65509

РОЗВИТОК МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ МАЛОЦИКЛІЧНИХ РЕЖИМІВ ХОЛОДНОЇ ВАЛКОВОЇ ПРОКАТКИ І ПРАВКИ ПРИ ВИГОТОВЛЕННІ ТЕПЛООБМІННИХ ТРУБ З РЕГЛАМЕНТОВАНИМИ ПОКАЗНИКАМИ ЯКОСТІ

Автореферат

Производство и промышленные технологии

До безшовних теплообмінних труб які отримують на станах типу ХПТ, ставляться підвищені вимоги щодо точності розмірів, якості поверхні, механічних і структурних властивостей металу. Зазвичай, вони виготовляються у багатоциклічних технологічних процесах, які включають прокатку, термічну обробку та правку.

Украинкский

2014-07-31

254 KB

0 чел.

НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ

         

Терещенко Андрій Анатолійович

УДК 621.774.36

РОЗВИТОК МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ МАЛОЦИКЛІЧНИХ РЕЖИМІВ ХОЛОДНОЇ ВАЛКОВОЇ ПРОКАТКИ І ПРАВКИ ПРИ ВИГОТОВЛЕННІ ТЕПЛООБМІННИХ ТРУБ З РЕГЛАМЕНТОВАНИМИ ПОКАЗНИКАМИ ЯКОСТІ

Спеціальність 05.03.05

«Процеси і машини обробки тиском»

Автореферат

Дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Дніпропетровськ 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національній металургійній академії України Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник:

Кандидат технічних наук, доцент Фролов Ярослав Вікторович, доцент кафедри обробки металів тиском Національної металургійній академії України

Офіційні опоненти:

  •  доктор технічних наук, професор Фурманов Валерій Борисович, науковий консультант ВАТ "Дніпропетровський трубний завод" Міністерства промислової політики України, м. Дніпропетровськ.

  •  кандидат технічних наук, Лобанов Олександр Іванович, завідуючий сектором технології волочіння і модернізації волочильного устаткування Державного підприємства „Науково-дослідний і конструкторсько-технологічний інститут трубної промисловості ім. Я.Ю. Осади” Міністерства промислової політики України, м. Дніпропетровськ.

Захист відбудеться 15.06.2010р. о 1230 годині на засіданні спеціалізованої  вченої ради Д08.084.02 при Національній металургійній академії України за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, пр. Гагаріна, 4.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національної металургійної академії України за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, пр. Гагаріна, 4.

Автореферат розісланий 14.05.2010р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради     Должанський А.М.


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. До безшовних теплообмінних труб які отримують на станах типу ХПТ, ставляться підвищені вимоги щодо точності розмірів, якості поверхні, механічних і структурних властивостей металу. Зазвичай, вони виготовляються у багатоциклічних технологічних процесах, які включають прокатку, термічну обробку та правку. При цьому застосовують режими деформації, які забезпечуються калібровкою інструменту. Багатоциклічність процесу, здебільшого, зумовлена можливістю деформації труб-заготовок по діаметру з одержанням регламентованої якості поверхні труб. Це супроводжується підвищеним витратним коефіцієнтом металу, збільшеними витратами енергії та ресурсів, ускладненим отриманням регламентованих кінцевих геометрії та механічних властивостей продукції. Заключний процес деформаційної обробки – правка, значною мірою залежить від попередніх етапів технологічного процесу і також суттєво впливає на отримання механічних властивостей та точність розмірів труб.

Бажане зменшення циклічності виробництва пов’язано у першу чергу з підвищенням обтисків по діаметру труби за один прохід в стані ХПТ. Але це приводить до утворення складок на внутрішній поверхні труб за рахунок збільшення зони редукування. Розмір складок залежить від величини обтиску по діаметру. Крім того, збільшувати зону редукування може регулювання товщини стінки труби у межах поля допусків, яке здійснюється шляхом переміщення оправки у подовжньому напрямку під час прокатки. Компенсувати ці негативні явища допомагає використання оправок з опукло-угнутою твірною. Але відомі методи визначення форми твірної таких оправок не передбачають наявності зони редукування. Внаслідок цього погіршується режим деформації та збільшується вірогідність утрудненого зняття труби з оправки після циклу деформації та травмування внутрішньої поверхні.

Особливістю виготовлення теплообмінних труб є використання гарячепресованої заготовки з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу, які характеризуються підвищеною різнозернистістю, що приводить до підвищеної схильності до складкоутворення. Також одним з факторів, що ускладнює виробництво теплообмінних труб, є необхідність виконання вимог щодо їх механічних властивостей, зокрема потрібних рівнів межі текучості та міцності. Використання відомих залежностей для визначення механічних властивостей металу приводить до неточностей в розрахунках режимів деформації і, як наслідок, зниженню якості готових труб.

Формування кінцевих механічних властивостей і точності розмірів труб відбувається в станах подовжньої правки після термічної обробки. Величини обтисків по діаметру, що застосовуються на виробництві при правці труб і калібровка інструменту станів поздовжньої правки труб не враховують особливостей зміни механічних властивостей металу у зоні деформації і не забезпечують повного контакту поверхні інструменту з поверхнею труби. Це призводить до зниження якості правки та погіршенню механічних властивостей труб.

Таким чином, робота спрямована на розвиток методів розрахунку малоциклічних режимів деформації холодної валкової прокатки і правки при виготовленні теплообмінних труб з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу, що дозволяють забезпечити регламентовані механічні властивості, якість поверхні і точність геометричних розмірів, з урахуванням підвищеної величини обтиску по діаметру труби, зміни механічних властивостей у зоні деформації, а також визначеної величини обтиску по діаметру труби при правці, є актуальною.

Зв'язок з науковими програмами, планами, темами. Виконання дисертаційної роботи пов'язане з тематичними планами наукових досліджень Національної металургійної академії України (НМетАУ). Дослідження виконані в рамках програм і відповідної тематики держбюджетної науково-дослідної роботи кафедри обробки металів тиском НМетАУ, ДР № 0109U004017 та госпдоговірної науково-дослідної роботи кафедри обробки металів тиском ДР № 0109U004025 Автор був виконавцем цих робіт.

Мета і задачі дослідження. Мета роботи полягає у розвитку методів розрахунку малоциклічних режимів деформації холодної валкової прокатки і правки при виготовленні теплообмінних труб з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу, направлених на забезпечення регламентованих механічних властивостей, якості поверхні і точності геометричних розмірів.

