RU2621747C1 - Method for producing welded steel pipe - Google Patents
Method for producing welded steel pipe Download PDFInfo
- Publication number
- RU2621747C1 RU2621747C1 RU2015155550A RU2015155550A RU2621747C1 RU 2621747 C1 RU2621747 C1 RU 2621747C1 RU 2015155550 A RU2015155550 A RU 2015155550A RU 2015155550 A RU2015155550 A RU 2015155550A RU 2621747 C1 RU2621747 C1 RU 2621747C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sheet
- steel sheet
- pressing
- molding
- steel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
- B21D5/01—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments
- B21D5/015—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments for making tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
- B21C37/0815—Making tubes with welded or soldered seams without continuous longitudinal movement of the sheet during the bending operation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
- B21D5/01—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к способу получения сварных стальных труб большого диаметра с большой толщиной стенки, используемых при строительстве магистральных трубопроводов и т.п., и более конкретно, к способу производства открытой трубы, обладающей высокой округлостью благодаря многократному выполнению операции трехточечной прессовой гибки. В настоящем изобретении под открытой трубой (трубой с несведенными кромками) подразумевается труба, у которой концевые части стального листа (открытые кромки), обращенные друг к другу, не сварены, после того, как стальному листу после формовки путем прессования придана цилиндрическая форма.The invention relates to a method for producing welded steel pipes of large diameter with a large wall thickness used in the construction of trunk pipelines and the like, and more particularly, to a method for producing an open pipe with high roundness due to multiple three-point bending operations. In the present invention, an open pipe (a pipe with uncircumcised edges) is understood to mean a pipe in which the end parts of the steel sheet (open edges) facing each other are not welded after the cylindrical shape is formed into a steel sheet after compression molding.
Уровень техникиState of the art
Как правило, при изготовлении толстых стальных труб большого диаметра, предназначенных для создания магистральных трубопроводов и т.п., широко применяется так называемая UOE-технология. При формовке стальной трубы UOE производится прессовка стального листа заданной толщины, длины и ширины с приданием ему U-образной формы, затем производится прессовка с приданием О-образной формы, в результате чего получают открытую трубу, после чего производится сварка состыкованных концов открытой трубы; затем производят раздачу трубы в направлении по окружности с целью получения идеальной круглой формы (экспандирование трубы). Однако при производстве стальных труб UOE прессовка толстого стального листа с приданием ему сначала U-образной формы, а затем О-образной формы требует большого давления, что обуславливает необходимость применения большого гибочного пресса.As a rule, in the manufacture of thick steel pipes of large diameter, designed to create trunk pipelines, etc., the so-called UOE technology is widely used. When forming a UOE steel pipe, the steel sheet is pressed into the specified thickness, length and width to be U-shaped, then pressed into the O-shaped form, as a result of which an open pipe is obtained, after which the joined ends of the open pipe are welded; then the pipes are distributed in a circumferential direction in order to obtain an ideal round shape (pipe expansion). However, in the production of UOE steel pipes, pressing a thick steel sheet with first giving it a U-shape and then an O-shape requires a lot of pressure, which necessitates the use of a large bending press.
Вследствие этого, в качестве метода снижения давления прессовки при производстве толстых стальных труб большого диаметра был предложен и веден в практику, например, способ производства стальных труб с помощью прессовой гибки. При таком способе после загибания краев стального листа по ширине (так называемая краевая гибка (опрессовка края)) несколько раз выполняется операция трехточечной гибки стального листа при подаче данного листа в направлении по ширине на заданную величину, чтобы получить, по существу, цилиндрическую открытую трубу, после чего выполняется сварка встык противоположных краев открытой трубы, а затем после корректирования формы получают стальную трубу.As a result, as a method of reducing the pressure of pressing in the production of thick steel pipes of large diameter, a method for producing steel pipes using bending was proposed and put into practice, for example. With this method, after bending the edges of the steel sheet in width (the so-called edge bending (edge crimping)), the three-point operation of bending the steel sheet is performed several times when feeding this sheet in the width direction by a predetermined amount to obtain an essentially cylindrical open pipe, after which butt welding of the opposite edges of the open pipe is performed, and then after the shape is corrected, a steel pipe is obtained.
Однако при вышеупомянутом способе прессовой гибки, поскольку прессовка толстолистовой стали в направлении по ширине производится отдельными операциями, вследствие незначительных отклонений толщины или прочности стального листа форма изгиба может быть неоднородной. В результате, при сварке кромок открытой трубы в свариваемой части возникает ступенчатый участок (так называемое "смещение"), которое может приводить к возникновению смещения сваренного участка. Смещение сварного участка приводит к возникновению местных концентраций напряжений растяжения в направлении по окружности, вызываемых действием внутреннего давления, что может значительно понижать надежность производимого изделия.However, with the aforementioned method of press bending, since the pressing of plate steel in the width direction is performed in separate operations, due to slight deviations in the thickness or strength of the steel sheet, the shape of the bend may be non-uniform. As a result, when welding the edges of an open pipe in the welded part, a stepped section (the so-called "displacement") occurs, which can lead to a displacement of the welded section. The offset of the welded section leads to the occurrence of local concentrations of tensile stresses in the circumferential direction caused by the action of internal pressure, which can significantly reduce the reliability of the manufactured product.
