RU2020009C1 - Method for forming pipe billet - Google Patents
Method for forming pipe billet Download PDFInfo
- Publication number
- RU2020009C1 RU2020009C1 SU5046518A RU2020009C1 RU 2020009 C1 RU2020009 C1 RU 2020009C1 SU 5046518 A SU5046518 A SU 5046518A RU 2020009 C1 RU2020009 C1 RU 2020009C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- curvature
- strip
- billet
- pipe
- edges
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению сварных прямошовных труб и кабельных оболочек. The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to the manufacture of welded longitudinal seam pipes and cable sheaths.
Известен способ формовки трубной заготовки, при котором кривизну (радиус формовки) распределяют по сложной эмпирической формуле (Жуковский Б. Д. и др. Производство труб электросваркой сопротивлением. М.: Металлургиздат, 1953). A known method of forming a pipe billet, in which the curvature (radius of molding) is distributed according to a complex empirical formula (B. Zhukovsky and others. The production of pipes by electric resistance welding. M .: Metallurgizdat, 1953).
Недостатком данного способа является то, что не контролируется состояние периферийных участков трубной заготовки на межклетьевых расстояниях, что приводит к пластическому искажению профиля заготовки, появлению гофров на ее кромках и как следствие изготовлению некачественной сварной трубы. The disadvantage of this method is that the condition of the peripheral sections of the pipe billet at the inter-stand distances is not controlled, which leads to plastic distortion of the billet profile, the appearance of corrugations at its edges and, as a consequence, the production of a poor-quality welded pipe.
За прототип принят способ формовки трубной заготовки, при котором металлическую ленту изгибают в открытых и закрытых калибрах, образованных вращающимися валками, с постепенным увеличением кривизны заготовки и межклетьевым ее натяжением, создаваемым увеличением радиусов по дну валков в каждом из последующих калибров (клетях) [1]. The prototype adopted a method of forming a tubular billet, in which a metal tape is bent in open and closed calibers formed by rotating rolls, with a gradual increase in the curvature of the workpiece and its interstring tension, created by increasing the radii along the bottom of the rolls in each of the following calibers (stands) [1] .
Недостатком этого способа является то, что положение периферийных участков трубной заготовки на межклетьевых расстояниях не одинаково. Значительное растяжение приобретают кромки на участке открытых калибров, что приводит к образованию гофров и смещению профиля заготовки в поперечном направлении. The disadvantage of this method is that the position of the peripheral sections of the pipe billet at the inter-stand distances is not the same. Significant stretching is acquired by the edges in the area of open calibers, which leads to the formation of corrugations and the shift of the workpiece profile in the transverse direction.
Технической задачей способа формовки трубной заготовки является определение такой последовательности увеличения кривизны трубной заготовки в формовочных калибрах трубоформовочного стана, при которой соблюдается равенство мощностей натяжения кромок полосы по деформирующим сечениям. The technical task of the method of forming a tube billet is to determine a sequence of increasing the curvature of the tube billet in the molding gauges of the tube mill, in which the equal powers of the tension of the edges of the strip along the deforming sections are observed.
Это условие позволяет избежать образования гофров на кромках (металлической ленты), из которой формуется трубная заготовка. При непрерывной формовке причиной гофрообразования на кромках формуемой ленты является чрезмерное растяжение кромок трубной заготовки на межклетьевых расстояниях при входе в очаг деформации и последующее сжатие кромок при выходе из очага деформации (валкового калибра) (Рымов В.А., Полухин П.И., Потапов И. Н. Совершенствование производства сварных труб, М.: Металлургия, 1983). При этом напряжения на кромках трубной заготовки достигают значений, соответствующих началу пластических деформаций, и попадают в диапазон критических, при которых происходит потеря устойчивости. This condition avoids the formation of corrugations at the edges (metal tape), from which the tube billet is formed. During continuous molding, the cause of corrugation at the edges of the tape being formed is an excessive stretching of the edges of the pipe billet at the spacing at the entrance to the deformation zone and subsequent compression of the edges when leaving the deformation zone (roll gauge) (Rymov V.A., Polukhin P.I., Potapov I.N. Improving the production of welded pipes, Moscow: Metallurgy, 1983). In this case, the stresses at the edges of the tube billet reach values corresponding to the onset of plastic deformations and fall into the critical range at which stability is lost.
