остаточных напряжений листовой заготовки при ее изгибе на трубоформовочном прессе и максимальных напряжений в стенке трубы при экспандировании по технологии JCOE фирмы SMS Meer.

Ключевые слова:стальные сварные трубы большого диаметра, остаточные напряжения, трубоформовочный пресс, экспандер,магистральные трубопроводы.

Производство труб большого диаметра для магистральных трубопроводов. В отечественных магистральных трубопроводах используются трубы большого диаметра − прямошовные, двухшовные и спиральношовные (диаметром до 1420 мм) класса прочности до К65 по стандарту API различного способа изготовления. Новейшими технологиями производства прямошовных одношовных сварных труб большого диаметра 1020 мм, 1220 мм и 1420 мм из сталей класса прочностей К38−К65 и Х42−Х80, с толщиной стенки до 52 мм и рабочим давлением до 22,15 МПа являются процессы формовки листа по схеме JСОE фирмы SMS Meer [1−51], используемые российскими заводами − АО «ВМЗ», ЗАО «ИТЗ», ОАО «ЧТПЗ», а также заводами Германии и Китая.

Схема JCOE включает на первой стадии подгибку кромок листовой заготовки с толщиной стенки до 52 мм из стали с пределами текучести и прочности σт = 340−470 МПа и σв = 510−690 МПа на кромкогибочном прессе пошаговым способом одновременно с двух сторон. Формовка основной части профиля листовой заготовки осуществляется на трубоформовочном прессе пошаговым способом гибки участков от подогнутых кромок к середине профиля одновременно по всей длине заготовок и обеспечивает получение трубных заготовок незамкнутого О−профиля. Далее осуществляется сборка трубы с помощью газовой сварки наружного шва трубы и четырех дуговой сварки внутреннего и внешнего швов трубы. После сварки необходимый диаметр трубы и улучшение поперечной округлости трубы достигаются с помощью экспандирования.

Производственные дефекты стального листа и труб. Перед формовкой труб стальной лист правят на многороликовых листоправильных машинах [1, 2, 612]. Дефект образования гофра продольной кромки стального листа на кромкогибочном прессе изучался в работах [1, 2, 1725], дефект несплавления сварного продольного шва при сборке трубы изучался в работах [1, 2, 30], дефект «точка перегиба» при изгибе стального листа на трубоформовочном прессе − в [1, 2, 32], дефект стального листа раскатной пригар с риской  в [1, 2, 33].

Остаточные напряжения в стенке заготовки после трубоформовочного пресса. Пусть b и h − длина и толщина трубной заготовки, rп − радиус формовочного ножа трубоформовочного пресса, ρ = rп + h/2 − радиус кривизны нейтральной линии стенки заготовки, σт и E предел текучести и модуль Юнга металла.

Изгибающий момент при формовке равен

где Пр и Пс — модули упрочнения при растяжении и сжатии.

Остаточная радиус кривизны ρост заготовки после разгрузки определяется из уравнения

где μ1 = const − коэффициент, учитывающий скорость деформации металла при формовке.

Наибольшие остаточные напряжения равны (рис. 1 и 2)

Рис. 1. Напряжения в стенке заготовки при деформации на трубоформовочном прессе

Поперечное сечение бруса делится на две зоны — упругую и пластическую. Величина, определяющая границу этих зон, равна yт = εтρ = σтρ/E. Результаты вычислений показывают, что остаточные напряжения внутри стенки трубы могут достигать 79−81 % от предела текучести металла трубы и в 1,63−1,66 раза больше остаточных напряжений на внешней и внутренней поверхностях трубы.

Рис. 2. Остаточные напряжения в стенке заготовки после деформации на трубоформовочном прессе

Напряжения в стенке трубы при экспандировании. После формовки на кромкогибочном и трубоформовочном прессах труба имеет недостаточную округлость ее стенки, а «диаметр» трубы на 0,5−1,5 % меньше требуемого. Достижение требуемого диаметра трубы и максимальной ее округлости достигается с помощью технологической операции экспандирования.

Пусть B − ширина листа, r1e = B/(2π) − «радиус» нейтральной линии стенки трубы перед экспандированием, r2e − максимальный внутренний радиус трубы при экспандировании и r3e − требуемый внешний радиус трубы после экспандирования (r1e < r3e < r2e). Пусть D1 = 2r1e +h − «диаметр» трубы до экспандирования.

Максимальный внутренний радиус трубы при экспандировании определяется из уравнения:

где μ2 = const − коэффициент, учитывающий скорость деформации металла при экспандировании.

Максимальные окружные напряжения на нейтральной поверхности трубы только от экспандировании (без учета остаточных напряжений от изгиба заготовки на трубоформовочном прессе) равны

Рис. 3. Эпюра максимальных окружных напряжений при экспандировании трубы

Результаты расчета. Максимальные окружные напряжения в стенке трубы только от экспандирования (без учета остаточных напряжений от формовки заготовки на трубоформовочном прессе) для трубы диаметром D = 1420 мм (r3e =710 мм) из листа шириной B = 4365 мм (r1e =694,7 мм) с пределом текучести σт = 500 МПа превышают предел текучести металла. Поэтому внутри стенок экспандируемых труб могут возникать суммарные окружные напряжения (равные сумме нормальных остаточных напряжений от трубоформовочного пресса и окружных нормальных напряжений только от экспандирования) превышающие предел прочности металла трубы σв (рис. 3).