Для виконання поставленої мети сформульовані наступні задачі:

  1.  Вивчити вплив довжини зони вільного редукування та величини обтиску по діаметру у цій зоні на розмір складок на внутрішній поверхні труб;
  2.  Визначити фактичну величину зони вільного редукування в умовах необхідності зміщення оправки з криволінійною твірною вздовж осі прокатки для регулювання товщини стінки труб у межах поля допусків;
  3.  Розвинути метод визначення режиму деформації при холодній пільгерній прокатці теплообмінних труб з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу з підвищеним обтиском по діаметру;
  4.  Визначити і обґрунтувати використання складових залежностей межі текучості та міцності від ступеня деформації за умов специфіки напружено-деформованого стану металу при холодній пільгерній прокатці теплообмінних труб з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу;
  5.  Визначити величину обтиску по діаметру в залежності від площі поперечного перерізу труб з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу, що забезпечує мінімальне зміцнення металу в стані подовжньої правки;
  6.  Розвинути метод визначення параметрів зони деформації у стані поздовжньої правки труб, які забезпечують повний контакт робочої поверхні валка з поверхнею труб і належну якість правки;
  7.  На базі визначених методів розрахунку інструменту та даних про зміну механічних властивостей металу у зоні деформації вдосконалити калібровки інструмента для прокатки і правки теплообмінних труб з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу;
  8.  Експериментально перевірити отримані результати;
  9.  Розробити рекомендації щодо використання на виробництві розроблених режимів деформації при виготовленні теплообмінних труб з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу.

Об'єкт дослідження. Режими деформації при холодній валковій прокатці і правці теплообмінних труб.

Предмет дослідження. Взаємодія режимів деформації і показників якості при холодній валковій прокатці і правці теплообмінних труб.

Методи дослідження. Теоретичні дослідження засновані на фундаментальних закономірностях теорії обробки металів тиском. Натурні експерименти проведені з використанням сучасної вимірювальної апаратури, яка пройшла державну повірку. Розривні випробування при визначенні механічних властивостей проводилися за стандартизованими методиками. При обробці експериментальних даних використовувалася сучасна комп'ютерна техніка.

Наукова новизна. Наукову новизну мають перераховані нижче результати теоретичних і експериментальних досліджень, що отримані в дисертації:

1. Отримала подальший розвиток закономірність впливу обтиску по діаметру труб-заготовок з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей на розмір закатаних складок на внутрішній поверхні теплообмінних труб при прокатці на станах типу ХПТ.

Розробка відрізняється врахуванням характеру деформування по діаметру гарячепресованих труб-заготовок з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу.

Це дало можливість визначити максимально допустиму величину обтиску по діаметру труби-заготовки в зоні редукування без утворення складок на внутрішній поверхні труб.

2. Отримав подальший розвиток метод визначення режиму деформації при прокатці на станах типу ХПТ з підвищеними обтисками по діаметру у частині забезпечення визначеного співвідношення часткових відносних деформацій по довжині робочого конусу при використанні оправки з опукло-угнутою твірною.

Метод відрізняється урахуванням допустимої величини обтиску по діаметру у залежностях, що описують режим деформації додаткової функції для ділянки робочого конусу, на якому вірогідність утворення складок на внутрішній поверхні труб максимальна.

Це дає можливість розрахувати малоциклічний режим деформацій з для прокатки теплообмінних труб з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей із забезпеченням регламентованих показників їх якості.

3. Вперше для стану подовжньої правки визначено залежність величини обтиску по діаметру від площі поперечного перерізу труб з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу з урахуванням припустимого збільшення межі текучості і одержання необхідної кривизни труб.

Раніше такі дані відомі не були.

Це дозволяє визначити режим деформації у стані поздовжньої правки, який забезпечить отримання регламентованих механічних властивостей труб після останнього процесу деформаційної обробки.

4. Отримав подальший розвиток метод розрахунку режиму деформації у стані поздовжньої правки у частині урахування визначеної допустимої величини обтиску по діаметру труб з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу.

Метод відрізняється урахуванням впливу допустимої величини обтиску по діаметру на параметри зони деформації в стані подовжньої правки із забезпеченням повного контакту металу і інструменту.

Це дозволяє забезпечити беззазорний контакт робочого профілю валків з трубами які правляться, у всьому діапазоні діаметрів із сортаменту стану та мінімальний приріст межі текучості металу для труб з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей.

Практичне значення отриманих результатів. Результати теоретичних і експериментальних досліджень процесу прокатки і правки труб, які були отримані в даній роботі, дозволяють:

- розрахувати критичні значення величини обтиску по діаметру труб з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей по діаметру в зоні редукування для запобігання появі закатаних складок на внутрішній поверхні;

- визначити раціональні параметри режиму деформації по довжині робочого конусу при холодній пільгерній прокатці з підвищеними обтисками по діаметру теплообмінних труб з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей на станах типу ХПТ;

- визначити складові залежностей зміни межі текучості і міцності аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей за умов специфіки напружено-деформованого стану металу при холодній пільгерній прокатці труб;

- удосконалити методику розрахунку профілю прокатного інструменту для малоциклічних режимів деформування з урахуванням інтенсивності зміни межі текучості металу по довжині робочого конусу, а також зміщення оправки уздовж осі прокатки;

- розробити калібровку інструменту для малоциклічних режимів прокатки труб з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей;

- розробити методику визначення величини обтиску по діаметру труби в станах поздовжньої правки для мінімального зміцнення металу труб з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей;

- розробити методику розрахунку профілю валка стана поздовжньої правки, яка забезпечує безперервність контакту металу і інструменту та формування потрібних показників якості готових труб;

- удосконалити калібровку інструменту станів подовжньої правки труб для відповідного сортаменту труб з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей.

Результати дисертаційної роботи використані на ЗАТ «СЕНТРАВІС ПРОДАКШН ЮКРЕЙН», де розрахунок форми інструменту для прокатки теплообмінних труб на станах типу ХПТ виконується за запропонованим в роботі методом (довідка про використання від «23» квітня 2009 р.). Запропонований метод калібровки інструмента був проаналізований фірмою «SMS Meer GmbH» та підтверджена його ефективність при прокатці труб (довідка від «23» травня 2009 р.). Валки, форма яких отримана за запропонованим в роботі методом калібровки, використовуються на стані поздовжньої правки поточної лінії фінішної обробки теплообмінних труб цього ж підприємства (акт впровадження від «27» листопада 2007 р.)

Теоретичні та експериментальні результати, отримані в ході виконання дисертаційної роботи, використовуються також в навчальному процесі на кафедрі обробки металів тиском НМетАУ при викладанні курсів «Технологічні особливості процесів ОМТ», «Якість труб» і «Технологія обробки металів», а також при виконанні дипломних проектів, випускних магістерських і курсових науково-дослідних робіт (довідка від 03.02.2010).

