RU2019139365A - Способ экспандирования труб - Google Patents

Claims (17)

1. Способ экспандирования труб большого диаметра, включающий позиционирование трубы относительно деформирующего инструмента и ее шаговую раздачу по всей длине с помощью экспандирующего устройства, отличающийся тем, что экспандирование каждого шага состоит из следующих этапов: производят измерение формы трубы до экспандирования, коррекцию режима при отклонении фактических параметров трубы от заданных, после наступления пластической деформации и получения круглой формы производят поворот трубы на угол α_т, обеспечивающий перекрытие неконтактных зон, производят раздачу трубы до получения необходимых значений по геометрии трубы и отвод головки экспандера для перемещения трубы на следующий шаг, при этом шаговую раздачу трубы осуществляют до получения участков с постоянным периметром

и диаметром

по длине с учетом данных, полученных при измерении механических свойств исходной заготовки, где периметр после разгрузки на i-ом шаге равен:

,

где

- периметр трубы при нагрузке на i-ом шаге, мм;

,

- номинальное значение периметра и диаметра трубы соответственно после разгрузки, мм;

- периметр трубы до экспандирования, мм;

- номинальное значение степени остаточной деформации;

- степень остаточной деформации на i-ом шаге;

степень раздачи на i-ом шаге определяется по формуле:

- деформация после разгрузки;

причем механический экспандер снабжен устройством для измерения и выявления отклонения по форме трубы до, в процессе и после раздачи трубы; устройством для измерения и контроля нагрузки на каждый сегмент в процессе экспандирования.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вводят ограничение по перемещению и усилию деформирования, предварительно рассчитывают нагрузку на каждый сегмент F_N по формуле:

где

- предел текучести на i-ом шаге в сечении, соответствующая N-ому сегменту, МПа;

- радиус трубы на i-ом шаге в сечении, соответствующая N-ому сегменту, мм; R_N - радиус N-ого сегмента, мм;

,

- длина контактной зоны сегмента и секции трубы на i - ом шаге в продольном и поперечном направлении; β=0,5÷0,9 - коэффициент, учитывающий напряженное состояние на i-ом шаге, соответствующая N-ому сегменту;

при этом при превышении нагрузки как минимум на один из сегментов F_N максимальной допустимой нагрузки F_Nmax уменьшают величину перемещения трубы на следующий шаг, а при достижении величины перемещения сегментов, соответствующей величине (0,8÷1)×F_Nmax в процессе экспандирования производится остановка, отвод головки экспандера и перемещение трубы в сторону предыдущего шага на длину, обеспечивающую снижение нагрузки на деформирующий инструмент как минимум до 5%.

3. Способ по п. 1, в котором угол поворота трубы относительно деформирующего инструмента экспандирующего инструмента равен α_т=l_Nнк/R_нк+(45÷360/(2n+(N-n))), где n - количество сегментов; N - номер сегмента, относительно которого произведен поворот; l_Nнк - длина дуги в неконтактной зоне между сегментом N и N+1, мм; R_нк - радиус дуги сектора трубы в неконтактной зоне, мм.

4. Способ по п. 2, в котором величина перемещения трубы на предыдущий шаг равна (0,1÷0,5)⋅L_Kz.