Для рассмотренной выше трубы диаметром D = 1420 мм и толщиной стенки h = 21 мм из стального листа с пределом текучести σT = 500 МПа и пределом прочности σв = 600 МПа максимальная сумма остаточных напряжений после трубоформовочного пресса и экстремальных окружных напряжений при экспандировании внутри трубы равна 1,524 σв. На внутренней и внешней поверхностях той же трубы максимальные суммарные окружные напряжения соответственно равны 1,254 σв и 0,437 σв.

В этом случае максимальные касательные напряжения внутри стенки трубы (на расстоянии yт от срединной поверхности стенки трубы в сторону ее внешней поверхности) и на ее внутренней поверхности станут больше половины предела прочности металла. По третьей теории прочности внутри стенок таких труб и на их внутренних поверхностях могут образоваться дефекты (отсутствующие на внешних поверхностях труб) − микротрещины и микрорасслоения металла, приводящие к заметному снижению предела выносливости (усталости) металла при циклических нагрузках.

Литература:

  1. Шинкин В. Н. Сопротивление материалов для металлургов.  М: Изд. Дом МИСиС, 2013.  655 с.
  2. Шинкин В. Н. Механика сплошных сред для металлургов.  М: Изд. Дом МИСиС, 2014.  628 с.
  3. Шинкин В. Н. Сопротивление материалов. Простые и сложные виды деформаций в металлургии.  М: Изд. Дом МИСиС, 2008.  307 с.
  4. Шинкин В. Н. Теоретическая механика для металлургов.  М: Изд. Дом МИСиС, 2012.  679 с.
  5. Буланов Э. А., Шинкин В. Н. Механика. Вводный курс.  М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013.  172 с.
  6. Шинкин В. Н. Математическая модель правки стальной полосы на пятироликовой листоправильной машине фирмы FagorArrasate // Молодой ученый. 2015. № 8 (88). С. 344349.
  7. Шинкин В. Н. Правка толстой стальной полосы на одиннадцатироликовой листоправильной машине линии поперечной резки фирмы FagorArrasate // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). С. 359365.
  8. Шинкин В. Н. Расчет технологических параметров правки тонкой стальной полосы на пятнадцатироликовой листоправильной машине фирмы FagorArrasate // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 361366.
  9. Шинкин В. Н. Холодная правка толстого стального листа на девятироликовой машине фирмы SMSSiemag на металлургическом комплексе стан 5000 // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). С. 467–472.
  10. Шинкин В. Н. Четырехроликовый режим холодной правки толстого стального листа на пятироликовой листоправильной машине фирмы FagorArrasate // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). С. 356–361.
  11. Шинкин В. Н. Упругопластическая деформация металлического листа на трехвалковых вальцах // Молодой ученый. 2015. № 13 (93). С. 225–229.
  12. Шинкин В. Н. Шестироликовый режим предварительной правки стальной полосы на листоправильной машине фирмы FagorArrasate // Молодой ученый. 2015. № 14 (94). С. 205–211.
  13. Шинкин В. Н. Определение критических давлений магистральных газонефтепроводов при частичном несплавлении продольного сварного шва стальных толстостенных труб // Молодой ученый. 2015. № 15 (95). С. 222227.
  14. Шинкин В. Н. Критерий разрушения труб при дефекте раскатной пригар // Молодой ученый. 2015. № 16 (96). С. 261265.
  15. Шинкин В. Н. Дефект перегиба стальной заготовки на трубоформовочном прессе // Молодой ученый. 2015. № 17 (97). С. 318323.
  16. Шинкин В. Н. Подгибка кромок стального листа по эвольвенте // Молодой ученый. 2015. № 18 (98). С. 231237.
  17. Шинкин В. Н. Критерий образования гофра при формовке стального листа на кромкогибочном прессе SMSMeer // Молодой ученый. 2015. № 19 (99). С. 238243.
  18. Шинкин В. Н. Гофр продольной кромки листа при его формовке на кромкогибочном прессе // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности. 2009. Вып. 6. С. 171−174.
  19. Шинкин В. Н., Уандыкова С. К. Гибка стальной листовой заготовки на кромкогибочном прессе при производстве труб большого диаметра // Известия Кыргызского государственного технического университета им. И. Раззакова. 2009. № 16. С. 110−112.
  20. Шинкин В. Н., Коликов А. П. Моделирование процесса формовки заготовки для труб большого диаметра // Сталь. 2011. № 1. С. 54−58.
  21. Шинкин В. Н., Коликов А. П. Моделирование процесса пластического формоизменения листовой заготовки для производства труб большого диаметра // Обработка металлов давлением, 2011. № 3(28). С. 711.
  22. Шинкин В. Н., Коликов А. П. Формовка листовой заготовки в кромкогибочном прессе и условие возникновение гофра при производстве труб магистральных трубопроводов // Производство проката. 2011. № 4. С. 14−22.
  23. Шинкин В. Н. Математическое моделирование процессов производства труб большого диаметра для магистральных трубопроводов // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2011. № 4 (62). Вып. 4. С. 69−74.
  24. Шинкин В. Н., Коликов А. П. Упругопластическое формоизменение металла на кромкогибочном прессе при формовке труб большого диаметра // Сталь. 2011. № 6. С. 5356.
  25. Шинкин В. Н., Коликов А. П. Модель пластического формоизменения кромок листовой заготовки при производстве труб большого диаметра для магистральных трубопроводов // Известия вузов. Черная металлургия. 2011. № 9. С. 4549.
  26. Шинкин В. Н., Коликов А. П. Моделирование процессов экспандирования и гидроиспытания труб большого диаметра для магистральных трубопроводов // Производство проката. 2011. № 10. С. 12−19.