В целях предупреждения возникновения смещения сварного участка необходимо точно регулировать условия прессовки (например, усилия прессовки) толстолистовой стали в поперечном направлении, что становится препятствием в условиях автоматизированного массового производства. Кроме того, при возникновении смещения свариваемой детали, сварка правой и левой частей происходит в условиях их напряженного состояния. Если стальной лист обладает высокой прочностью или имеет большую толщину, необходима большая удерживающая сила, что также ограничивает возможный диапазон применения данного способа для производства сварных труб.In order to prevent the occurrence of displacement of the welded section, it is necessary to precisely control the pressing conditions (for example, the pressing force) of the plate steel in the transverse direction, which becomes an obstacle in the conditions of automated mass production. In addition, when a displacement of the welded part occurs, welding of the right and left parts occurs under conditions of their stress state. If the steel sheet has high strength or has a large thickness, a large holding force is required, which also limits the possible range of application of this method for the production of welded pipes.
Способ, с помощью которого пытались решить вышеупомянутые проблемы, раскрываемый, например, в Патентном Документе 1, заключается в применении формовочного штампа, содержащего верхнюю часть штампа с пуансоном, и нижнюю часть штампа, включающую в себя жестко установленную в заданном положении напротив пуансона матрицу, углубление которой определяет нижнюю мертвую точку хода пуансона, а также первый и второй матричные элементы, расположенные напротив друг друга справа и слева от углубления матрицы, способные перемещаться в противоположных направлениях относительно друг друга. В патентном документе 2 раскрывается способ, в котором на определенной длине внешнего матричного элемента выполнена вогнутая поверхность, радиус которой соответствует внешнему диаметру изготовляемой трубы, и на определенном участке длины внутреннего матричного элемента выполнена выпуклая поверхность, радиус которой соответствует внутреннему диаметру изготовляемой трубы, которые приводятся в положение плотного контакта друг с другом, производя формовку определенной части помещенного между ними листа; внутренний и внешний матричные элементы приводятся в положение плотного контакта друг с другом после подачи части обрабатываемого листа, находящегося снаружи внешнего матричного элемента, а подача листа в поперечном направлении осуществляется с помощью валиков, установленных с обеих сторон внешнего матричного элемента; таким образом осуществляется точная гибка обрабатываемой детали. Кроме того, в патентном документе 3 раскрывается способ производства круглой стальной трубы из толстой листовой стали методом пресс-формовки и гибки, при котором после формовки производится сварка краев листа, в результате чего получают заготовку круглой стальной трубы, которую затем нагревают и пропускают поверхность данной заготовки сквозь множество прокатных валков полукруглой формы, соответствующей требуемому радиусу производимой трубы, после чего производится горячая формовка заготовки с целью корректировки формы.The method by which they tried to solve the above problems, disclosed, for example, in Patent Document 1, is to use a forming die containing the upper part of the die with a punch, and the lower part of the die, which includes a matrix rigidly installed in a predetermined position opposite the punch, a recess which determines the bottom dead point of the stroke of the punch, as well as the first and second matrix elements located opposite each other to the right and left of the recess of the matrix, capable of moving in opposite directions relative to each other. Patent document 2 discloses a method in which a concave surface is made at a certain length of the external matrix element, the radius of which corresponds to the external diameter of the pipe being manufactured, and a convex surface is made at a certain length of the internal matrix element, the radius of which corresponds to the internal diameter of the pipe being manufactured, which are the position of tight contact with each other, forming a certain part of the sheet placed between them; the inner and outer matrix elements are brought into close contact with each other after feeding part of the processed sheet located outside the external matrix element, and the sheet is fed in the transverse direction by means of rollers mounted on both sides of the external matrix element; thus, precise bending of the workpiece is carried out. In addition, Patent Document 3 discloses a method for manufacturing a round steel pipe from thick sheet steel by compression molding and bending, in which, after molding, the edges of the sheet are welded, resulting in a billet of a round steel pipe, which is then heated and the surface of this billet is passed through many rolling rolls of a semicircular shape corresponding to the required radius of the produced pipe, after which the billet is hot formed to adjust the shape.
Список документов.List of documents.
Патентная литература.Patent Literature.
Патентный Документ 1: JP 11-129031 А.Patent Document 1: JP 11-129031 A.
Патентный Документ 2: JP 2007-090406 А.Patent Document 2: JP 2007-090406 A.
Патентный Документ 3: JP 2005-324255 А.Patent Document 3: JP 2005-324255 A.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническая проблема.Technical problem.
