ФГАОУ ВО «НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:
А. П. Коликов, докт. техн. наук, профессор кафедры ОМД, эл. почта: apkolikov@mail.ru

ОАО «РосНИТИ», Челябинск, Россия:
Д. Ю. Звонарев, канд. техн. наук, старший научный сотрудник, эл. почта: zvonarev@rosniti.ru

ФГАОУ ВО «Московский политехнический университет», Москва, Россия:
М. И. Туапек, канд. техн. наук, доцент

Обобщены результаты физического и математического моделирования напряженно-деформированного состояния металла при пластическом формоизменении листовой заготовки и сварке труб большого диаметра и представлены результаты исследования напряжений (остаточных) и накопленных деформаций при шаговой формовке на прессовом оборудовании по схеме JCO. Показано, что на каждой операции технологического передела в результате упругопластического изгиба листа появляются остаточные растягивающие напряжения, распределение которых крайне неравномерно, что приводит к неравномерному распределению геометрических параметров формуемого профиля. Математические модели позволяют с помощью пакета компьютерных программ осуществлять выбор рациональных параметров формовки трубного профиля с учетом остаточных напряжений и деформаций и получать заготовку с разведенными кромками (шлицевую трубу) необходимых геометрических размеров для проведения последующих технологических операций: доформовки, сварки и калибрования труб большого диаметра (ТБД). Предложенные математические модели расчета остаточных напряжений рекомендовано применять при оценке геометрических размеров сварной трубы.