Таким образом, чем больше напряжения растяжения полосы при входе в очаг деформации, тем больше вероятность образования гофра, что делает невозможным получение качественно сформованной трубной заготовки. Поскольку общие энергозатраты на натяжение полосы в линии формовки не зависят от распределения энергозатрат по клетям, то очевиден вывод, что минимальную вероятность образования гофра, а значит, и наилучшее качество трубной заготовки обеспечивает схема формовки, реализующая равенство мощностей натяжения кромок полосы по деформирующим калибрам. Thus, the greater the tensile stress of the strip at the entrance to the deformation zone, the greater the likelihood of corrugation, which makes it impossible to obtain a well-formed tube billet. Since the total energy consumption for the strip tension in the forming line does not depend on the distribution of energy consumption over the stands, the conclusion is obvious that the minimum probability of corrugation formation, and, therefore, the best quality of the tube billet, is provided by the molding scheme that realizes the equality of the powers of the strip edges in the deforming gauges.
Для решения этой задачи в способе формовки трубной заготовки, при котором металлическую ленту изгибают в открытых и закрытых калибрах, образованных вращающимися валками, с постепенным увеличением кривизны заготовки и межклетьевым ее натяжением, кривизну устанавливают из следующей зависимости:
χi(1+K) - - = где χi - кривизна трубной заготовки в i-том калибре;
Bs - ширина полосы;
К - коэффициент, характеризующий соотношение контактных площадей;
Riдн, Riдв - радиусы по дну соответственно нижнего и верхнего валка в i-том калибре;
Ктр - коэффициент трения;
L - межклетьевое расстояние;
li н - длина контакта на кромке полосы с нижним валком в i-том калибре.To solve this problem, in a method of forming a tube billet, in which a metal strip is bent in open and closed gauges formed by rotating rolls, with a gradual increase in the curvature of the workpiece and its interstring tension, the curvature is determined from the following relationship:
χ i (1 + K) - - = where χ i is the curvature of the pipe billet in the i-th gauge;
B s is the bandwidth;
K is a coefficient characterizing the ratio of contact areas;
R idn , R idv are the radii along the bottom of the lower and upper rolls in the ith caliber, respectively;
To Tr - coefficient of friction;
L is the interstand distance;
l i n - contact length at the edge of the strip with the lower roll in the i-th gauge.
На фиг. 1 показан профиль и основные геометрические параметры верхнего валка открытого калибра; на фиг.2 - профиль и основные геометрические параметры нижнего валка открытого или закрытого калибра. In FIG. 1 shows the profile and basic geometric parameters of the upper roll of an open caliber; figure 2 - profile and basic geometric parameters of the lower roll of an open or closed caliber.
Используем принцип равенство мощностей натяжений при расчете геометрических параметров очагов деформации по клетям при формовке трубной заготовки. We use the principle of equal tension powers when calculating the geometric parameters of the deformation zones along the stands during the molding of the tube billet.
Мощность сил трения скольжения Nск кромки полосы может быть записана в виде:
Nск= VсвKE·l
hо - толщина полосы;
Ктр - коэффициент трения (для стали Ктр = 0,14);
Е - модуль упругости;
χi - кривизна трубной заготовки в i-омс сечении ;
li н - длина контакта по нижнему валку;
li в - длина контакта по верхнему валку;
В - ширина волокна кромки.The power of the sliding friction forces N ck the edges of the strip can be written in the form:
N ck = V St. K E l
h o - strip thickness;
To Tr - the coefficient of friction (for steel K Tr = 0.14);
E is the modulus of elasticity;
χ i is the curvature of the pipe billet in the i-ohms section;
l i n - contact length along the lower roll;
l i in - contact length along the upper roll;
B is the width of the edge fiber.