Однако при применении способа, раскрываемого в Патентном Документе 1, уменьшается толщина стального листа, поскольку он зажимается между пуансоном и углублением матрицы в нижней мертвой точке. По этой причине, когда зажим является локальным, толщины стенки трубы становится неравномерной, и существует вероятность нарушения допустимых пределов отклонения размеров. При использовании способа, раскрываемого в Патентном Документе 2, проблема, присущая способу, раскрываемому в Патентном Документе 1, решается, поскольку сжатие листа является не локальным, а производится по всей ширине листа между внешним и внутренним матричными элементами, но вследствие различия размеров внешнего и внутреннего матричных элементов в зависимости от диаметра и толщины стенки стальной трубы, необходимо изготовлять матричные элементы различных размеров, и при этом увеличивается частота замены матричных элементов, что, в свою очередь, приводит к снижению производительности. При применении способа, раскрываемого в Патентном Документе 3, существует необходимость нагрева заготовки с целью горячей формовки и корректировки формы, что приводит к значительному возрастанию производственных затрат. Кроме того, при термомеханической обработке толстолистовой стали существует риск снижения прочности, вязкости и свариваемости вследствие нагрева.However, when applying the method disclosed in Patent Document 1, the thickness of the steel sheet is reduced, since it is clamped between the punch and the recess of the matrix at bottom dead center. For this reason, when the clamp is local, the wall thickness of the pipe becomes uneven, and there is a possibility of violating the permissible limits of deviation of dimensions. When using the method disclosed in Patent Document 2, the problem inherent in the method disclosed in Patent Document 1 is solved because the sheet is not compressed in the sheet, but is produced over the entire width of the sheet between the external and internal matrix elements, but due to the difference in the sizes of the external and internal matrix elements, depending on the diameter and wall thickness of the steel pipe, it is necessary to produce matrix elements of various sizes, and the frequency of replacement of matrix elements increases, which, in u turn, leads to poor performance. When applying the method disclosed in Patent Document 3, there is a need to heat the workpiece for the purpose of hot forming and shape adjustment, which leads to a significant increase in production costs. In addition, during thermomechanical processing of plate steel, there is a risk of a decrease in strength, toughness and weldability due to heating.
При создании настоящего изобретения были учтены вышеупомянутые проблемы предшествующего уровня техники, и целью настоящего изобретения является создание способа производства сварных стальных труб, обеспечивающего простоту процесса производства и небольшое смещение свариваемых краев детали при использовании прессовой гибки.When creating the present invention, the aforementioned problems of the prior art were taken into account, and the aim of the present invention is to provide a method for the production of welded steel pipes, providing simplicity of the manufacturing process and a slight offset of the welded edges of the part when using press bending.
Решение проблемы.Solution.
В целях максимального уменьшения смещения сварного участка заявителями было проведено всестороннее исследование, основное внимание при котором уделялось изменению формы толстолистовой стали при трехточечной гибке. В результате, для способа производства открытой трубы, при котором после многократной прессовки (прессовки первой половины листа) в направлении от края к центру производится многократная прессовка (прессовка второй половины листа) в направлении от противоположного края к центру, и, наконец, производится прессовка центральной части, было обнаружено следующее. При финальном проходе прессовки первой половины листа, когда стальной лист установлен на матричных элементах, один матричный элемент контактирует с неотформованной частью стального листа, а другой матричный элемент входит в контакт с уже отформованной частью стального листа. С другой стороны, при финальном проходе прессовки второй половины листа, в зависимости от устанавливаемой длины подачи стального листа, оба матричных элемента контактируют с уже отформованными участками толстого стального листа. При этом возникает разница по форме, получаемой при прессовке первой половины листа, и при прессовке второй половины листа, и возникает большое смещение между подлежащими сварке противоположными кромками открытой трубы. Было установлено, что для предотвращения возникновения вышеупомянутого смещения необходимо оставлять неотформованным центральный участок толстого стального листа, что и привело к созданию настоящего изобретения.In order to minimize the offset of the welded section, the applicants conducted a comprehensive study, the main focus of which was paid to changing the shape of plate with three-point bending. As a result, for the method of producing an open pipe, in which, after multiple pressing (pressing of the first half of the sheet) in the direction from the edge to the center, multiple pressing (pressing of the second half of the sheet) in the direction from the opposite edge to the center is performed, and finally, the central parts, the following was discovered. During the final pressing pass of the first half of the sheet, when the steel sheet is mounted on the matrix elements, one matrix element contacts the unformed part of the steel sheet, and the other matrix element comes into contact with the already formed part of the steel sheet. On the other hand, during the final pressing pass of the second half of the sheet, depending on the set feeding length of the steel sheet, both matrix elements contact the already formed sections of the thick steel sheet. In this case, there is a difference in the shape obtained by pressing the first half of the sheet and when pressing the second half of the sheet, and a large offset occurs between the opposite edges of the open pipe to be welded. It has been found that in order to prevent the aforementioned displacement from occurring, it is necessary to leave the central portion of the thick steel sheet unformed, which led to the invention.
