Московский технический университет связи и информатики, Москва, Россия

В. Н. Шинкин, профессор кафедры физики, докт. физ.-мат. наук, эл. почта: shinkin-korolev@yandex.ru

Подгибка кромок стального листа является ключевой операцией при производстве сварных стальных труб большого диаметра, обеспечивающей качественную газовую сборку кромок трубной заготовки перед сваркой, герметичность сварного шва и соответствие геометрии трубы проектным параметрам. В современной практике применяют две основные технологические схемы производства труб. Схема JCOE (SMS Meer): подгибка кромок выполняется до формовки основной части заготовки на прессах; процесс пошаговый и симметричный с двух сторон, обеспечивает высокую точность геометрии кромок. Схема с трехвалковыми вальцами (Haeusler): подгибка кромок осуществляется после вальцовки листа (требуется для устранения недеформируемых плоских участков — шлицев листа); используется специализированная роликовалковая кромкогибочная машина. Физико-механические основы процесса: при подгибке происходит упругопластическая деформация материала. Основные параметры: радиус кривизны нейтральной плоскости; коэффициент пружинения (учитывающий упругое восстановление формы после снятия нагрузки); сопротивление деформации. Оборудование и инструменты: кромкогибочные прессы (характеризуются гидравлическим приводом, пошаговым принципом работы, симметричной деформацией кромок и возможностью регулировки радиуса подгибки кромок); валки (двух- или трехрадиусный профиль поверхности кромки листа для плавного перехода, высокая твердость поверхности стали, система охлаждения для предотвращения перегрева). Технологические параметры: угол подгибки кромок (задается проектом трубы); длина подгибаемой кромки; усилие подгибки (зависит от толщины листа, модуля Юнга, пределов текучести и прочности стали). Контроль качества: критерии оценки подгибки (соответствие радиуса кривизны проектному значению, отсутствие трещин и надрывов на кромках, равномерность деформации по длине листа, угол подгибки в пределах допуска); методы контроля (визуальный осмотр, измерение шаблонами, ультразвуковая дефектоскопия). Типичные дефекты и способы их устранения: гофрообразование (причина — превышение критического угла подгибки; решение — снижение усилия, увеличение радиуса валка); неравномерная кривизна (причина — неоднородность свойств стали; решение — предварительный отжиг листа); трещины на кромках (причина — низкая пластичность материала; решение — замена стали на марку с меньшим содержанием углерода). Подгибка кромок на прессах является высокотехнологичным процессом, требующим точного расчета параметров деформации, использования специализированного оборудования и контроля качества на всех этапах. Оптимизация процесса позволяет повысить герметичность сварных швов, снизить энергозатраты и увеличить ресурс труб в ходе эксплуатации. В данной работе построена математическая модель расчета остаточной кривизны стального листа после его упругопластического изгиба на кромкогибочном прессе с профилем поверхности матрицы второго порядка (эллиптический цилиндр).

1. Шинкин В. Н. Механика сплошных сред для металлургов. — М. : МИСиС, 2014. — 628 с.
2. Shinkin V. N. Elastoplastic bend of bimetallic steel sheet at edge-bending press // CIS Iron and Steel Review. 2025. Vol. 29. P. 61–65.
3. Шинкин В. Н. Роликовалковая подгибка кромок стальной трубной заготовки. Часть 2. Эвольвентный профиль валков // Черные металлы. 2025. № 3. С. 55–59.
4. Hwang Ye. M., Wang G. Yu., Tsui H. Sh. R. Roller plunge schedule design and finite element analysis on roller flattening of metal sheets // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2025. Vol. 141. No. 5–6. P. 2863–2875.
5. Wang R. Ju., Zhou Qi., Du X. Zh., Li Yu. Sh., Zhang P. Ch., Li G. F., Huang Zh. Q., Ma Li. D., Jiang L. Yu. Crack mechanism and experimental verification on straightening of AZ31B magnesium alloy plate // Scientific Reports. 2023. Vol. 13. No. 1. 9114.
6. Belskiy S. M., Samsonov S. M. On the measure of nonflatness of rolled strips and sheets // Metallurgist. 2025. Vol. 69. No. 2. P. 212–217.
7. Polunin D. S., Belskii S. M. Opportunities for the development of highstrength steels in cold rolling mills // Steel in Translation. 2025. Vol. 55. No. 5. P. 525–529.
8. El kouifat M. Kh., Zniker H., Ouaki B. Investigation of the damage of the welded stainless steel tube used in the solar power plants // Journal of Failure Analysis and Prevention. 2023. Vol. 23. No. 4. P. 1675–1683.
9. Bathelt L., Scurk M., Djakow E., Henke Ch., Trachtler A. Novel straighteningmachine design with integrated force measurement for straightening of high-strength flat wire // Sensors. 2023. Vol. 23. No. 22. 9091.
10. Skripalenko M. N., Zhigulev G. P., Fadeev V. A., Skripalenko M. M. Detection of optimal parameters of steel sheet billet forming process while bending on PBT 25 three-roller machine // CIS Iron and Steel Review. 2024. Vol. 27. P. 55–59.
11. Gamin Yu. V., Troitskii D. V., Galkin S. P., Kin T. Yu., Fadeev V. A. Automated parametric algorithm for designing a three-roll stand for radial shear rolling // Steel in Translation. 2024. Vol. 54. No. 12. P. 1162–1171.
12. Niu R. K., Wang H. T. Spherical fixed abrasive head lapping of titanium alloy // Strength of Materials. 2024. Vol. 56. No. 6. P. 1251–1261.