  27. Шинкин В. Н., Коликов А. П., Барыков А. М. Технологические расчеты процессов производства труб большого диаметра по технологии SMS Meer // Металлург. 2011. № 11. С. 77−81.
  28. Shinkin V. N., Kolikov A. P. Simulation of the shaping of blanks for large-diameter pipe // Steel in Translation. 2011. Vol. 41. No. 1. P. 6166.
  29. Shinkin V. N., Kolikov A. P. Elastoplastic shaping of metal in an edge-ending press in the manufacture of large-diameter pipe // Steel in Translation. 2011. Vol. 41. No. 6. P. 528531.
  30. Шинкин В. Н., Барыков А. М., Коликов А. П., Мокроусов В. И. Критерий разрушения труб большого диаметра при несплавлении сварного соединения и внутреннем давлении // Производство проката. 2012. № 2. С. 14−16.
  31. Шинкин В. Н., Коликов А. П., Мокроусов В. И. Расчет максимальных напряжений в стенке трубы при экспандировании с учетом остаточных напряжений заготовки после трубоформовочного пресса SMS Meer // Производство проката. 2012. № 7. С. 25−29.
  32. Шинкин В. Н. Критерий перегиба в обратную сторону свободной части листовой заготовки на трубоформовочном прессе SMS Meer при производстве труб большого диаметра // Производство проката. 2012. № 9. С. 21−26.
  33. Шинкин В. Н., Мокроусов В. И. Критерий разрыва труб газонефтепроводов при дефекте раскатной пригар с риской // Производство проката. 2012. № 12. С. 1924.
  34. 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. Nos. 1112. P. 833840.
  35. Шинкин В. Н., Федотов О. В. Расчет технологических параметров правки стальной горячекатаной рулонной полосы на пятироликовой машине линии поперечной резки фирмы Fagor Arrasate // Производство проката. 2013. № 9. С. 4348.
  36. Шинкин В. Н., Барыков А. М. Расчет технологических параметров холодной правки стального листа на девятироликовой машине SMS Siemag металлургического комплекса стан 5000 // Производство проката. 2014. № 5. С. 715.
  37. Шинкин В. Н. Расчет технологических параметров правки стального листа на одиннадцатироликовой листоправильной машине линии поперечной резки фирмы Fagor Arrasate // Производство проката. 2014. № 8. С. 2634.
  38. Шинкин В. Н., Барыков А. М. Расчет формы трубной заготовки при гибке на кромкогибочном и трубоформовочном прессах фирмы SMSMeer при производстве труб большого диаметра по схеме JCOE // Производство проката. 2014. № 12. С. 13−20.
  39. Шинкин В. Н., Борисевич В. Г., Федотов О. В. Холодная правка стального листа в четырехроликовой листоправильной машине // В сборнике: Глобализация науки: проблемы и перспективы. Том 2.  Уфа: Башкирский государственный университет, 2014.  С. 119121.
  40. Шинкин В. Н. Математическая модель правки тонкого стального листа на пятнадцатироликовой листоправильной машине линии поперечной резки фирмы Fagor Arrasate // Производство проката. 2015. № 1. С. 42−48.
  41. Шинкин В. Н., Барыков А. М. Гибка стального листа на трубоформовочном прессе при производстве труб большого диаметра // Сталь. 2015. № 4. С. 38−42.
  42. Шинкин В. Н. Производство труб большого диаметра по схеме JCOE фирмы SMSMeer для магистральных трубопроводов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 31. С. 6467.
  43. Шинкин В. Н. Расчет технологических параметров кромкогибочного пресса фирмы SMSMeer // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 41. С. 114119.
  44. Шинкин В. Н. Математический критерий возникновения гофра при формовке стальной листовой заготовки на кромкогибочном прессе SMSMeer // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 51. С. 96–99.
  45. Шинкин В. Н. Расчет усилий трубоформовочного пресса SMSMeer при изгибе плоской толстой стальной заготовки при производстве труб большого диаметра // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 61. С. 115–118.
  46. Шинкин В. Н. Оценка усилий трубоформовочного пресса SMSMeer при изгибе стальной цилиндрической заготовки // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 71. С. 7478.
  47. Шинкин В. Н., Барыков А. М. Сила давления пуансона трубоформовочного пресса SMSMeer при изгибе частично изогнутой толстой стальной заготовки // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 81. С. 7883.
  48. Шинкин В. Н., Барыков А. М. Математический критерий перегиба стальной заготовки на трубоформовочном прессе SMSMeer // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 91. С. 7377.
  49. Шинкин В. Н. Влияние остаточных напряжений на прочность металла при экспандировании стальной заготовки // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 101.
  50. Шинкин В. Н. Оценка критических давлений при разрушении стальных труб магистральных газонефтепроводов при несплавлении сварного соединения // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. 2015. № 56. С. 711.
  51. Пермичев Н. Ф., Барыков А. М., Палева О. А. Управление инновационным потенциалом предприятия.  Нижний Новгород: Изд. ВВАГС, 2008.  83 с.

Основные термины (генерируются автоматически): трубоформовочный пресс, напряжение, стальной лист, стенка трубы, труба, JCOE, SMS, предел текучести, листовая заготовка, стенка заготовки.

Ключевые слова: стальная листовая заготовка, труба большого диаметра, трубоформовочный пресс.

Рис. 1. Изгиб плоской заготовки трубоформовочным прессом. Формовка стальной заготовки на трубоформовочном прессе.