Мощность тепловыделения Nm при формовке можно записать в виде:
Nm= V
Vi н - относительная скорость движения полосы вдоль нижнего валка.The heat release power N m during molding can be written as:
N m = V
V i n - the relative speed of the strip along the lower roll.
Мощность натяжения Nнат есть разница мощности сил скольжения и мощности сил тепловыделения:
Nнат=Nск-Nm (3)
Требование равенства мощностей натяжений по кромке полосы на межклетьевых расстояниях равносильно зависимости:
KB·EVсвχi(l
·χi-1+(l
N nat = N ck -N m (3)
The requirement of equality of the power of the tension along the edge of the strip at the inter-stand distances is equivalent to the dependence:
K B · e V St. χ i (l
Χ i-1 + (l
Значение С определяют из описания механизма возникновения гофра. Если напряжение натяжения достигает критических значений (первое критическое значение соответствует образованию двух полуволн, то появляется большая вероятность появления гофра на выходе из очага деформации. Для получения качественно сформованной трубной заготовки необходимо, чтобы напряжения натяжения были меньше критических σ кр. Для стержня длиной в четверть межклетьевого расстояния L, шириной ho и высотой :
σкр= E · (5) где L - межклетьевое расстояние;
Вs - ширина полосы.The value of C is determined from the description of the mechanism of occurrence of the corrugation. If the tension stress reaches critical values (the first critical value corresponds to the formation of two half-waves, then there is a high probability of corrugation appearing at the exit from the deformation zone. To obtain a well-formed tube billet, it is necessary that the tension stresses are less than critical σ cr . For a quarter length inter-stand distance L, width h o and height :
σ cr = E · (5) where L is the interstand distance;
In s is the bandwidth.
Мощность натяжения в этом случае равна:
Nнат = σ кр ˙ Vсв ˙ Fсеч (6)
Из (5) и (6) получаем, что
C = E · ·VB (7)
При входе в линию формовки (в первую формовочную клеть) кривизна полосы в предыдущем сечении равна нулю, то формула (4) принимает следующий вид:
χiVсв(l
Согласно фиг.1 и 2 приняты следующие обозначения:
Rig.B - радиус по дну верхнего валка в i-том калибре;
Rig.Н - радиус по дну нижнего валка в i-том калибре;
Ri К.Н - катающий радиус нижнего валка в i-том калибре;
Ri К.В. - катающий радиус верхнего валка в i-том калибре.The tension power in this case is equal to:
N nat = σ cr ˙ V sv ˙ F section (6)
From (5) and (6) we obtain
C = e · V B (7)
When entering the molding line (in the first molding stand), the curvature of the strip in the previous section is zero, then formula (4) takes the following form:
χ i V sv (l
According to figure 1 and 2 adopted the following notation:
R ig.B - radius along the bottom of the upper roll in the ith caliber;
R ig.Н - radius along the bottom of the lower roll in the i-th gauge;
R i K.N - rolling radius of the lower roll in the i-th caliber;
R i K.V. - rolling radius of the upper roll in the i-th caliber.