1. Осадчий В. Я., Коликов А. П. Производство и качество стальных труб. — М. : МГУПИ, 2012. — 370 с.
2. Ушаков А. С., Кондратов Л. А. О производстве стальных труб // Сталь. 2018. № 7. С. 37–49.
3. Эфрон Л. И. Металловедение в «большой» металлургии. Трубные стали. — М. : Металлургиздат, 2012. — 696 с.
4. Asahi H., Hara T., Tsuru E. Development 0f Ultra-high strength Linepipe, X120 // Nippon Steel Technical Repon. 2004. No. 90. P. 82–87.
5. Hillenbrand H. G., Graef M. K., Groil-Weege J. Development of line pipe for deepwoter applications // Proc. of the 12th International Off shore and Polar Engineering Conference 8 Exhibition (ISOPE-2002, May, Japan).
6. Adeeb S., Horsley D. Investigation the Effect of UOE Forming Process on the Buckling of Line Pipes Using Finite Element Modeling // Proc. of The Int. Pipeline Conference IPC2006 (Septemder 2006, Canada). IPC2006-10175. P. 169–174.
7. Барыков А. М., Степанов П. П., Рингинен А. А. и др. Разработка технологии и изготовление проката и труб класса прочности Х100 // Разработка технологий производства стали, проката и труб на Выксунской производственной площадке : сб. тр. — М. : ООО «Металлургиздат», 2016. С. 425–437.
8. Дерикс В., Гензер Б. Новые технологии экономичного и гибкого производства ТБД // Труды XIII междунар. науч-практ. конф. «Трубы-2005». Ч. I. — Челябинск : ОАО «РосНИТИ», 2005. С. 105–108.
9. Kolikov A. P., Leletko A. S., Matveev D. B. et al. Investigation residual stress in welded pipe // Steel in Translation. 2014. Vol. 44, Iss. 11. P. 808–812.
10. Степанов П. П., Мальцев В. В., Шишиновский М. П. Остаточные напряжения при различных способах гибки // Труды XIV Междунар. науч.-практ. конф. «Трубы-2006». Ч. II. — Челябинск : ОАО «РосНИТИ», 2006. — С. 36–39.
11. Звонарев Д. Ю. Совершенствование процессов подгибки кромок и шаговой формовки сварных ТБД для обеспечения высокой точности размеров и форм: дис. … канд. техн. наук. — Челябинск, 2015. — 166 с.
12. Селезнев В. Е., Алешин В. В., Прялов С. И. Основы численного моделирования магистральных трубопроводов. — 2-е изд., перераб. и доп. / под ред. В. Е. Селезнева. — М. : МАКС-Пресс, 2009. — 437 с.
13. Буркин Ю. Н., Логинов Ю. Н., Тропотов А. В., Горланов М. А., Семенов В. П. Анализ способов определения и устранения остаточных напряжений в трубных заготовках // Мат-лы I Российской конф. по трубному производству «Достижения, теория и практика трубного производства» (Екатеринбург, 10–12 марта 2004). — Екатеринбург : ГОУ ВПО «УГТУ УПИ», 2004. — С. 87–97.
14. Матвеев Ю. М., Иванцов В. Я., Грум-Гржимайло Н. А. Производство электросварных труб большого диаметра. — М. : Металлургия, 1968. — 192 с.
15. Lifeng Fan, Ying Gao, Qiang Li, Hongshen Xu. Quality Control on Crimping of Large Diameter Welding Pipe // Chinese Journal of Мechanical Engineering. 2012. Vol. 25. No. 6. P. 1264–1274.
16. Kishiguchi T., Hosoda H., Ikuno Y. Pipe end round equipment and control system (PERFECTS) // Chin-Niittetsu-Sumikin Engineering Gino. 2013. No. 4. P. 39–45.
17. Katsumi M., Kenji O. Steel Products for Energy Industries // JFE Technical Report. 2013. Vol. 43. No. 18. P. 1–11.
18. Коликов А. П., Романцев Б. А., Алещенко А. С. Обработка металлов давлением: теория процессов трубного производства : учебник. — М. : Изд. Дом НИТУ «МИСиС», 2019. — 502 с.
19. Галкин В. В., Чебурков А. С., Пачурин Г. В. Оценка напряженно-деформированного состояния металла трубных заготовок, изготовленных пошаговой формовкой, методом математического моделирования // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 2. [Электронный ресурс] URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_21285484_39419686.pdf (дата обращения: 27.01.2020).
20. Самусев С. В., Фадеев В. А., Скрипаленко М. М. Физическое моделирование процесса формоизменения заготовки для производства сварных труб по схеме «UOE» // Производство проката. 2018. № 2. С. 24–29.
21. Самусев С. В., Алещенко А. С., Фадеев В. А. Моделирование процесса непрерывной формовки сварных прямошовных труб на базе «Тренажера-ТЭСА 10-50» // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2018. Т. 61. № 5. С. 378–384.
22. Самусев С. В., Жигулев Г. П., Скрипаленко М. М., Фадеев В. А. Исследование параметров процесса шаговой формовки заготовки при производстве ТБД на линии 1420 // Черные металлы. 2017. № 9. С. 73–77.
23. Чечулин Ю. Б., Боклаг Н. Ю. Физическое моделирование предварительной формовки труб с использованием сборного инструмента // Труды ХIХ Междунар. науч.-техн. конф. «Трубы-2011» Ч. 1. — Челябинск : ОАО «РосНИТИ», 2010. — С. 224–225.
24. Shinkin V. N. The mathematical model of the thick steel sheet flattening on the twelve-roller sheet-straightening machine. Message 1. Curvature of sheet // CIS Iron and Steel Review. 2016. Vol. 12. Р. 37–40.
25. Shinkin V. N., Kolikov A. P. Elastoplastic shaping of metal in an edgebending press in the manufacture of large-diameter pipe // Steel in Translation. 2011. Vol. 41. No. 6. Р. 528–531.
26. Хажинский Г. М. Механика мелких трещин и надежность элементов трубопроводов. — М. : ИНЭК, 2007. — 295 с.
27. Белевич А. В. Моделирование показателей пластичности и сопротивления деформации талей сталей и сплавов. Практикум по технологической механике. — Владимир : Изд-во ВлГУ, 2005. — 84 с.
28. Мигачев Б. А., Потапов А. И. Пластичность инструментальных сталей и сплавов. — М. : Металлургия, 1980. — 88 с.