Ключевые слова: стальные трубы большого диаметра, трубоформовочный пресс, радиус кривизны заготовки, овальность трубы.

На рис. 4 показана некачественная овальность стенки трубы после формовки на трубоформовочном прессе SMS Meer.

листовая заготовка, SMS, стальной лист, кромкогибочный пресс, плоскость рольганга, подгибка кромок, продольное направление, трубоформовочный пресс, отрыв листа, безразмерный коэффициент.

Ключевые слова: стальная труба, листовая заготовка, трубный пресс.

38. Шинкин В. Н. Производство труб большого диаметра по схеме JCOE фирмы SMS Meer для магистральных трубопроводов

стальная труба, листовая заготовка, трубный пресс. Похожие статьи.

стальной лист, сварной шов, SMS, трубоформовочный пресс, толщина стенки, продольный сварной шов, кромкогибочный пресс, внешняя фаска, листовая заготовка, испытательное давление.

Перед формовкой труб стальной лист правят на листоправильных машинах [1, 2, 6-12]. Дефект несплавления сварного продольного шва при сборке трубы изучался в работах [1, 2, 29], дефект остаточных напряжений стального листа после трубоформовочного пресса - в [1, 2...

2015. № 4. С. 38−42. Шинкин В. Н. Производство труб большого диаметра по схеме JCOE

Шинкин В. Н. Оценка усилий трубоформовочного пресса SMSMeer при изгибе стальной

Шинкин В. Н. Дефект перегиба стальной заготовки на трубоформовочном прессе...

Дефект образования гофра продольной кромки стального листа на кромкогибочном прессе изучался в работах [1, 2, 10-22], вредное влияние остаточных напряжений в стенке стального листа после трубоформовочного пресса на процесс экспандирования трубы − в [1, 2, 23]...

Ключевые слова: стальная труба, листовая заготовка, трубный пресс. Формовка стальной заготовки на трубном прессе.

Дефект остаточных напряжений стального листа после трубоформовочного пресса изучался в работах [2, 4, 5], дефект стального листа раскатной...

moluch.ru

Способ экспандирования труб большого диаметра и устройство для его осуществления

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а точнее к калибровке сварных труб большого диаметра путем их раздачи (экспандирования).

Из известных решений наиболее близким по технической сущности является способ экспандирования труб большого диаметра, включающий подачу калибрующего инструмента экспандера внутрь трубы на определенную длину (шаг), раздачу (экспандирование) этого участка длины с помощью калибрующего инструмента, снятие усилия экспандирования и подачу инструмента на следующий шаг (патент США №6253596, кл. 72-370.08, заявл. 20.01.97 г., опубл. 3.07.2001 г.).

Устройство для осуществления этого способа содержит калибрующий инструмент (экспандирующую головку) механического экспандера, прикрепленную к стержню, зажимное устройство в виде двух роликов (или нескольких пар роликов), установленное у экспандера, и захватывающее противоположный экспандированию конец трубы приспособление, позволяющее поднимать, опускать и вращать его, а также надвигать трубу на калибрующий инструмент.

Противоположный калибруемому конец трубы поднимают - опускают по вертикали или вращают вокруг поперечной оси для создания предварительного напряжения с целью исключения изгиба.

Недостатком этого способа и устройства является то, что не обеспечивается достаточная стабильность геометрических размеров трубы в связи с тем, что труба поддерживается только по концам и под действием собственного веса будет иметь значительный прогиб, который не исправляется при экспандировании.

Задача настоящего изобретения состоит в создании способа и устройства для его осуществления, позволяющих повысить качество труб за счет обеспечения стабильности геометрических размеров.

Поставленная задача достигается тем, что в способе экспандирования труб большого диаметра, включающем циклическую с заданным шагом подачу трубы на калибрующий инструмент экспандера и ее раздачу в каждом цикле с помощью калибрующего инструмента, согласно изобретению в каждом следующем после первого цикле производят поворот трубы на угол, величина которого соответствует значению величины отклонения от прямолинейности оси трубы на участке, длина которого равна шагу подачи трубы при каждом цикле экспандирования. При этом значение величины угла устанавливают с учетом прогиба трубы от воздействия массы калибрующего инструмента экспандера.

В устройстве для осуществления этого способа, содержащем калибрующий инструмент экспандера и тележку механизма шаговой подачи трубы, согласно изобретению на торце калибрующего инструмента дополнительно смонтирована обойма с роликами, установленными с возможностью перемещения в радиальном направлении, при этом ось вращения обоймы совпадает с горизонтальной осью калибрующего инструмента.

Такое выполнение способа экспандирования труб большого диаметра и предложенное конструктивное выполнение устройства позволяет повысить качество труб за счет обеспечения стабильности геометрических размеров благодаря тому, что исправляется, как по диаметру, так и по длине, геометрия труб с различными исходными дефектами, так как поворотом трубы на угол, значение величины которого учитывает и дефекты геометрии, неизбежные в процессе передела, и прогиб трубы от воздействия массы калибрующего инструмента экспандера, восстанавливают прямолинейность оси.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 - изображено устройство для экспандирования труб большого диаметра, общий вид;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (для одного диаметра трубы);

на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1 (для другого диаметра трубы).

Устройство для экспандирования труб большого диаметра состоит из экспандера 1 с калибрующим инструментом 2, например калибрующей головкой с рядом радиально подвижных сегментов, расположенных по окружности и имеющих профиль внутренней поверхности трубы (не показано), и транспортной тележки 3 механизма шаговой подачи трубы.