Таким образом, согласно настоящему изобретению, предлагается способ производства сварной стальной трубы, предусматривающий: выполнение трехточечной гибки исходного стального листа большой толщины с помощью двух матричных элементов, установленных на определенном расстоянии друг от друга в направлении подачи стального листа, и пуансона, способного перемещаться, входя в пространство между двумя указанными матричными элементами, осуществляя прессовку толстого стального листа и формовку открытой трубы; и сварку кромок открытой трубы, при котором сначала выполняется прессовка первой половины листа от одного края к центру листа в направлении по ширине листа (при этом прессовка центрального участка не производится), затем выполняется прессовка второй половины листа от противоположного края листа к центру листа в направлении по ширине листа (прессовка центрального участка листа не производится), после чего производится прессовка установленного на двух указанных матричных элементах центрального участка стального листа в направлении по ширине (финальная прессовка), причем центральный участок открытой трубы при финальном проходе прессовки второй половины листа должен оставаться неотформованным.Thus, according to the present invention, a method for manufacturing a welded steel pipe is provided, comprising: three-point bending of an initial steel sheet of large thickness using two matrix elements installed at a certain distance from each other in the direction of supply of the steel sheet, and a punch capable of moving when entering into the space between the two indicated matrix elements, by pressing a thick steel sheet and forming an open pipe; and welding the edges of the open pipe, in which first pressing the first half of the sheet from one edge to the center of the sheet in the direction along the width of the sheet (while pressing the Central section is not performed), then pressing the second half of the sheet from the opposite edge of the sheet to the center of the sheet in the direction the width of the sheet (pressing of the central section of the sheet is not performed), after which the pressing of the central section of the steel sheet mounted on the two specified matrix elements is performed in the direction along Rine (final pressing), whereby the central portion of the open pipe at the final pass of pressing the second half of the sheet should remain neotformovannym.
В предлагаемом способе производства сварной стальной трубы при финальном проходе прессовки второй половины стального листа выполняются условия следующей формулы (1):In the proposed method for the production of welded steel pipe in the final pass of pressing the second half of the steel sheet, the conditions of the following formula (1) are fulfilled:
где: Lb - область формовки при финальном проходе прессовки второй половины листа (мм);where: L b is the molding area during the final passage of pressing the second half of the sheet (mm);
Ln - область формовки при финальной прессовке (мм);L n is the molding area during the final pressing (mm);
W - расстояние между матричными элементами (мм);W is the distance between the matrix elements (mm);
αb - степень сдвига (-) положения стального листа при финальном проходе прессовки второй половины листа; иα b is the degree of shift (-) of the position of the steel sheet during the final passage of the pressing of the second half of the sheet; and
βb - степень сдвига (-) положения матрицы при финальном проходе прессовки второй половины листа.β b - the degree of shift (-) of the position of the matrix during the final passage of pressing the second half of the sheet.
Полезный эффект изобретения.The beneficial effect of the invention.
Способ согласно настоящему изобретению дает возможность получения открытой трубы, не имеющей ступенчатого участка (смещения) противоположных краев листа, без оказания отрицательного влияния на качество трубы, т.е. без уменьшения толщины толстолистовой стали в результате зажима между нижней частью штампа и верхней частью штампа, без снижения производительности вследствие необходимости замены нижней части штампа, и без необходимости изменения условий прессовки первой и второй половин. Кроме того, при применении способа согласно настоящему изобретению отсутствует необходимость коррекции формы посредством термоформовки, что дает возможность производства стальных труб при сохранения исходных характеристик стали.The method according to the present invention makes it possible to obtain an open pipe without a stepped portion (offset) of the opposite edges of the sheet, without adversely affecting the quality of the pipe, i.e. without reducing the thickness of plate steel as a result of clamping between the lower part of the stamp and the upper part of the stamp, without reducing performance due to the need to replace the lower part of the stamp, and without the need to change the pressing conditions of the first and second halves. In addition, when applying the method according to the present invention there is no need for shape correction by thermoforming, which makes it possible to produce steel pipes while maintaining the original characteristics of the steel.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг. 1 - принципиальная схема, иллюстрирующая способ производства открытой трубы согласно настоящему изобретению.FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing an open pipe according to the present invention.
Фиг. 2(a)-2(c) - принципиальные схемы, иллюстрирующие финальный проход прессовки первой половины листа.FIG. 2 (a) -2 (c) are schematic diagrams illustrating the final press pass of the first half of the sheet.
Фиг. 3(a)-3(c) - принципиальные схемы, иллюстрирующие финальный проход прессовки второй половины листа, когда длина подачи стального листа больше расстояния между матричными элементами.FIG. 3 (a) -3 (c) are schematic diagrams illustrating the final press pass of the second half of the sheet when the feed length of the steel sheet is greater than the distance between the matrix elements.
Фиг. 4(a)-4(c) - принципиальные схемы, иллюстрирующие финальный проход прессовки второй половины листа, когда длина подачи стального листа меньше расстояния между матричными элементами.FIG. 4 (a) -4 (c) are schematic diagrams illustrating the final press pass of the second half of the sheet when the feed length of the steel sheet is less than the distance between the matrix elements.
Фиг. 5 - принципиальная схема, иллюстрирующая подачу толстолистовой стали в финальном проходе прессовки второй половины листа, когда длина подачи стального листа меньше расстояния между матричными элементами.FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the supply of plate steel in the final press passage of the second half of the sheet when the feed length of the steel sheet is less than the distance between the matrix elements.
Фиг. 6 - схема, демонстрирующая взаимное расположение толстого стального листа, матрицы и пуансона, когда стальной лист находится в положении перед финальным проходом прессовки второй половины листа.FIG. 6 is a diagram showing the relative positioning of a thick steel sheet, die, and punch when the steel sheet is in a position in front of the final pressing passage of the second half of the sheet.
Фиг. 7 - схема, демонстрирующая влияние расстояния W между матричными элементами на мощность, требующуюся для трехточечной гибки.FIG. 7 is a diagram illustrating the effect of the distance W between matrix elements on the power required for three-point bending.