Использовав формулы:
Vi B = VСВ - ω RKB i (9)
Vi H=ω Ri H - VCB. (10) где ω - частота вращения валка, получим из (8):
Vсв(χil
·χil
Из фиг.1 и 2 можно установить, что:
R
mi= (13)
Подставив (13) в (12), получим:
R
Заменим cos отрезком ряда 1 -
Тогда получим:
R
Аналогично получим:
R
Подставив (14) и (15) в (11), после преобразований получим:
χi(l
Заменим на К (для открытых калибров К = 1,4, для закрытых калибров К = 1,0). Далее полагая, что катающие радиусы верхнего и нижнего валков находятся в одном сечении, из (16) получим:
χi(1+K) - - = ; (17)
П р и м е р. Для производства труб диаметром 245 х 7,0 мм в линии ТЭСА - 250 используется калибровка сменного формовочного инструмента, рассчитанная по способу-прототипу (табл.1). Недостаточная стабильность процесса формовки приводит к отбраковке части труб, которая идет в отходы. Причиной является возникновение гофров на кромках полосы на межклетьевых расстояниях между четырьмя открытыми калибрами, которые затем не исправляются в трех закрытых калибрах, и качество сварного шва получается невысоким (напровары, подмины кромки и др. дефекты).Using the formulas:
V i B = V CB - ω R KB i (9)
V i H = ω R i H - V CB . (10) where ω is the roll rotation frequency, we obtain from (8):
V St. (χ i l
Χ i l
From figure 1 and 2 it can be established that:
R
m i = (thirteen)
Substituting (13) in (12), we obtain:
R
Replace cos line segment 1 -
Then we get:
R
Similarly, we get:
R
Substituting (14) and (15) into (11), after the transformations, we obtain:
χ i (l
Replace on K (for open calibers K = 1.4, for closed calibers K = 1.0). Further, assuming that the rolling radii of the upper and lower rolls are in the same section, from (16) we obtain:
χ i (1 + K) - - = ; (17)
PRI me R. For the production of pipes with a diameter of 245 x 7.0 mm in the TESA-250 line, calibration of a replacement molding tool calculated using the prototype method is used (Table 1). The lack of stability of the molding process leads to the rejection of the part of the pipes that goes to waste. The reason is the occurrence of corrugations on the strip edges at the inter-stand distances between four open gauges, which are then not corrected in three closed gauges, and the quality of the weld is poor (welds, edge creases, and other defects).
Необходимо определить значения кривизны в каждом из семи приводных калибров формовочного стана ТЭСА-250, исключающие гофрообразование на кромках формуемой полосы, а затем рассчитать габаритные размеры валков по известной методике. It is necessary to determine the curvature in each of the seven drive calibers of the TESA-250 molding mill, which exclude corrugation at the edges of the formed strip, and then calculate the overall dimensions of the rolls by a known method.
Произведем расчет параметров калибровки 1-ой формующей клети:
Hпр= R1-cos = 14061-cos = 51,9 мм , где Нпр - высота профиля полосы; Нпр вх = 0,94 ˙ 51,9 = 48,79 мм;
Rкр = Riдн + Нпр = 175,58 + 51,9 = 227,48 мм;
l
H ol = R 1-cos = 1406 1-cos = 51.9 mm, where N CR - the height of the strip profile; H pr in = = 0.94 ˙ 51.9 = 48.79 mm;
R cr = R pr idn + H = 175.58 + 51.9 = 227.48 mm;
l
Далее из (17) находим, что кривизна заготовки в первом калибре
χi= 0,54
R1= = 1852,29 мм
D
D
χ i = 0.54
R 1 = = 1852.29 mm
D
D
Параметры калибровки валков других клетей рассчитаны аналогичным образом и сведены в табл.2 (диаметр трубы 245 х 7,0 мм). The calibration parameters of the rolls of other stands are calculated in a similar way and are summarized in Table 2 (pipe diameter 245 x 7.0 mm).
Выполнение процесса формовки сварной прямошовной трубы в ручьевых калибрах с кривизной, указанной в табл.2, позволило достичь поставленную цель и получить сварную трубу без вмятин, подминов и других дефектов, обычно возникающих из-за гофрообразования на кромках трубной заготовки. The process of forming a welded straight-line-seam pipe in brook gauges with the curvature specified in Table 2 made it possible to achieve the goal and to obtain a welded pipe without dents, pads, or other defects that usually arise due to corrugation on the edges of the pipe billet.
Количество сварных прямошовных труб, не выдержавших пооперационного или выходного контроля, сократилось на 17,46% (по сравнению с аналогичными трубами, изготовленными по способу-прототипу). The number of welded longitudinal joints that could not withstand operational or output control decreased by 17.46% (compared with similar pipes made by the prototype method).
При несоблюдении расчетных параметров (кривизны калибров и параметров валков), обеспечивающих необходимое натяжение кромок полосы при формовке, происходили нарушения процесса формовки (главным образом, образование гофров на кромках) вплоть до выталкивания полосы из валкового калибра. If the calculated parameters (the curvature of the gauges and the roll parameters), which provide the necessary tension of the strip edges during molding, are not observed, the molding process was disturbed (mainly corrugation at the edges) until the strip was expelled from the roll gauge.