На торце калибрующего инструмента 2 смонтирована обойма 4 с роликами 5, установленными с возможностью перемещения с помощью гидропривода в радиальном направлении. Ось вращения обоймы 4 совпадает с горизонтальной осью О-О калибрующего инструмента 2 и экспандируемой трубы 6.

Транспортная тележка 3 механизма шаговой подачи трубы снабжена кантующими роликами 7, имеющими возможность реверсивного вращения и смонтированными на опорах 8, которые могут изменять свое положение по высоте и изменять расстояние между ними.

Трубу 6 большого диаметра, подлежащую экспандированию, укладывают на тележку 3 механизма подачи и перемещают ее до границы первого шага экспандирования.

Начальный участок трубы 6 надвигают на калибрующий инструмент 2, находящийся в сведенном состоянии. После остановки тележки 3 с трубой 6 калибрующий инструмент 2 увеличивают в диаметре и раздают начальный участок трубы 6.

После достижения заданного размера экспандируемого участка трубы диаметр калибрующего инструмента 2 уменьшают до исходного. Затем трубу 6 с помощью тележки 3 перемещают до границы очередного шага. После этого выдвигают роликовую обойму 4 в касание роликами 5 с внутренней поверхностью трубы и поворачивают на угол, величина которого соответствует величине отклонения от прямолинейности оси на участке, длина которого равна шагу подачи трубы при каждом цикле экспандирования с учетом прогиба трубы от воздействия массы калибрующего инструмента экспандера.

Далее цикл подачи - раздачи повторяется.

Пример. Стальную сваренную трубу 6 диаметром 1420 мм с толщиной стенки 18,7 мм укладывают на тележку 3 механизма подачи. Установленную на тележку 3 трубу 6 циклически с заданным шагом а=1 м подают на калибрующий инструмент 2 экспандера 1 и раздают ее в каждом цикле. Перед раздачей в каждом следующем после первого цикла (при необходимости - если величина отклонения не равна 0) трубу 6 поворачивают на угол с помощью кантующих роликов 7 при выдвинутой роликовой обойме 4, при этом ролики 5 устанавливаются в касание с внутренней поверхности трубы 7. Определение угла поворота выполняют с помощью устройства (не показано), например оптического, которое определяет величину отклонения от идеальной продольной оси трубы на отдельных участках, каждый из которых равен шагу подачи трубы при каждом цикле экспандирования. Далее с помощью вычислительного устройства пересчитывается угол поворота и подается команда на кантовку трубы. В вычислительном устройстве закладывается величина, учитывающая прогиб трубы от воздействия массы экспандирующей головки с калибрующим инструментом.

Предложенный способ экспандирования труб большого диаметра и устройство для его осуществления по сравнению с известными, позволяют повысить качество труб за счет улучшения геометрии трубы, а именно придания ей идеальной формы как по диаметру, так и по продольной оси.

1. Способ экспандирования труб большого диаметра, включающий циклическую с заданным шагом подачу трубы на калибрующий инструмент экспандера и ее раздачу в каждом цикле с помощью калибрующего инструмента, отличающийся тем, что в каждом следующем после первого цикле производят поворот трубы на угол, величина которого соответствует значению величины отклонения от прямолинейности оси трубы на участке, длина которого равна шагу подачи трубы при каждом цикле экспандирования.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение величины угла устанавливают с учетом прогиба трубы от воздействия массы калибрующего инструмента экспандера.

3. Устройства для экспандирования труб большого диаметра, содержащее калибрующий инструмент экспандера и тележку механизма шаговой подачи, отличающееся тем, что на торце калибрующего инструмента смонтирована обойма с роликами, установленными с возможностью перемещения в радиальном направлении, при этом ось вращения обоймы совпадает с осью калибрующего инструмента.

findpatent.ru

📌 Экспандирование - это... 🎓 Что такое Экспандирование?

  • ЭКСПАНДИРОВАНИЕ — [< англ. expand < лат. expandere распространять, разъяснять] инф. преобразование компрессированного речевого сигнала, приводящее к восстановлению разборчивой речи на основе содержащейся в компрессированном сигнале информации (ИНФОРМАЦИЯ). См.… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • экспандирование — сущ., кол во синонимов: 2 • разрыхление (9) • разуплотнение (3) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • экспандирование — Процесс, используемый для увеличения диаметра манжеты, оболочки или трубы. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в целом …   Справочник технического переводчика

  • ЭКСПАНДИРОВАНИЕ — [expanding] операция правки и калибровки, исправления формы поперечного сечения и упрочнения труб большого диаметра раздачей внутренним давлением, создаваемым нагнетанием в заглушенную трубу в цилиндрических матрицах жидкости (воды) под давлением …   Металлургический словарь

  • ЭКСПАНДИРОВАНИЕ — (от англ. expand расширять, излагать подробно, раскрывать) речевого сигнала преобразование принимаемого речевого сигнала, подвергнутого при передаче компрессии, приводящее к восстановлению разборчивости речи на основе содержащейся в… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Экспандирование — [expanding] операция правки и калибрования, а также исправления формы поперечного сечения и упрочнения труб большого диаметра раздачей внутреннего давления, созданием нагнетания в заглушенную трубу в цилиндрических матрицах жидкости (воды) под… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • экспандирование сигнала электросвязи — Процесс, при котором усиление сигнала электросвязи изменяется в зависимости от величины этого сигнала так, что становится больше при сильных сигналах, чем при слабых. [ГОСТ 22670 77] Тематики сети передачи данных Синонимы экспандирование EN… …   Справочник технического переводчика