Особистий внесок здобувача. У дисертації не використані ідеї співавторів публікацій. Усі теоретичні та експериментальні результати, отримані в дисертації, базуються на дослідженнях, проведених автором. Особистий внесок у спільних публікаціях (згідно з переліком опублікованих робіт): [1] – проведено оцінку характеру взаємодії робочого профілю валка з поверхнею труби; [2, 3] – запропоновано метод розрахунку інструменту з опукло-угнутою твірною за умов підвищеного обтиску по діаметру; [4] – визначено основні параметри для розрахунку калібровки валків правильних станів; [5] –математична обробка експериментальних даних; [6] – визначення основних залежностей та обробка експериментальних даних; [7] – обробка експериментальних даних та виконання розрахунків; [8] – експериментальна перевірка та обробка даних; [9] – проведення промислових експериментів.

Апробація результатів роботи. Матеріали роботи докладалися на Міжнародній науково-технічній конференції «Пластична деформація металів» (Дніпропетровськ, 2005), Молодіжному науково-практичному форумі «Інтепайп-2006» (Дніпропетровськ, 2006), Міжнародній конференції «Труби Україна 2007» (Дніпропетровськ, 2007), Міжнародній науково-технічній конференції «Пластична деформація металів» (Нікополь, 2008), і на Об'єднаному науковому семінарі кафедри обробки металів тиском і прокатних відділів ІЧМ НАНУ (Дніпропетровськ, 2008, 2009, 2010).

Публікації. Матеріали дисертації опубліковані в 5 статтях в спеціалізованих виданнях, додатково в 1 статті в тематичних збірках, і 3 патентах України

Структура дисертації. Робота складається зі вступу, 5 розділів і висновків, викладена на 143 стор., містить 36 рис., 14 таблиць, список використаних джерел з 105 найменувань, 5 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі наведена загальна характеристика роботи, обґрунтована актуальність її теми, визначені мета, задачі, об'єкт, предмет і методи дослідження, представлені наукова новизна і практична цінність отриманих результатів, особистий внесок здобувача та апробація результатів дисертації.

АНАЛІЗ ОСНОВНИХ ДЕФОРМАЦІЙНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ ХОЛОДНОДЕФОРМОВАНИХ ТЕПЛООБМІННИХ ТРУБ

Рішення задачі забезпечення регламентованих показників якості теплообмінних труб з хром-нікелевих і хром-нікель-молібденових сталей потребує комплексного розгляду процесів прокатки і правки. Процес прокатки забезпечує точність геометричних розмірів труби та якість внутрішньої поверхні після деформації. Процес правки з урахуванням термічної обробки після прокатки забезпечує точність діаметру труби та кінцевий рівень механічних властивостей труб. Опису основних режимів деформації присвячені роботи П.Т. Ємельяненка, Ю.Ф. Шевакіна, Я.Ю. Осади О.А. Семенова.

Аналізу механізму утворення внутрішніх складок металу присвячено роботи С.Н. Кекуха, Ю.М. Бєлікова, В.Л. Колмогорова та ін. Основну вагу методам калібровки  інструменту станів холодної пільгерної прокатки труб приділяли Ю.Ф. Шевакін, З.А. Кофф, О.А. Семенов та С.Н. Кекух.

Аналіз існуючих методів розрахунку режимів деформації і параметрів деформуючого інструменту при холодній прокатці і правці труб з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей виявив, що стан розробки цієї теми залишає не вирішеною задачу врахування закономірностей складкоутворення в зоні редукування при розрахунках режимів деформації. Крім того, суттєвою вадою відомих режимів деформування є недосконале врахування зміни межі текучості і межі міцності у залежності від ступеня деформації при розрахунках калібровки інструменту для пільгерної прокатки та правки. Вимоги до рівню механічних властивостей готових труб вимагають необхідності визначення величини обтиску по діаметру в стані подовжньої правки, яке забезпечує мінімальне зростання межі міцності та врахування його при розрахунках калібровки інструменту.

ДОСЛІДЖЕННЯ ДЕФОРМАЦІЙНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРОКАТКИ ТЕПЛООБМІННИХ ТРУБ НА СТАНАХ ХПТ, ЯКІ ВПЛИВАЮТЬ НА ЯКІСНІ ПОКАЗНИКИ ТРУБ

Теплообмінні труби з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей широкого марочного сортаменту випускаються за вітчизняними та зарубіжними стандартами. До таких труб ставляться підвищені вимоги по якості поверхні (Ra внутрішньої та зовнішньої поверхонь - 1,0 мкм), по точності геометричних розмірів (по зовнішньому діаметру ±1,0%; по товщині стінки 0/+12,5%), по механічним властивостям нормується різниця між межею міцності та межею текучості, наприклад для сталі AISI 316 межа текучості не менш 170 МПа, межа міцності не більше 650МПа.

Аналіз діючих режимів деформації при прокатці теплообмінних труб на станах ХПТ. В технології виробництва холоднодеформованих теплообмінних труб одним з основних елементів є маршрут прокатки, який визначає розподіл деформації по товщині стінки і діаметру по проходах. Від цього параметра залежить якість труб, продуктивність прокатних станів, стійкість прокатного інструменту. З літератури відомо, що оптимальним співвідношенням відносних обтиснень по товщині стінки  і діаметру  в маршруті прокатки і, відповідно, у кожнім миттєвому осередку деформації (МОД) слід вважати - . Вимоги зменшення циклічності при виробництві холоднодеформованих труб потребують збільшення деформації по діаметру, тому у нових інтенсивних маршрутах прокатки співвідношення діаметрів труб-заготовок і труб після прокатки досягає 3 і більше. У цих випадках  і, відповідно, у МОД  більше  і  (наприклад, для прокатки труб зі сталі ТР316L по маршруту 57х5,5→19,05х2,11мм; =0,87). У такому маршруті раціональними будуть умови, які забезпечать у МОД наступне: на початку обтискної зони  із загальною деформацією по товщині стінки 7…10% з наступною деформацією в умовах  і поступовою зміною цього відношення до кінця обтискної зони до величини . Фізична суть даного розподілу часткових деформацій по довжині робочого конусу полягає в наступному: при мінімальному обтисненні по діаметру в зоні редукування та першій ділянці обтискної зони розкатуються дефекти на внутрішній поверхні при сприятливому відношенні деформацій по товщині стінки і діаметру, далі метал, що має ще достатній запас механічних властивостей, прокатується за умови перевищення деформації по діаметру над деформацією по товщині стінки і на кінцевій ділянці обтискної зони деформацію максимально зміцненого металу здійснюється у зазначених раціональних умовах відношення цих деформацій.

Дослідження впливу режимів деформації при прокатці на станах ХПТ на складкоутворення. Огляд відомих режимів деформації та калібровок прокатного інструменту показав, що для задовільної прокатки теплообмінних труб з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей слід застосовувати інструмент із оправкою змінної конусності і профілем рівчака калібрів, профіль розгортки по гребеню яких повторює форму оправки. Стандартна калібровка такого інструменту – калібровка типу КПО (калібровка пропорційних обтиснень), передбачає використання оправок змінної конусності – максимальної на початку (2tgб0) і мінімальної наприкінці обтискної зони (2tgбmin). Співвідношення 2tgб0/2tgбmin залежить від величини загальної деформації у маршруті прокатки.