Фиг. 8 - схема, демонстрирующая величину смещения свариваемых встык кромок открытой трубы.FIG. 8 is a diagram showing an offset value of butt welded edges of an open pipe.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Ниже приводится подробное описание вариантов реализации настоящего изобретения.The following is a detailed description of embodiments of the present invention.
На фиг. 1 схематично представлен процесс формовки открытой трубы до сварки кромок посредством прессовой гибки с использованием пресса для трехточечной гибки, содержащего два матричных элемента, расположенных в направлении подачи стального листа на определенном расстоянии друг от друга, поддерживающих стальной лист в двух точках опоры, и пуансон, осуществляющий прессовку части стального листа между матричными элементами. Как показано на фиг. 1, в данном случае используется толстый стальной лист с загнутыми краями, но тот же самый принцип может использоваться и для стального листа, на котором не была произведена краевая гибка.In FIG. 1 schematically shows the process of forming an open pipe before welding the edges by means of press bending using a press for three-point bending, containing two matrix elements located in the direction of supply of the steel sheet at a certain distance from each other, supporting the steel sheet at two points of support, and a punch that performs pressing parts of the steel sheet between the matrix elements. As shown in FIG. 1, in this case, a thick steel sheet with curved edges is used, but the same principle can be used for steel sheet on which edge bending has not been performed.
Сначала производится прессовка первой половины листа методом трехточечной гибки при подаче стального листа несколько раз ("а" раз) в направлении от точки А к точке С (см. фиг. 1), в результате чего первая половина стального листа приобретает, по существу, круглую форму. На данном этапе формовка центральной точки С стального листа не производится, и на этом прессовка первой половины листа заканчивается. В настоящем описании этот процесс мы будем называть "прессовкой первой половины листа".First, the first half of the sheet is pressed by three-point bending by feeding the steel sheet several times (“a” times) in the direction from point A to point C (see Fig. 1), as a result of which the first half of the steel sheet acquires a substantially circular form. At this stage, the center point C of the steel sheet is not molded, and at this point the pressing of the first half of the sheet ends. In the present description, we will call this process "pressing the first half of the sheet."
Затем производится прессовка противоположной, второй половины листа методом трехточечной гибки при подаче стального листа несколько раз ("b" раз) в направлении от точки В к точке С, в результате чего вторая половина стального листа также приобретает, по существу, круглую форму. При выполнении прессовки второй половины листа предпочтительно, чтобы условия прессовки, такие как длина подачи стального листа и количество операций прессовки (количество проходов) были такими же, как и при прессовке первой половины листа, чтобы форма получаемой второй половины трубы была такой же, как форма первой половины. Во время прессовки второй половины листа формовка центральной точки С стального листа также не производится. В настоящем описании этот процесс мы будем называть "прессовкой второй половины листа". По окончании прессовки второй половины стального листа он приобретает С-образную форму с имеющейся плоской частью в центральной области, а подлежащие сварке встык кромки остаются широко открытыми.Then, the opposite, second half of the sheet is pressed by three-point bending by feeding the steel sheet several times (“b” times) in the direction from point B to point C, as a result of which the second half of the steel sheet also acquires a substantially circular shape. When performing the pressing of the second half of the sheet, it is preferable that the pressing conditions, such as the length of the steel sheet and the number of pressing operations (number of passes), are the same as when pressing the first half of the sheet, so that the shape of the resulting second half of the pipe is the same as the shape first half. During the pressing of the second half of the sheet, the center point C of the steel sheet is also not formed. In the present description, we will call this process "pressing the second half of the sheet." At the end of pressing the second half of the steel sheet, it acquires a C-shape with the existing flat part in the central region, and the edges to be butt-welded remain wide open.
После этого, наконец, выполняется трехточечная гибка центральной части толстого стального листа, и широко открытые подлежащие сварке встык кромки смыкаются. Этот процесс мы будем называть "финальной прессовкой".After this, finally, three-point bending of the central part of the thick steel sheet is performed, and the wide open edges to be butt welded are closed. We will call this process the “final pressing”.
Величина хода пуансона (взаимное расположение матрицы и пуансона) во время прессовки первой половины листа и прессовки второй половины листа для каждого прохода прессовки может выбираться произвольно, таким образом, чтобы контролировать форму получаемого изделия. Для того чтобы получать одинаковую форму при прессовке первой и второй половин стального листа, предпочтительно, чтобы величина хода пуансона была постоянной. Однако если известно, что форма загиба краев, толщина стального листа, его прочность и какие-либо другие параметры при прессовке первой и второй половин стального листа отличаются друг от друга, или в случае, когда требуется получить асимметричную форму (с учетом последующей обработки), величины хода пуансона и другие параметры, выбираемые при прессовке первой и второй половин стального листа, могут отличаться друг от друга. В таком случае, желательно, чтобы изменения в какой-либо точке легко компенсировались величиной хода пуансона.The size of the stroke of the punch (relative position of the die and the punch) during pressing of the first half of the sheet and pressing of the second half of the sheet for each pass of the pressing can be selected arbitrarily, so as to control the shape of the resulting product. In order to obtain the same shape when pressing the first and second halves of the steel sheet, it is preferable that the stroke of the punch is constant. However, if it is known that the shape of the bending of the edges, the thickness of the steel sheet, its strength and any other parameters when pressing the first and second halves of the steel sheet are different from each other, or in the case when it is necessary to obtain an asymmetric shape (taking into account subsequent processing), punch stroke values and other parameters selected during pressing of the first and second halves of the steel sheet may differ from each other. In this case, it is desirable that the changes at any point are easily compensated by the magnitude of the stroke of the punch.