Claims (1)
χi(1 + K) - - = ,
где χi - кривизна трубной заготовки в i-том калибре;
Bs - ширина полосы;
K - коэффициент, характеризующий соотношение контактных площадей (K = 1,4 для открытых и K = 1,0 для закрытых калибров);
Riдв - радиус по дну верхнего валка и i-том калибре;
Riдн - радиус по дну нижнего валка в i-том калибре;
Kтр - коэффициент трения полосы;
L - межклетьевое расстояние;
li н - длина контакта на кромке полосы с нижним валком в i-том калибре.METHOD FOR FORMING PIPE BILLING, in which a metal tape is bent in open and closed gauges formed by rotating rolls, with a gradual increase in the curvature of the workpiece and its inter-stand tension, characterized in that the curvature is set based on the dependence
χ i (1 + K) - - = ,
where χ i is the curvature of the pipe billet in the i-th gauge;
B s is the bandwidth;
K is a coefficient characterizing the ratio of contact areas (K = 1.4 for open and K = 1.0 for closed gauges);
R idv is the radius along the bottom of the upper roll and the ith caliber;
R idn is the radius along the bottom of the lower roll in the i-th caliber;
K Tr - coefficient of friction of the strip;
L is the interstand distance;
l i n - contact length at the edge of the strip with the lower roll in the i-th gauge.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5046518 RU2020009C1 (en) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | Method for forming pipe billet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5046518 RU2020009C1 (en) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | Method for forming pipe billet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020009C1 true RU2020009C1 (en) | 1994-09-30 |
Family
ID=21606409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5046518 RU2020009C1 (en) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | Method for forming pipe billet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2020009C1 (en) |
-
1992
- 1992-06-09 RU SU5046518 patent/RU2020009C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Матвеев Ю.М., Ваткин Я.Л. Калибровка инструмента трубных станов. М.: Металлургия, 1970, с.434-437. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2091655C1 (en) | Profiled pipe | |
CN100406144C (en) | Cold rolling process for metal tubes | |
RU2020009C1 (en) | Method for forming pipe billet | |
CN100393433C (en) | Cold rolling process for metal tubes | |
TWI746756B (en) | Method and device for rolling metal strips | |
CA2321493C (en) | Tool design for tube cold pilgering | |
Mkrtychian et al. | Innovation method of production of extremely-thin-walled welded tubes on the tube-electric welding machine TESA 10-20 | |
RU2049570C1 (en) | Method for manufacture of welded tubes with longitudinal seam | |
SU825215A1 (en) | Pass of rolls for tube pilger rolling | |
RU2019326C1 (en) | Method of cold reduction of welded tubes and cable casing | |
US4554816A (en) | Method for the manufacture of a pipe bend | |
RU2118213C1 (en) | Method for making c-shaped bent section | |
SU1808437A1 (en) | Process of manufacture of welded profile pipes | |
RU2014165C1 (en) | Method for manufacturing longitudinally welded pipes | |
RU2039620C1 (en) | Method to produce bent shapes of rolling | |
SU880524A1 (en) | Technological tool for cold rolling of tubes | |
SU659222A1 (en) | Flow line for production of welded thermally hardened tubes | |
SU902889A2 (en) | Welding unit of mill for producing welded straight-seam tubes | |
SU1523201A1 (en) | Method of rolling tubes on sinking mill and rolling mill tools for effecting same | |
SU768501A1 (en) | Mandrel for tube die rolling | |
JP2000288616A (en) | Manufacture of seamless steel tube | |
RU2050999C1 (en) | Method of making sheets with trapezoidal corrugations | |
SU1477485A1 (en) | Two-roll pass for rolling mill | |
RU2058202C1 (en) | Billet hot rolling method | |
RU2056961C1 (en) | Method of making straight-seam electrically welded tubes |