Фактичне положення оправки в осередку деформації визначає співвідношення обтиснень -  по довжині робочого конуса і величину редукування, що оказує значний вплив на якість внутрішньої поверхні труб. Для визначення впливу цього фактора було проведено дослідження, направлене на визначення залежності величини редукування (ДD) від величини зміщення оправки зі змінною конусністю (2tgбх) від номінального положення проти напрямку прокатки (маршрут прокатки 57х5, 5 → 19,05 х2, 11мм, стан ХПТ 55) (рис.1).

З рисунка 1 видно, що при переміщенні оправки проти напрямку прокатки навіть на незначну величину, у даному випадку на 10мм, метал труб з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей потрапляє до зони інтенсивного утворення складок - рисочної шорсткості на внутрішній поверхні. Переміщення оправки приводить до інтенсивного збільшення обтиску по діаметру в зоні редукування і погіршення якості внутрішньої поверхні труб. Тому важливо визначити величину збільшення редукування при переміщенні оправки і розробити калібровку, яка мінімізує наслідки її переміщення – появу та зростання величини внутрішніх складок.

Визначення допустимої величини зміщення оправки з криволінійною твірною в осередку деформації. При номінальній установці оправки – за калібровкою величина редукування (Дd0) визначається як:

,     (1)

де: Д – радіальний зазор між внутрішньою поверхнею заготовки і циліндричною частиною оправки, мм; ; - середні конусності оправки і розгорнення гребеня рівчака калібру на довжині L0 (L0 – довжина зони редукування, мм).

При зміщенні оправки від номінального положення, величина редукування (Дd1) збільшиться і буде складатися з величини зменшення діаметра оправки на ділянці від початку редукування до точки контакту внутрішньої поверхні робочого конусу з оправкою:

,  (2)

де:  і  - відповідно, середні конусності оправки на довжині ДL і L1;  - середня конусність гребеня рівчака калібру на довжині L1; ДL і L1 – відповідно, величина зміщення оправки від номінального положення проти напрямку прокатки і довжина зони редукування, мм.

Допустима величина редукування, згідно (2), повинна виконуватися як вибором необхідного зазору Д, так і калібровкою гребеня рівчака калібрів і оправки в зоні редукування. Причому, конусність останньої (), в основному, і буде визначати відстань і величину вільного редукування до зустрічі внутрішньої поверхні робочого конусу з оправкою. При відомій, допустимій за умовами якості, величині Дd з залежності (2) можна визначити припустиму величину зсуву оправки :

(3)

Для досліджених маршрутів прокатки теплообмінних труб з гарячепресованої заготовки розміром 57х5,5мм встановлено залежність між глибиною складок на внутрішній поверхні труб та деформацією по діаметру ДD у зоні редукування та розміром складок h на внутрішній поверхні труб.

.  (4)

Значення коефіцієнтів у залежності (3) для досліджених маршрутів прокатки забезпечують величину достовірності апроксимації R2≈1. Залежність (3) за умови обмежень по величині h дозволяє визначити максимально допустиму величину обтиску по діаметру труби-заготовки в зоні редукування без утворення складок на внутрішній поверхні труб.

МЕТОД РОЗРАХУНКУ РЕЖИМІВ ДЕФОРМАЦІЇ ПРИ ПРОКАТЦІ ТРУБ З ПІДВИЩЕНИМ ОБТИСКОМ ПО ДІАМЕТРУ

Компенсувати наслідки, пов'язані зі збільшенням довжини зони редукування і величини вільного редукування, при зміщенні оправки в осередку деформації щодо номінального положення можливо при використанні профілю оправки, що має на початку опуклу ділянку – далі угнуту зі зменшенням до кінця обтискної зони її конусності до . Так, у запропонованому в роботі методі розрахунку режиму деформації профілі гребеня рівчака калібрів і твірної оправки описуються наступними залежностями (Рис. 2):

- для діаметра оправки:

  (5)

- для діаметра рівчака калібрів:

 (6)

де: dо – внутрішній діаметр готової труби; dр – визначений діаметр оправки у точці сполучення функцій  і  для конкретного випадку прокатки, за умовами припустимого редукування ;  - внутрішній діаметр заготовки; Dо – зовнішній діаметр заготовки; Dр – визначений діаметр рівчака калібрів у точці сполучення функцій  і  для конкретного випадку прокатки, що забезпечує для прийнятого значення dр заданий режим обтиснень  на ділянці ; ; - мінімальні конусності рівчака та оправки, відповідно; х – поточна координата довжини обтискної зони; n – показник ступеня, що визначає крутість профілю розгортки гребеня рівчака калібрів і твірної оправки у залежності від зміни механічних властивостей металу в зоні деформації; L – довжина ділянок угнутих функцій  і ,,  – загальна довжина обтискної зони; L1 - прийнята для конкретного випадку прокатки довжина ділянок опуклих функцій  і, ; a, b, c, d і A, B, C, D – відповідно, коефіцієнти функцій  і .

У залежностях (5) і (6) функції  і  аналогічні відомим функціям калібровки КПО і описують угнуті частини, а  й  опуклі частини, відповідно, профілю оправки і діаметра рівчака. Функції  й  є додатковими, що введені у розрахунок для протидії утворенню складок на внутрішній поверхні труб.

Дослідження зміни механічних властивостей теплообмінних труб при прокатці за маршрутами з підвищеною деформацією по діаметру. Для визначення показника n у залежностях (5) і (6), що враховує зміну механічних властивостей металу в зоні деформації були проведені експериментальні дослідження, при яких за методикою Державного трубного Інституту РМВ 241-26-02 для зразків з робочого конусу при прокатці за маршрутами 57х5,5→25,4х2,11мм та 57х5,5→19,05х2,11 мм (сталь AISI 316) отримані експериментальні значення межі міцності та межі текучості у залежності від поточних параметрів деформації у станах типу ХПТ. Аналіз отриманих залежностей показав, що існує функціональний зв'язок між зміною межі міцності ув та ступенем деформації по діаметру еD, а також між зміною межі текучості ут і сумарним ступенем деформації еУ, яких для досліджених маршрутів прокатки може бути визначений за залежностями:

    (7)

    (8)

Залежності (7) та (8) були отримані з величинами достовірності апроксимації  та .

Отримані залежності дозволяють визначити складові залежностей зміни межі текучості і міцності аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей за умов специфіки напружено-деформованого стану металу при холодній пільгерній прокатці труб.

ПАРАМЕТРИ зони ДЕФОРМАЦІЇ ПРИ ПРАВЦІ І ВИЗНАЧЕННЯ режиму деформації у стані поздовжньої правки

У процесі виробництва теплообмінних труб з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових аустенітних сталей одним з масових видів браку є брак по механічним властивостям, який пов'язаний, в основному, з правкою труб на готовий розмір.