Кроме того, предпочтительно, чтобы длина подачи стального листа при каждом проходе прессовки была бы меньше или равна расстоянию между матричными элементами. Это обусловлено тем, что когда длина подачи превышает расстояние между матричными элементами, на стальном листе остаются участки необработанной поверхности, что приводит к значительному ухудшению округлости открытой трубы и конечного продукта, т.е. стальной трубы.In addition, it is preferable that the feed length of the steel sheet at each press pass is less than or equal to the distance between the matrix elements. This is due to the fact that when the feed length exceeds the distance between the matrix elements, sections of the untreated surface remain on the steel sheet, which leads to a significant deterioration in the roundness of the open pipe and the final product, i.e. steel pipe.
На фиг. 2(a)-2(c) приведены принципиальные схемы, иллюстрирующие финальный ("а"-ный раз выполняемый) проход прессовки первой половины листа. По завершении подачи стального листа левый матричный элемент на фиг. 2(a)-2(c) контактирует с еще не обработанным участком стального листа. Имеющий кривизну уже обработанный участок стального листа контактирует с противоположным (правым) матричным элементом, и часть стального листа нависает над матричным элементом. Поэтому, когда пуансон производит прессовку стального листа, имеющая кривизну уже обработанная сторона листа смещается вниз, и прессовка стального листа начинается в положении, при котором он наклонен. Кроме того, поскольку в момент начала прессовки правая сторона листа смещена относительно левой стороны, и уже обработанная сторона значительно оттягивается, формуемая область стального листа в нижней мертвой точке пуансона становится асимметричной относительно центра верхней части штампа.In FIG. 2 (a) -2 (c) are schematic diagrams illustrating the final ("a" time run) press pass of the first half of the sheet. Upon completion of the supply of the steel sheet, the left matrix element in FIG. 2 (a) -2 (c) is in contact with an untreated portion of the steel sheet. The already machined portion of the steel sheet having a curvature is in contact with the opposite (right) matrix element, and part of the steel sheet hangs over the matrix element. Therefore, when the punch presses the steel sheet, the already-machined side of the sheet having a curvature shifts downward, and the pressing of the steel sheet begins at a position in which it is inclined. In addition, since the right side of the sheet is offset relative to the left side at the time of pressing, and the already machined side is significantly extended, the formed region of the steel sheet at the bottom dead center of the punch becomes asymmetric with respect to the center of the upper part of the stamp.
На фиг. 3(a)-4(c) приведены принципиальные схемы, иллюстрирующие финальный ("b"-ный раз выполняемый) проход прессовки первой половины листа. При прессовке второй половины листа при изменении соотношения между длиной подачи и расстоянием между матричными элементами получаемая форма трубы значительно изменяется. Например, как показано на фиг. 3(a)-3(c), если длина подачи стального листа значительно больше расстояния между матричными элементами, правый матричный элемент на фиг. 3(a)-3(c) входит в контакт с неотформованным участком стального листа в поперечном направлении, а левый матричный элемент входит в контакт с уже отформованным участком стального листа в поперечном направлении, и стальная труба располагается над матричными элементами. Таким образом, на фиг. 3(a)-4(c) изображено состояние, аналогичное показанному на фиг. 2(a)-2(c), хотя левая и правые стороны поменялись местами.In FIG. 3 (a) -4 (c) are schematic diagrams illustrating the final (“b” th time) press pass of the first half of the sheet. When pressing the second half of the sheet with a change in the ratio between the feed length and the distance between the matrix elements, the resulting pipe shape changes significantly. For example, as shown in FIG. 3 (a) -3 (c), if the feed length of the steel sheet is significantly greater than the distance between the matrix elements, the right matrix element in FIG. 3 (a) -3 (c) comes into contact with the unformed section of the steel sheet in the transverse direction, and the left matrix element comes into contact with the already formed section of the steel sheet in the transverse direction, and the steel pipe is located above the matrix elements. Thus, in FIG. 3 (a) -4 (c) shows a state similar to that shown in FIG. 2 (a) -2 (c), although the left and right sides are reversed.