  • Экспандирование сигнала электросвязи — 48. Экспандирование сигнала электросвязи Экспандирование Expanding Процесс, при котором усиление сигнала электросвязи изменяется в зависимости от величины этого сигнала так, что становится больше при сильных сигналах, чем при слабых Источник:… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • экспандирование труб — 3.12 экспандирование труб: Гидравлическая или гидромеханическая калибровка труб на экспандере путем пластической деформации стенки для получения нормативных геометрических параметров труб. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Экспандирование сигнала электросвязи — 1. Процесс, при котором усиление сигнала электросвязи изменяется в зависимости от величины этого сигнала так, что становится больше при сильных сигналах, чем при слабых Употребляется в документе: ГОСТ 22670 77 Сеть связи цифровая интегральная.… …   Телекоммуникационный словарь

dic.academic.ru

РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ЭКСПАНДИРОВАНИЯ В ЛИНИИ ТЭСА 1420 ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА ДЛЯ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ

РАСЧЕТ  ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ  ПАРАМЕТРОВ  И  НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО  СОСТОЯНИЯ  ТРУБНОЙ  ЗАГОТОВКИ  ПРИ  РАЗЛИЧНЫХ  РЕЖИМАХ  ЭКСПАНДИРОВАНИЯ  В  ЛИНИИ  ТЭСА  1420  ПРИ  ПРОИЗВОДСТВЕ  ТРУБ  БОЛЬШОГО  ДИАМЕТРА  ДЛЯ  ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ

Вдовин  Игорь  Владимирович

студент  6  курса,  кафедра  Технологии  и  оборудования  обработки  металлов  давлением,  Выксунский  филиал  НИТУ  МИСиС,  РФ,  г.  Выкса

E-mail:  [email protected]

Самусев  Сергей  Владимирович

научный  руководитель,  профессор  кафедры  ТОТП  НИТУ  «МИСиС»,  РФ,  г.  Москва

Электросварные  трубы  большого  диаметра,  предназначены  для  строительства  магистральных  газопроводов,  нефтепроводов  и  нефтепродуктопроводов,  рассчитанных  на  рабочее  давление  до  12,5  МПа  включительно,  в  том  числе  и  подводных.  Общая  потребность  в  трубах  большого  диаметра  складывается  из  спроса  труб  на  ремонт  и  реконструкцию  действующих  магистральных  трубопроводов  и  на  строительство  новых. 

На  ОАО  «Выксунский  металлургический  завод»,  входящий  в  ЗАО  «Объединенная  металлургическая  компания»,  впервые  в  отечественной  практике  труб­ного  производства  освоено  производство  одношовных  сварных  труб  диаметром  1420  мм  мето­дом  шаговой  формовки  (JCOE).  В  апреле  2007  года  ВМЗ  получил  сертификат  соответствия  труб  требованиям  стандарта  норвежской  компании  Det  Norske  Veritas  DNV-OS-F101  для  подводных  трубопроводных  систем.  Это  позволило  ОМК  в  сентябре  того  же  года  стать  единственным  российским  победителем  международного  тендера  на  поставку  280  тыс.  тонн  труб  диаметром  1219  мм  с  толщиной  стенки  30,9;  34,6  и  41,0  мм  для  строительства  подводного  участка  газопровода  «Северный  поток»  по  дну  Балтийского  моря.

Состоящий  из  двух  ниток  по  1224  км  газопровод  «Северный  поток»  (Nord  Stream)  соединит  Евросоюз  с  крупнейшими  в  мире  месторождениями  природного  газа.  Подводный  трубопровод  тянется  по  дну  Балтийского  моря  от  России  (Выборг)  до  Германии  (Грайфсвальд).  Общая  пропускная  способность  двух  линий  Nord  Stream  составит  55  миллиардов  кубометров  в  год.

Для  первой  нитки  газопровода  ВМЗ  с  мая  2008  года  по  октябрь  2009  года  произвел  и  отгрузил  280  тыс.  тонн  ТБД.  В  феврале  2010  года  ОМК  и  Nord  Stream  AG  заключили  контракт  на  поставку  200  тыс.  тонн  труб  размером  1153х34,6  мм  SAWL  485  I  FD  для  второй  ветки  газопровода.  Производство  труб  осуществлялось  в  период  с  мая  2010  года  по  апрель  2011  года  под  контролем  инспекций  Nord  Stream,  DNV  и  ВМЗ.

Трубы  изготавливают  на  двух  независимых  линиях  с  различными  способами  производства  —  UOE  (ТЭСА  1020)  и  JCOE  (ТЭСА  1420),  —  как  с  одним,  так  и  с  двумя  продольными  швами.

Линия  ТЭСА-1020  производит  трубы  диаметром  508  -  1067  мм  с  толщиной  стенки  от  7  до  32  мм  класса  прочности  до  К60  (Х70).  Проектная  мощность  —  1012  тыс.  тонн  труб  в  год.

Линия  ТЭСА-1420  производит  трубы  диаметром  508—1420  мм  с  толщиной  стенки  от  7  до  48  мм  класса  прочности  до  К65  (Х80),  с  рабочим  давлением  до  24,7  МПа  (250  атм.).  Проектная  мощность  при  производстве  труб  диаметром  1420  мм  —  950  тыс.  тонн  труб  в  год.