Визначення допустимої величини обтиску по діаметру труб при правці. При проведенні роботи були виконані дослідження впливу параметрів правки на зміну механічних властивостей і був здійснений вибір оптимальних режимів виправлення теплообмінних труб з аустенітної марки сталі  на стані 10-60.

Дослідження впливу режиму деформації при правці на зміну межі текучості проводили для труб діаметром 16, 25, 32 і 48 мм із різним співвідношенням зовнішнього діаметра до товщини стінки в межах 5,3…16,6.

Аналіз зміни механічних властивостей металу труб здійснювався на зразках, які були відібрані від труб, що піддавались правці та труб після термічної обробки. Встановлено, що найбільш впливовим фактором на зміну межі текучості в стані подовжньої правки є величина обтиснення  (сплющення) по зовнішньому діаметру труби.

У результаті досліджень була отримана залежність для визначення оптимальної величини обтиску труб по діаметру з урахуванням припустимого збільшення межі текучості і одержання необхідної кривизни труб (до 1мм на 1 п.м.):

    (9)

де:  – величина оптимального сплющення труб, %; е – основа натурального логарифма; F – площа поперечного перерізу труб, мм2. Встановлено, що, залежність (8) може бути використана для всього сортаменту теплообмінних труб з аустенітних марок сталей, що мають межу текучості в діапазоні 150…450МПа і межу міцності 450…650МПа.

Розвиток методу розрахунку режиму деформації у стані поздовжньої правки. Відомі режими деформації для станів поздовжньої правки не забезпечують постійного контакту робочої поверхні валка з поверхнею труб, що правляться. Встановлено, що раціональну калібровку валків необхідно робити під радіус калібру (), зменшеного на величину припустимої поперечної деформації труби мінімального розміру (), а кут розвороту валка () встановити мінімальним у відповідності до технічної характеристики стану. З урахуванням цього, отримано залежність для визначення поточного радіуса валка () і основи його прикладення () у функції від поточної довжини труби, що перебуває в контакті з ним ():

 (10)

де радіус горловини валка;  – радіус труби.

Розроблений метод калібровки валків станів подовжньої правки, забезпечує беззазорний контакт робочого профілю валків з трубами які правляться у всьому діапазоні діаметрів із сортаменту стану. Крім того, з урахуванням визначеної величини оптимального обтиску труб по діаметру, він забезпечує задовільні умови правки теплообмінних труб.

ВПРОВАДЖЕННЯ РОЗРОБЛЕНИХ МЕТОДІВ розрахунку режимів деформації

Впровадження розробленого методу розрахунку режиму деформації станів ХПТ і його промислові випробування при прокатці теплообмінних труб. Виробничі експерименти проводилися при прокатці теплообмінних труб зі сталі ТР316L, до яких висуваються вимоги ASTM A312 по маршруту 57х5,5→19,05х2,11мм на стані ХПТ 55 з використанням гарячепресованої заготовки, яка має грубозернисту структуру металу з величиною зерна 3-5 бала. За результатами прокатки оцінювалась якість цих труб прокатаних на одному стані із застосуванням стандартного інструменту, виготовленого по методиці  КПО (1000 м труб) та інструменту, виготовленого за розробленим методом (7500 м труб).

На внутрішній поверхні труб, що прокатуються із застосуванням стандартного інструменту, наприкінці обтискної зони є дефекти типу «рисочної шорсткості». Результати контролю величини зерна показали, що забезпечується дрібнозерниста, з величиною зерна 10…14 балів, структура металу труб, прокатаних труб.

Результати неруйнівного контролю якості показали, що: точність зовнішнього діаметра труб, прокатаних по обом варіантам, становить 18,95…19,15мм, що перебуває в межах допуску 18,76…19,33мм (+/-1,5%); точність товщини стінки труб, прокатаних із застосуванням стандартного інструмента, склала 2,101…2,669мм, середня товщина стінки склала 2,387мм, тобто точність товщини стінки прокатаних труб займає практично все поле допуску  – 2,11…2,532мм (-0+20%); точність товщини стінки труб, прокатаних із застосуванням інструмента, виготовленого за розробленим методом склала 2,360…2,464мм, середня товщина стінки склала 2,412мм, що свідчить про їх високу точність; відбраківка за результати неруйнівного контролю склала: 47% (470м) -  для стандартного інструменту, та 3% (25м) – для запропонованого режиму деформації.

Застосування інструмента, що виконаний за розробленим режимом деформації забезпечує менше вільне редукування як при номінальному положенні оправки в осередку деформації, так і при її зміщенні від номінального положення проти напрямку прокатки. Це, у свою чергу, забезпечує прокатку труб з бездефектною поверхнею або з поверхнею, де глибина дефектів, обмежена допустимою за умовами якості глибиною.

Впровадження розробленого методу розрахунку режиму деформації у стані поздовжньої правки.

Для дослідної правки, із застосуванням інструменту, профіль якого визначався за залежністю (9), була відібрана партія теплообмінних труб розміру 25х0,7мм зі сталі TP316L. Отримані дані показали, що в процесі правки середній діаметр труб незначно змінився і склав 24,990 мм проти 24,996 мм до правки. Коливання діаметрів до правки становили ± 2,27%, середніх діаметрів  ± 0,14 %, а відхилення діаметрів від круглості 1,51%. Після правки труб ці характеристики стали відповідно ± 0,24%; ± 0,12% і 0,15%. Зменшення коливань середніх діаметрів в 1,17 рази і середнього діаметра труб у партії на 0,006мм пов'язане з профілем валка, який забезпечує безперервність контакту металу і інструменту. Збільшення частки коливань середніх діаметрів у загальнім розсіюванні з 0,355 до 23,6 % при значнім зменшенні коливань діаметра вказує на високу якість правки. Також результати експериментів показали, що овальність труб після правки не перевищує 0,2% і кривизна не більш 1мм на 1п.м. при мінімальнім зміцненні – збільшення межі текучості не перевищує 80МПа. Слід зазначити, що твердість матеріалу труб зі сталей TP304\316L не перевищує 80HRB, що обумовлюється умовами поставки таких труб.

У валках стану поздовжньої правки, що були виконані за запропонованою калібровкою виправлено близько 30 тис. м труб діаметром 25 мм; більш ніж 15 тис. м труб діаметром 38,1 мм та близько 9 тис. м труб діаметром 16 мм високої якості. Дефектів, пов’язаних з якістю правки не спостерігалося.

ВИСНОВКИ

У дисертації отримані теоретичні обґрунтування і нові рішення науково-технічної задачі, що полягає в розвитку методів розрахунку малоциклічних режимів деформації холодної валкової прокатки і правки при виготовленні теплообмінних труб з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу, що дозволяють забезпечити регламентовані механічні властивості, якість поверхні і точність геометричних розмірів, з урахуванням підвищеної величини обтиску по діаметру труби, зміни механічних властивостей у зоні деформації, а також визначеної величини обтиску по діаметру труби при правці.