Наоборот, как показано на фиг. 4(a)-4(c), когда длина подачи стального листа меньше расстояния между матричными элементами, поскольку правый матричный элемент также контактирует с участком, уже отформованным при прессовке первой половины листа, оба матричных элемента контактируют с уже отформованными участками. Для сравнения, положение стального листа на фиг. 2(a)-2(c) в зеркально отображенном виде по горизонтали показано пунктиром на фиг. 4(a)-4(c). Наклон стального листа в момент начала прессовки центрального участка (фиг. 4(b)) меньше, чем наклон стального листа на фиг. 2(a)-2(c), и область деформации в нижней мертвой точке пуансона (фиг. 4(a)-4(c)) отличается от области деформации на фиг. 2(a)-2(c). По этой причине возникает различие по форме правой и левой частей.On the contrary, as shown in FIG. 4 (a) -4 (c), when the feed length of the steel sheet is less than the distance between the matrix elements, since the right matrix element also contacts the section already molded by pressing the first half of the sheet, both matrix elements contact the already formed sections. For comparison, the position of the steel sheet in FIG. 2 (a) -2 (c) in a mirrored horizontal view is shown by a dotted line in FIG. 4 (a) -4 (c). The inclination of the steel sheet at the start of pressing the central portion (FIG. 4 (b)) is less than the inclination of the steel sheet in FIG. 2 (a) -2 (c), and the deformation region at the bottom dead center of the punch (FIG. 4 (a) -4 (c)) is different from the deformation region in FIG. 2 (a) -2 (c). For this reason, there is a difference in the shape of the right and left parts.
Кроме того, как видно из фиг. 4(a)-4(c), помимо различия форм в момент прессовки в нижней мертвой точке пуансона, различие форм имеет место и после прессовки на той же самой величине хода пуансона, что и при прессовке первой половины листа, так как положение пуансона в момент начала прессовки отличается от положения пуансона на фиг. 2(a)-3(c).In addition, as can be seen from FIG. 4 (a) -4 (c), in addition to the difference in shape at the time of pressing at the bottom dead center of the punch, the difference in shape also occurs after pressing at the same punch stroke as when pressing the first half of the sheet, since the position of the punch in the start time of the pressing is different from the position of the punch in FIG. 2 (a) -3 (c).
Кроме того, в случае, показанном на фиг. 4(a)-4(c), форма правой части стального листа отличается от формы его левой части, изображенной на фиг. 3(a)-3(c). При установке положения стального листа с помощью устройства (например, направляющего устройства), расположенного на машинной стороне гибочного пресса, положение стального листа смещается даже при сохранении положения направляющего устройства, как это показано для прессовки первой половины листа на фиг. 3(a)-3(c), что приводит к различию форм левой и правой половин листа.In addition, in the case shown in FIG. 4 (a) -4 (c), the shape of the right side of the steel sheet is different from the shape of its left side shown in FIG. 3 (a) -3 (c). When setting the position of the steel sheet using a device (e.g., a guiding device) located on the machine side of the press brake, the position of the steel sheet shifts even while maintaining the position of the guiding device, as shown for pressing the first half of the sheet in FIG. 3 (a) -3 (c), which leads to a difference in the shapes of the left and right halves of the sheet.
На фиг. 5 приведена принципиальная схема, иллюстрирующая подачу толстолистовой стали на этапе финального прохода прессовки второй половины листа, для случая, когда длина подачи стального листа, которая является такой же, что и в случаях, показанных на фиг. 4(a)-4(c), меньше расстояния между матричными элементами. Для того, чтобы установить стальной лист в положение финального прохода, его перемещают в направлении по ширине в сторону кромки листа (т.е. влево, как показано на фиг. 5). Однако до того как лист достигнет своего положения финального прохода, центр тяжести листа смещается и уходит влево от правого матричного элемента (см. фиг. 5), в результате чего левая часть стального листа смещается вниз и входит в контакт с левым матричным элементом. Положение, при котором левая часть стального листа начинает перемещаться вниз и входит в контакт с матричным элементом, зависит от силы инерции при подаче стального листа и от сопротивления трения между матричным элементом и стальным листом вследствие различных условий состояния поверхности стального листа, что приводит к изменению диапазона прессовки.In FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the supply of plate steel at the stage of the final pass of pressing the second half of the sheet, for the case when the feed length of the steel sheet, which is the same as in the cases shown in FIG. 4 (a) -4 (c), less than the distance between the matrix elements. In order to set the steel sheet in the position of the final passage, it is moved in the width direction toward the edge of the sheet (i.e., to the left, as shown in Fig. 5). However, before the sheet reaches its final passage position, the center of gravity of the sheet is shifted and leaves to the left of the right matrix element (see Fig. 5), as a result of which the left part of the steel sheet is shifted down and comes into contact with the left matrix element. The position in which the left part of the steel sheet begins to move down and comes into contact with the matrix element depends on the inertia when feeding the steel sheet and on the friction resistance between the matrix element and the steel sheet due to various conditions of the surface condition of the steel sheet, which leads to a change in the range pressings.
Как уже было указано выше, когда длина подачи стального листа меньше расстояния между матричными элементами, как показано на фиг. 4(a)-4(c), диапазоны деформации во время финального прохода при прессовке первой и второй половин стального листа являются различными, и как показано на фиг. 5, положение формовки при подаче стального листа становится неустойчивым. По этой причине возникает разница по форме после прессовки правой и левой сторон стального листа.As mentioned above, when the feed length of the steel sheet is less than the distance between the matrix elements, as shown in FIG. 4 (a) -4 (c), the deformation ranges during the final pass during the pressing of the first and second halves of the steel sheet are different, and as shown in FIG. 5, the molding position when feeding the steel sheet becomes unstable. For this reason, there is a difference in shape after pressing the right and left sides of the steel sheet.