Целью  данной  работы  является  разработка  методики  определения  геометрических  параметров  и  напряженно-деформированного  состояния  (НДС)  при  калибровке  труб  большого  диаметра  способом  пошаговой  раздачи  на  гидромеханическом  экспандере.  Актуальность  темы  продиктована  отсутствием  научных  разработок  по  данному  процессу.

Технологическая  линия  по  производству  труб  в  линии  ТЭСА  1420  представлена  на  рисунке  1.  Основные  ее  участки:  участок  подготовки  листа,  участок  формовки,  включающий  пресс  подгибки  кромок,  пресс  шаговой  формовки,  сборку  и  сварку  технологического  шва,  и  гидромеханический  экспандер  (ГМЭ),  участок  гидроиспытаний,  контроля,  ремонта  и  отделки.

ГМЭ  является  завершающим  формообразующим  агрегатом,  от  которого  зависят  конечные  геометрические  параметры  трубы.

Рисунок  1.  Схема  технологической  линии  ТЭСА  1420

Он  выполняет  поэтапное  расширение  прямошовной  трубы  большого  диаметра.  Материал  трубы  подвергается  деформации  в  холодном  состоянии  сверх  предела  текучести,  что  приводит  к  остаточной  деформации  трубы.  Задача  экспандера  состоит  в  том,  чтобы  достичь  предписанной  в  спецификации  округлости,  прямолинейности  и  точности  размера  внутреннего  диаметра.

Рисунок  2.  Общий  вид  участка  гидромеханического  экспандера:  1  —  калибрующая  головка;  2  —  штанга;  3  —  цилиндр;  4,5,6  —  устройства  подъема  трубы;  7,8  —  поворотные  устройства;  9  —  клещевая  тележка;  10  —  труба;  11  —  поддерживающий  ролик;  12,  13  —  система  поддержки  поперечины

На  рисунке  2,  представлен  участок  гидромеханического  экспандера.  Рассмотрим  линию  экспандирования.  Труба  10  на  линию  экспандера  подается  тележкой  поперечной  транспортировки  труб.  Тележка  поперечной  транспортировки  перемещается  под  трубу  с  опущенными  подъемными  призмами.  С  помощью  телекамеры  и  дисплея  в  пункте  управления  сварной  шов  трубы  выверяется  относительно  паза  инструмента  экспандера  (в  позицию  12  часов)  поворотными  устройствами  7  и  8.  Выверенная  труба  поднимается  тремя  устройствами  4,  5,  6  подъема  трубы  со  сварным  швом  в  позиции  12  часов  до  оси  экспандера.  Подъем  осуществляется  гидравлически. 

При  включении  трубой  фотоэлемента  перед  головкой  экспандера  производится  расчет  длины  трубы.  Таким  образом,  длина  трубы  определена.  Рабочая  длина  инструмента  введена  оператором  с  перекрытием  прибл.  в  10  мм. 

Производится  расчет  числа  необходимых  шагов  с  округлением  на  целые  шаги  в  сторону  увеличения. 

Запускается  клещевая  тележка  9,  установленная  по  оси  экспандера.  Клещи  закрываются,  и  тележка  запускается  с  трубой  и  перемещает  ее  для  расширения  по  инструменту  экспандера.  Клещи  имеют  гидравлический  привод. 

Труба  перемешается  за  счет  клещевой  тележки  по  трем  подъемным  устройствам  на  инструмент  экспандера.  При  приближении  клещевой  тележки  устройство  подъема  трубы  4  опускается,  т.  к.  имеется  опасность  столкновения  с  клещевой  тележкой. 

Привод  клещевой  тележки  переключается  на  ползучий  ход.  При  включении  второго  фотоэлемента  привод  останавливается.  Кромка  трубы  10  находится  сейчас  в  открытых  клещах.  Начинается  процесс  экспандирования  первого  шага,  в  этот  момент  головка  1  экспандера  разводится  при  движении  поршня  цилиндра  3  влево,  а  при  окончании  данного  процесса  —  сводится  при  движении  поршня  вправо.  Клещевая  тележка  зажимает  трубу  и  подает  по  поддерживающему  ролику  11  и  подъемному  устройству  6  на  следующий  шаг.  Поддерживающий  ролик  работает  вхолостую,  когда  клещевая  тележка  перемещает  трубу  на  инструмент  экспандера. 

Для  последних  шагов  экспандера  труба  освобождается  разжатием  клещей,  и  привод  поддерживающего  ролика  осуществляет  дальнейшую  транспортировку  трубы.  Ролик  поворотной  системы  поддержки  поперечины  12  отводится  назад. 

При  окончании  экспандирования  по  всей  длине,  поддерживающий  ролик  возвращает  трубу  к  клещевой  тележке.  Клещевая  тележка  на  ускоренном  ходу  вместе  с  трубой  возвращается  в  исходное  положение.

Для  оценки  НДС  возникающего  в  стенке  трубной  заготовки  при  раздаче  были  использованы  две  методики.  Это  методика  В.И.  Феодосьева  и  методика  М.В.  Сторожева,  Е.А.  Попова.  Математический  аппарат  методики  В.И.  Феодосьева  состоит  из  ниже  приведенных  формул.

Давление:

,

где:  σт  —  предел  текучести  стали; 

β  =1,15  —  коэффициент,  учитывающий  возникающие  упрочнения  в  стали  при  пластической  деформации; 

δ  —  толщина  стенки  трубы; 

r  —  внутренний  радиус  трубы;

Радиальное  напряжение:

,

где:  R  —  наружный  радиус;

Тангенциальное  напряжение:

Радиальная  деформация:

,

где:  μ  —  коэффициент  Пуассона; 

Е  —  модуль  упругости.