1. Виконаний аналіз сучасного стану теорії і технології холодної пільгерної прокатки показав, що дослідження, спрямовані на розвиток методів розрахунку малоциклічних режимів деформації холодної валкової прокатки і правки при виготовленні теплообмінних труб з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу, що дозволяють забезпечити регламентовані механічні властивості, якість поверхні і точність геометричних розмірів, з урахуванням підвищеної величини обтиску по діаметру труби, зміни механічних властивостей у зоні деформації, а також визначеної величини обтиску по діаметру труби при правці, є актуальними.

2. Доведена необхідність забезпечення співвідношення часткових відносних обтисків по товщині стінки та діаметру в зоні редукування труб-заготовок у межах 1…1,2. Отримала подальший розвиток закономірність впливу обтиску по діаметру труб-заготовок з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей на розмір закатаних складок на внутрішній поверхні теплообмінних труб при прокатці на станах типу ХПТ. Розробка відрізняється врахуванням характеру деформування по діаметру гарячепресованих труб-заготовок з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу. Це дало можливість визначити максимально допустиму величину обтиску по діаметру труби-заготовки в зоні редукування без утворення складок на внутрішній поверхні труб. Результати проведеного аналізу умов прокатки труб із застосуванням інструмента зі змінною по довжині осередку деформації конусністю оправки показали необхідність використання отриманих даних при розрахунку режимів деформації для станів ХПТ, призначеної для прокатки труб з більшими деформаціями по діаметру і несприятливим співвідношенні деформацій по товщині стінки і діаметру.

3. Отримав подальший розвиток метод визначення режиму деформації при прокатці на станах типу ХПТ з підвищеними обтисками по діаметру у частині забезпечення визначеного співвідношення часткових відносних деформацій по довжині робочого конусу при використанні оправки з опукло-угнутою твірною. Метод відрізняється введенням у залежності, що описують режим деформації додаткової функції для ділянки робочого конусу, на якому вірогідність утворення складок на внутрішній поверхні труб максимальна. Це дає можливість розрахувати малоциклічний режим деформацій для прокатки теплообмінних труб з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей із забезпеченням регламентованих показників їх якості.

4. Удосконалено методику розрахунку калібровки інструменту з опукло-угнутою твірною для виробництва теплообмінних труб. Методика передбачає використання закономірностей впливу обтиску по діаметру труб в зоні редукування на утворення внутрішніх складок, що забезпечує їх мінімізацію на готових трубах.

5. Визначено складові залежностей зміни межі текучості і міцності аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей за умов специфіки напружено-деформованого стану металу при холодній пільгерній прокатці труб. Отримані дані дають можливість врахувати їх при визначенні раціональної форми інструменту та при забезпечення виконання регламентованих вимог до механічних властивостей теплообмінних труб. Було визначено, що зміна границі текучості металу залежить від сумарної деформації по площі поперечного перерізу, а зміна межі міцності – від сумарного обтиснення по діаметру. Це дозволяє визначити механічні властивості металу в кожному контрольному перетині робочого конуса.

7. Вперше для стану подовжньої правки визначено залежність величини обтиску по діаметру від площі поперечного перерізу труб з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу з урахуванням припустимого збільшення межі текучості і одержання необхідної кривизни труб. Це дозволяє визначити режим деформації у стані поздовжньої правки, який забезпечить отримання регламентованих механічних властивостей труб після останнього процесу деформаційної обробки.

8. Отримав подальший розвиток метод розрахунку режиму деформації у стані поздовжньої правки у частині визначення залежності поточного радіуса валка і основи його прикладення від поточної довжини труби, що перебуває в контакті з ним. Відомі методи розрахунку режиму деформації у стані поздовжньої правки вказаної залежності не враховували, що призводило до неконтрольованої площі контакту металу і інструменту у більшості діаметрів з сортаменту стана. Розвинутий метод забезпечує беззазорний контакт робочого профілю валків з трубами які правляться, у всьому діапазоні діаметрів із сортаменту стану та мінімальний приріст межі текучості металу для труб з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей.

9. На підставі результатів, отриманих у ході виконання роботи, удосконалені калібрування деформуючого інструмента для прокатки і правки холоднодеформованих теплообмінних труб з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей. Запропонований режим деформації забезпечує підвищення якості труб за рахунок реалізації розроблених у роботі методів і методик розрахунку параметрів деформуючого інструменту. Експериментальна перевірка отриманих результатів у виробничих умовах показала підвищення показників якості готових труб, а саме, забезпечення деформаційної проробки структури металу труб для одержання однорідної дрібнозернистої структури, була отримана необхідна точність геометричних розмірів і висока якість внутрішньої поверхні труб, поліпшена якість їх виправлення. Зокрема, зменшено обсяг браку холоднодеформованих теплообмінних труб зі сталі ТР316L, прокатаним на стані ХПТ-55 в один деформаційних прохід по маршруту 57х5,5 – 19,0х2,11мм на 36 % (з 47% у технології, що існує, до 3% - у розробленій технології) за рахунок високої якості їх внутрішньої поверхні, мікроструктуру металу труб отримано із зерном 11…14 бала. Крім того, була підвищена якість правки теплообмінних труб розміру 25х0,7мм зі сталі ТР316L на 20%, і забезпечене мінімальне зміцнення металу труб з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей – збільшення межі текучості не більш 80 МПа і твердість матеріалу труб НRB ≤ 80.

10. Результати дисертаційної роботи використані на ЗАТ «СЕНТРАВІС ПРОДАКШН ЮКРЕЙН», де розрахунок форми інструменту для пільгерної прокатки труб на станах типу ХПТ виконується по запропонованому в роботі методу (довідка про використання від «23» квітня 2009 р.). Запропонований метод калібровки інструмента проаналізований фірмою «SMS Meer GmbH» та підтверджена його ефективність при прокатці труб (довідка від «23» травня 2009 р.). Валки правильного стану, форма яких отримана по запропонованому в роботі методу калібровки, використовуються на правильному стані поточної лінії фінішної обробки теплообмінних труб на ЗАТ «СЕНТРАВІС ПРОДАКШН ЮКРЕЙН» (акт впровадження від «24» листопада 2007 р.). Результати, отримані в ході виконання дисертаційної роботи, використані також в навчальному процесі на кафедрі обробки металів тиском НМетАУ при викладанні курсу «Технологічні особливості процесів ОМТ» і «Якість труб» для студентів спеціальності 7.090404 та 8.090404 «Обробка металів тиском», з дисципліни «Технологія обробки металів» для студентів, що навчаються за напрямом «Металургія» з метою отримання освітньо-кваліфікаційного рівня бакалавр, а також при виконанні студентами дипломних проектів, випускних магістерських і курсових науково-дослідних робіт (довідка від 03.02.2010).

