Выксунский филиал НИТУ «МИСиС», Выкса, Россия:

М. А. Товмасян, старший преподаватель кафедры технологий и оборудования обработки металлов давлением, эл. почта: i-margarit@yandex.ru
Н. В. Холодова, старший преподаватель кафедры технологий и оборудования обработки металлов давлением

И. В. Мялкин, доцент кафедры электрометаллургии, канд. техн. наук

НИТУ «МИСиС», Москва, Россия

С. В. Самусев, профессор кафедры обработки металлов давлением

Описаны элементы головки пресс-экспандера и процесс раздачи труб. Приведены требования к трубам до и после экспандирования в соответствии со стандартами. Представлены методы исследований на участке гидромеханического экспандера линии ТЭСА 1420. Проведено математическое моделирование в программном комплексе DEFORM с учетом и без предыстории нагружения. На основе экспериментального исследования и численного анализа определены причины возникновения отклонения от округлости, превышения овальности и периметра труб до и после экспандирования. Определен характер распределения напряжений и деформаций в процессе устранения овальности в контактных и неконтактных участках труб и инструмента пресс-экспандера. Выявлены наиболее нагруженные области при экспандировании толсто- и тонкостенных труб и предложен метод расчета усилия деформирования с учетом исходной кривизны деформируемой заготовки. Представлен способ экспандирования труб, учитывающий неравномерное распределение механических свойств и отклонение по геометрическим параметрам, периметру и длине трубы.

1. Коликов А. П., Романцев Б. А., Алещенко А. С. Обработка металлов давлением. Теория процессов трубного производства. — М. : НИТУ «МИСиС», 2019. — 502 с.

2. API Spec. 5L. Технические условия для трубопроводов. — Введ. 01.10.2008. — Washington : API Publishing Services, 2007.
3. ГОСТ 10706–76. Трубы стальные электросвараные прямошовные. — Введ. 01.01.1978. — М. : Издательство стандартов, 1976.
4. ГОСТ Р ИСО 3183–2015. Трубы стальные для трубопроводов нефтяной и газовой промышленности. Общие технические условия. — Введ. 01.06.2016. — М. : Издательство стандартов, 2016.
5. ГОСТ 20295–85. Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. Технические условия. — Введ. 01.01.1987. — М. : Издательство стандартов, 1985.
6. ТУ 1381-012-05757848–2005. Технологическая инструкция. Трубы электросварные прямошовные диаметром 508–1422 мм для магистральных трубопроводов на рабочее давление до 9,8 МПа. — Введ. 01.06.2005.
7. ОТТ-23.040.00-КТН-051-11. Трубы нефтепроводные большого диаметра. Общие технические требования. — Введ. 01.01.2012.
8. ГОСТ 26877–2008. Металлопродукция. Методы измерения отклонений формы. — Введ. 01.09.2013. — М. : Стандартинформ, 2013.
9. Боклаг Н. Ю., Чечулин Ю. Б., Песин Ю. В., Кугаевский С. С. Методика определения пружинения и геометрических параметров при предварительной формовке трубной заготовки труб большого диаметра на прессах // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 2. С. 1–8.
10. Занковец П. В. Степень влияния подготовки и сборки под сварку на качество сварных соединений технологических трубопроводов // Автоматическая сварка. 2011. № 6. С. 48–53.
11. Arakawa Takekazu, Nishimura Kimihiro, Yano Koji, Suzuki Nobuhisa. Development of high performance UOE pipefor linepipe // JFE Technical Report. 2013. No. 18. P. 23–35.
12. Jai Dev Chandel, Nand Lal Singh. Formation of X-120 M line pipe through J-C-O-E Technique // Engineering. 2011. No. 3. P. 400–410.
13. Nóbrega J., Diniz D., Silva A. Numerical evaluation of temperature field and residual stresses in an API 5L X80 steel welded joint using the finite element method // Metals. 2016. Vol. 6, Iss. 28. DOI: 10.3390/met6020028.
14. Fan Lifeng, Gao Ying, Li Qiang, Xu Hongshen. Quality control on crimping of large diameter welding pipe // Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2012. Vol. 25, Iss. 6. P. 1264–1273.
15. Tovmasyan M. A., Samusev S. V. Effect of the nonuniform distribution of the mechanical properties of rolled sheets on the shape of a round billet after forming in making large-diameter pipes // Metally. 2020. No. 5.
P. 589–596. DOI: 10.1134/S0036029520050158.
16. Товмасян М. А., Самусев С. В. Экспериментальное исследование изменения овальности труб большого диаметра с учетом влияния сварочных деформаций // Черные металлы. 2019. № 9. С. 43–48.
17. Mcrea D., Macre T., Cuida O. Stresses supported by the pipe wall during the expanding process // Metallurgy and new materials researches. 2009. Vol. 17. No. 4. P. 9–18.
18. 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.
19. Коликов А. П., Звонарев Д. Ю., Галимов М. Р. Оценка напряженно-деформированного состояния металла на основе математического моделирования при производстве труб большого диаметра // Известия вузов. Черная металлургия. 2017. Т. 60, № 9. С. 706–712.
20. Пат. 2729804 РФ. Матрица и способ изготовления стальной трубы / М. Хорие, Т. Мива, Ю. Тамура, М. Мияке ; заявл. 06.03.2018 ; опубл. 12.08.2020.
21. Пат. 2763079 РФ. Способ экспандирования труб / М. А. Товмасян, С. В. Самусев ; заявл. 03.12.2019 ; опубл. 27.12.2021, Бюл. № 36.