Тангенциальная  деформация:

Осевая  деформация:

.

Математический  аппарат  методики  М.В.Сторожева  и  Е.А.Попова.

Давление:

Радиальное  напряжение:

Тангенциальное  напряжение:

Расчет  деформаций  производится  аналогично  методу  Феодосьева  В.И. 

При  расчете  НДС  для  трубной  заготовки  диаметром  1420  мм,  толщиной  стенки  26  мм  и  класса  прочности  К  60  были  получены  результаты  приведенные  в  таблице  1.  Эпюры  напряжений  изображены  на  рисунках  3,  4.

Рисунок  3.  Эпюры  напряжений  по  В.И.  Феодосьеву

Рисунок  4.  Эпюры  напряжений  по  М.В.  Сторожеву,  Е.А.  Попову

Таблица  1. 

Сравнение  значений  НДС  полученных  той  и  другой  методикой

Параметры

Методика  В.И.  Феодосьева

Методика  М.В.  Сторожева,  Е.А.  Попова

Относительная  разница  в  значениях,  %

Давление,  МПа

24,48

24,026

1,89

Радиальное  напряжение  внутреннее,  МПа

–24,48

–24,026

1,89

Радиальное  напряжение  наружное,  МПа

0

0

0

Тангенциальное  напряжение  внутреннее,  МПа

656,468

668,026

1,73

Тангенциальное  напряжение  наружное,  МПа

631,989

644

1,86

Радиальная  деформация  внутренняя

–0,0011

–0,0011

0

Радиальная  деформация  наружная

–0,00095

–0,000967

1,76

Тангенциальная  деформация  внутренняя

0,00319

0,003376

5,51

Тангенциальная  деформация  наружная

0,0032

0,0032

0

Осевая  деформация

–0,002212

–0,002254

1,86

В  заключение  работы  были  сделаны  следующие  выводы:  во-первых,  исходя  из  незначительной  разницы  в  значениях  НДС,  методики  можно  признать  равнозначными,  во-вторых,  равнозначность  методик  подтверждает,  что  оценка  НДС  при  раздаче  трубной  заготовки  является  верной.  Следовательно,  данные  способы  расчета  можно  использовать  в  реальной  технологии  с  целью  получения  труб  с  точными  геометрическими  параметрами. 

Список  литературы: 

1.Сторожев  М.В.,  Попов  Е.А.  Теория  обработки  металлов  давлением.  Учебник  для  вузов.  Изд.  4-е,  перераб.  и  доп.  М.:  «Машиностроение»,  1977.  —  423  с.

2.Феодосьев  В.И.  «Сопротивление  материалов»:  Учебник  для  вузов.  Изд.  9-е,  перераб.  М.:  Наука.  Гл.  ред.  Физ.-  мат.  Лит.,  1986.  —  512  с.

sibac.info

📌 ЭКСПАНДИРОВАНИЕ - это... 🎓 Что такое ЭКСПАНДИРОВАНИЕ?

  • экспандирование — сущ., кол во синонимов: 2 • разрыхление (9) • разуплотнение (3) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • экспандирование — Процесс, используемый для увеличения диаметра манжеты, оболочки или трубы. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в целом …   Справочник технического переводчика

  • Экспандирование — Expanding Экспандирование. Процесс, используемый для увеличения диаметра манжеты, оболочки или трубы. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО Профессионал , НПО Мир и семья ; Санкт Петербург, 2003 г.) …   Словарь металлургических терминов

  • ЭКСПАНДИРОВАНИЕ — [expanding] операция правки и калибровки, исправления формы поперечного сечения и упрочнения труб большого диаметра раздачей внутренним давлением, создаваемым нагнетанием в заглушенную трубу в цилиндрических матрицах жидкости (воды) под давлением …   Металлургический словарь

  • ЭКСПАНДИРОВАНИЕ — (от англ. expand расширять, излагать подробно, раскрывать) речевого сигнала преобразование принимаемого речевого сигнала, подвергнутого при передаче компрессии, приводящее к восстановлению разборчивости речи на основе содержащейся в… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Экспандирование — [expanding] операция правки и калибрования, а также исправления формы поперечного сечения и упрочнения труб большого диаметра раздачей внутреннего давления, созданием нагнетания в заглушенную трубу в цилиндрических матрицах жидкости (воды) под… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • экспандирование сигнала электросвязи — Процесс, при котором усиление сигнала электросвязи изменяется в зависимости от величины этого сигнала так, что становится больше при сильных сигналах, чем при слабых. [ГОСТ 22670 77] Тематики сети передачи данных Синонимы экспандирование EN… …   Справочник технического переводчика

  • Экспандирование сигнала электросвязи — 48. Экспандирование сигнала электросвязи Экспандирование Expanding Процесс, при котором усиление сигнала электросвязи изменяется в зависимости от величины этого сигнала так, что становится больше при сильных сигналах, чем при слабых Источник:… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • экспандирование труб — 3.12 экспандирование труб: Гидравлическая или гидромеханическая калибровка труб на экспандере путем пластической деформации стенки для получения нормативных геометрических параметров труб. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Экспандирование сигнала электросвязи — 1. Процесс, при котором усиление сигнала электросвязи изменяется в зависимости от величины этого сигнала так, что становится больше при сильных сигналах, чем при слабых Употребляется в документе: ГОСТ 22670 77 Сеть связи цифровая интегральная.… …   Телекоммуникационный словарь

dic.academic.ru


Смотрите также