Основний зміст роботи опублікований у роботах:

  1.  Комплексные решения повышения качества правки прецизионных тонкостенных нержавеющих труб в условиях в условиях ЗАО «НЗНТ» / Н.В. Винокуров, И.Г. Ковбаса, А.А. Терещенко [и др.] // Сучасні проблеми металургії. (Наукові вісті. Пластична деформація металів). – Дніпропетровськ: Системі технології. – 2005. – №8. – С. 460–464.
  2.  Терещенко А. А. Метод расчета инструмента для холодной пильгерной прокатки труб по маршрутам с повышенной деформацией по диаметру /
    А. А. Терещенко, Я. В. Фролов // Теория и практика металлургии. – 2008. – №5-6. – С. 102–106.
  3.  Терещенко А. А. Новая калибровка прокатного инструмента станов холодной прокатки труб / А. А. Терещенко, Ю. М. Беликов, А. П. Головченко и др. // Бюллетень научно-технической и экономической информации. ("Черная металлургия"). – 2009. – № 4.  С.66–68.
  4.  Терещенко А. А. Выбор параметров для расчета калибровки валков правильных станов по условиям контакта их рабочего профиля с обрабатываемыми трубами / А. А. Терещенко, Ю. М. Беликов, В. В. Чекмарев // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2006. – № 6. – С. 45–49.
  5.  Фролов Я. В. Учет упрочнения металла теплообменных труб из аустенитных сталей при периодической прокатке на станах ХПТ /
    Я. В. Фролов, А. А.Терещенко, С. С. Дудка // Бюллетень научно-технической и экономической информации. ("Черная металлургия"). – 2009. – №9. – С. 63–64.
  6.  Пат. 42442 Україна, МПК7 В 21 С 23/00, Спосіб калібрування торцевих частин бочки валка правильної машини / Терещенко А. А., Фролов Я. В., Дехтярьов В. С. [та ін.]; власник ЗАТ «СЕНТРАВІС ПРОДАКШН ЮКРЕЙН». – № 200814790; заявл. 22.12.2008 ; опубл. 10.07.2009, Бюл. № 13.
  7.  Пат. 42438 Україна, МПК7 В 21 С 23/00, Спосіб калібрування робочого профілю бочки валка правильної машини / Терещенко А. А., Фролов Я. В., Головченко А. П. [та ін.]; власник ЗАТ «СЕНТРАВІС ПРОДАКШН ЮКРЕЙН». – № 200814746; заявл. 22.12.2008 ; опубл. 10.07.2009, Бюл. № 13.
  8.  Пат. 44411 Україна, МПК7 В 21 С 23/00, Спосіб калібрування валка правильної машини / Терещенко А. А., Фролов Я. В., Дехтярьов В. С.
    [та ін.]; власник ЗАТ «СЕНТРАВІС ПРОДАКШН ЮКРЕЙН». – № 200814789; заявл. 22.12.2008 ; опубл. 12.10.2009, Бюл. № 19.
  9.  Браун Х .Й. Высокоточная правка бесшовных труб из нержавеющей стали / Х .Й. Браун, А. А. Терещенко, Дж. Лейн // Современные направления производства сварных и бесшовных труб из черных и цветных металлов : тематич. сб. науч. трудов. Днепропетровск: IТА – 2007. – С. 300–307.

АНОТАЦІЯ

Терещенко А.А. Розвиток методів розрахунку малоциклічних режимів холодної валкової прокатки і правки при виготовленні теплообмінних труб з регламентованими показниками якості. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.05. – Процеси та машини обробки тиском. Національна металургійна академія України, Дніпропетровськ, 2010.

Дисертація присвячена розвитку методів розрахунку малоциклічних режимів деформації холодної валкової прокатки і правки при виготовленні теплообмінних труб з хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей аустенітного класу, що дозволяють забезпечити регламентовані механічні властивості, якість поверхні і точність геометричних розмірів, з урахуванням підвищеної величини обтиску по діаметру труби, зміни механічних властивостей у зоні деформації, а також визначеної величини обтиску по діаметру труби при правці Розроблено методи калібровки інструменту, що забезпечують отримання труб регламентованої якості.

Отримала розвиток закономірність впливу обтиску по діаметру труб-заготовок з аустенітних хром-нікелевих та хром-нікель-молібденових сталей на появу та глибину закатаних складок на внутрішній поверхні теплообмінних труб при холодній пільгерній прокатці на станах типу ХПТ. Урахування закономірності при розрахунку геометрії деформуючого інструменту дозволяє мінімізувати величину закатаних складок та підвищити якість труб. Розроблено метод розрахунку режимів деформації з підвищеними обтисками по діаметру труб-заготовок. Визначено залежності межі текучості та міцності від ступеня деформації для реальних умов деформування металу труб. Визначено залежність величини обтиску по діаметру від площі поперечного перерізу труб з урахуванням припустимого збільшення межі текучості і одержання необхідної кривизни труб. Розроблено метод калібровки валка стана поздовжньої правки з урахуванням раціональної величини обтиску по діаметру труби. Експериментальна перевірка отриманих результатів у виробничих умовах показала підвищення показників якості готових труб.

Ключові слова: холодна пільгерна прокатка, труба, калібровка, якість внутрішньої поверхні, якість правки, точність.

АННОТАЦИЯ

Терещенко А.А. Развитие методов расчета малоциклических режимов холодной валковой прокатки и правки при изготовлении теплообменных труб с регламентированными показателями качества. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.03.05. - Процессы и машины обработки давлением. Национальная металлургическая академия Украины, Днепропетровск, 2010.

В диссертации получено решение научно-технической задачи, заключающейся в развитии методов расчета малоциклических режимов деформации холодной валковой прокатки и правки при производстве теплообменных труб, позволяющие обеспечить регламентированное качество, с учетом повышенной величины обжатия по диаметру трубы и изменения механических свойств при прокатке, а также оптимальной величины обжатия по диаметру трубы при правке.

Получила развитие закономерность влияния обжатия по диаметру труб-заготовок из аустенитных хром-никелевых и хром-никель-молибденовых сталей на появление и глубину закатанных складок на внутренней поверхности теплообменных труб при холодной пильгерной прокатке на станах типа ХПТ. Это дало возможность определить допустимую величину обжатия по диаметру трубы-заготовки в зоне редуцирования без образования складок на внутренней поверхности труб и рациональную форму инструмента.

Получил развитие метод определения режимов деформации по длине рабочего конуса при холодной пильгерной прокатке теплообменных труб из аустенитных хром-никелевых и хром-никель-молибденовых сталей на станах типа ХПТ с повышенными обжатиями по диаметру труб-заготовок. Это позволило реализовать малоциклический режим деформаций для прокатки теплообменных труб с обеспечением регламентированных показателей их качества.

Получены зависимости предела текучести и прочности от степени деформации при условии специфики напряженно-деформированного состояния металла труб из аустенитных хром-никелевых и хром-никель-молибденовых сталей при холодной пильгерной прокатке. Это дало возможность учесть их при определении рациональной формы инструмента и при обеспечении выполнения регламентированных требований к механическим свойствам теплообменных труб.

Впервые для стана продольной правки определена величина обжатия по диаметру в зависимости от площади поперечного сечения труб с обеспечением их минимального упрочнения. Это позволяет определить рациональные параметры настройки правильного стана для обеспечения регламентированных показателей качества.

Получил развитие метод определения формы валка правильного стана, который обеспечивает беззазорный контакт его поверхности с поверхностью труб, которые правятся, с учетом фактической величины обжатия по диаметру. Это обеспечивает высокое качество правки труб.

Ключевые слова: холодная пильгерная прокатка, труба, калибровка, качество внутренней поверхности, качество правки, точность.

ABSTRACT

Tereschenko A.A. Development of calculating methods for the lowcyclic cold pilger rolling modes and straightening in the production of tubes with regulated quality indicators. - Manuscript.

Dissertation for the Candidate of science degree in engineering by specialty 05.03.05. – Processes and machines for deformation. – National metallurgical academy of Ukraine, Dnepropetrovsk, 2010.

The dissertation is devoted to developing methods for calculating lowcyclic modes, subject to certain laws governing the effect of the compression tube diameter to a depth of rolled-folds on the inner surface during rolling, and rational compression tube diameter, providing them with the hardening of the minimal editing. Methods for calibration of an instrument are to receive quality regulated tubes.

Receive the development pattern of the influence of compression on the diameter of the tube blanks made of austenitic chrome-nickel and chrome-nickel-molybdenum steels in the appearance and depth of the rolled folds on the inner surface of the tubes in cold pilger rolling mills in the type of CPR. Accounting for patterns in the calculation of the geometry of the deforming tool allows you to minimize the amount of rolled-up wrinkles and improve the quality of tubes. The method for calculating the deformation modes with increased reductions of the diameter of tube billets was achieved. The dependence of yield stress and strength the deformation conditions of the metal tubes was found. Rational value of diameter reduction, depending on the area of cross section of a tube in the camp of longitudinal changes was found. A method for calibrating roller straightening machines, taking into account the rational compression values on the tube diameter was created. Experimental verification of the results obtained in production conditions showed improvement of quality ready-made tubes.

Key words: cold pilger rolling, tube, calibration, quality, inner surface, the straightening quality, accuracy.

1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45893. Особенности конструкций приспособлений для сверлильных станков 27.63 KB
  Для устранения этого недостатка применяют многошпиндельные сверлильные головки. Головки могут быть специальными и универсальными. В крупносерийном и массовом производстве в основном применяются специальные многошпиндельные головки т. головки с неизменным расположением шпинделей.
45894. Система допусков и посадок для подшипников качения 14.37 KB
  Выбор посадок подшипников качения Весьма важным в обеспечении высокой работоспособности подшипников является выбор посадок колец подшипника с присоединяемыми поверхностями деталей изделия. Основными факторами определяющими выбор посадок являются: вид нагружения колец подшипника; величина нагрузки интенсивность нагружения; частота вращения; условия монтажа. Главным фактором при выборе посадок является вид нагружения наружного и внутреннего колец подшипника. Если Fr Fc то нагружение колец может быть местным или циркуляционным в...
45895. Допуски и посадки шлицевых соединений 47.67 KB
  Шлицевые соединения предназначены для передачи крутящих моментов в соединениях шкивов муфт зубчатых колес и других деталей с валами.Шлицевые соединения кроме передачи крутящих моментов осуществляют еще и центрирование сопрягаемых деталей. Шлицевые соединения могут передавать большие крутящие моменты чем шпоночные и имеют меньшие перекосы и смещения пазов и зубьев.В зависимости от профиля зубьев шлицевые соединения делят на соединения с прямобочным эвольвентным и треугольным профилем зубьев.
45896. Категории и виды стандартов. Стандарт. Стандартизация 17.75 KB
  Категории и виды стандартов Стандарты в РФ являются обязательными в пределах установленной сферы их действия и подразделяются на следующие категории: государственные стандарты – ГОСТ; отраслевые стандарты – ОСТ; республиканские стандарты союзных республик – РСТ; стандарты предприятий – СТП. Государственные стандарты обязательны к применению всеми предприятиями организациями и учреждениями во всех отраслях народного хозяйства. Государственные стандарты утверждает Государственный комитет по стандартам. Отраслевые стандарты обязательны...
45897. Определение основных понятий менеджмента. Цели менеджмента 12.53 KB
  Термин менеджмент применяется только в отношении управления соцэкономическими процессами производственнохозяйственной деятельности на уровне организации предприятия или фирмы. Менеджер должностное лицо занятое руководством в организации осуществляющий процессы планирования координации регулирования организации и контроля всех видов ресурсов включая трудовые. Конечная цель менеджмента это обеспечение деятельности фирмы путем рациональной организации производственного процессауправления производством развития технологической и...
45898. Функции менеджмента: планирование, организация 12.53 KB
  Функции менеджмента: планирование организация. Планирование это определение будущего желаемого состояния объекта управления то на что направлено управляющие воздействие т. Планирование подготовка сегодня завтрашнему дню.стратегическое планирование высший уровень планирования попытка взглянуть долгосрочный в перспективе основополагающие составляющие фирмы.
45899. Функции менеджмента: учет, координация, контроль 12.37 KB
  Учет это сбор обработка анализ и хранение информации о фактическом состояние объекта управления и связанных с ним объектов внешней среды. Различают следующие виды учета: статистический это сбор информации осуществляемый государственными органами управления по стандартным формам и в строго определенные строки; бухгалтерский учет это сбор информации обо всех затратах объекта управления; оперативный учет это сбор информации состав и сроки предоставления которой определяется субъектом направлении. Большую важность для обеспечения...
45900. Понятие и задачи производственного процесса 13.81 KB
  Под термином процесс на производстве понимается упорядоченное взаимодействие труда и объектов труда направленные на получение требуемого результата протикающие в количественно определенных пространственно временных границах. Производственный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов труда и естественных процессов в результате которых исходные материалы превращаются в готовые изделия.в процессе труда рабочий при помощи средств труда оборудование инструмент оснастка воздействуют на предметы труда...
45901. Структуры форм организации производства 12.16 KB
  Структуры форм организации производства. Основные формы организации производства образуются структурными построениями в произв. Форма организации производства это определение сочетание во времени и в пространстве элементов производственного процесса при наличие устойчивых связей между ними. Временную структуру форм организации производства которая определяется составом и порядком взаимодействия элементов производственного процесса во времени.