Заявителями было проведено исследование условий прессовки с целью предотвращения возникновения показанного на фиг. 4(a)-4(c) состояния при прессовке прессовка второй половины стального листа.Applicants conducted a study of the pressing conditions in order to prevent the occurrence of the one shown in FIG. 4 (a) -4 (c) states when pressed, pressing the second half of the steel sheet.
На фиг. 6 приведена схема, демонстрирующая взаимное расположение стального листа, матрицы и пуансона, когда стальной лист находится в положении перед финальным ("b"-ным) проходом прессовки второй половины листа. Используемые на фиг. 6 символы Lb, Ln, W, αb и βb служат для обозначения следующих параметров:In FIG. 6 is a diagram showing the relative position of the steel sheet, die and punch when the steel sheet is in position in front of the final (“b”) pass of pressing the second half of the sheet. Used in FIG. 6 symbols L b , L n , W, α b and β b are used to denote the following parameters:
Lb - область формовки при финальном проходе прессовки второй половины листа (мм);L b is the molding area during the final press passage of the second half of the sheet (mm);
Ln - область формовки при финальной прессовке (мм);L n is the molding area during the final pressing (mm);
W - расстояние между матричными элементами (мм);W is the distance between the matrix elements (mm);
αb - степень сдвига (-) положения стального листа при финальном проходе прессовки второй половины листа;α b is the degree of shift (-) of the position of the steel sheet during the final passage of the pressing of the second half of the sheet;
βb - степень сдвига (-) положения матрицы при финальном проходе прессовки второй половины листа.β b - the degree of shift (-) of the position of the matrix during the final passage of pressing the second half of the sheet.
При этом справедливы следующие отношения: 0≤α≤1; 0≤β≤1. При α, равном 0,5 центр Lb совпадает с центром пуансона, а когда α меньше 0,5, центр Lb смещен влево от центра пуансона. При β, равном 0,5 центр расстояния между матричными элементами совпадает с центром пуансона, а когда β меньше 0,5, центр матрицы смещен влево от центра пуансона. В этом случае после финального (b-ого) прохода прессовки второй половины листа длина подачи стального листа для финального (n-ого) прохода формовки становится равной αb×Lb+Ln/2.The following relations are true: 0≤α≤1; 0≤β≤1. For α equal to 0.5, the center of L b coincides with the center of the punch, and when α is less than 0.5, the center of L b is shifted to the left of the center of the punch. With β equal to 0.5, the center of the distance between the matrix elements coincides with the center of the punch, and when β is less than 0.5, the center of the matrix is shifted to the left of the center of the punch. In this case, after the final (b-th) pass of pressing the second half of the sheet, the feed length of the steel sheet for the final (n-th) pass of molding becomes α b × L b + L n / 2.
Как видно из фиг. 6, когда участок стального листа, отформованный при прессовке первой половины листа, входит в контакт с правым матричным элементом на Фиг. 6, т.е. когда данный участок стального листа принимает положение, показанное на фиг. 2(a)-2(c), выполняется следующее условие:As can be seen from FIG. 6, when the portion of the steel sheet formed by pressing the first half of the sheet comes into contact with the right matrix element in FIG. 6, i.e. when a given section of the steel sheet assumes the position shown in FIG. 2 (a) -2 (c), the following condition is satisfied:
Здесь, когда центр пуансона совпадает с центром матрицы и с центром области формовки стального листа при финальном проходе, т.е. когда α=0,5, β=0,5, мы получаем следующую формулу:Here, when the center of the punch coincides with the center of the matrix and with the center of the forming region of the steel sheet during the final pass, i.e. when α = 0.5, β = 0.5, we get the following formula:
Далее, в случае, когда Lb=Ln, т.е. когда α=0,5, β=0,5, и длина подачи стального листа является постоянной, справедлива следующая формула:Further, in the case when Lb = L n , i.e. when α = 0.5, β = 0.5, and the feed length of the steel sheet is constant, the following formula is true:
Это означает, что длину подачи стального листа необходимо устанавливать равной 1/3 или более расстояния W между матричными элементами.This means that the feed length of the steel sheet must be set equal to 1/3 or more of the distance W between the matrix elements.
Далее с помощью фиг. 7 мы рассмотрим влияние расстояния W между матричными элементами на величину мощности, требуемой для трехточечной гибки.Next, using FIG. 7, we consider the effect of the distance W between the matrix elements on the amount of power required for three-point bending.
Поскольку при трехточечной гибке деформация стального листа происходит за счет текучести материала в концевой части области формовки, изгибающий момент, требующийся для пластической деформации при формовке стального листа, должен воздействовать на концевую часть области формовки. В данном случае изгибающий момент Mf, требующийся для пластической деформации, зависит от толщины формуемого материала и от сопротивления деформации. При этом усилие, действующее со стороны матрицы на формуемый материал, представляет собой две силы реакции P1 и Р4, создаваемые матричными элементами, и получающиеся в результате воздействия этих сил крутящие моменты равняются величинам этих сил, умноженных на соответствующие расстояния L1, L4 от места приложения данных сил до точки деформации (т.е. до концевой части области формовки). Когда одна или более из величин P1×L1 и Р4×L4 превышает величину крутящего момента Mf, начинается деформации.Since in the three-point bending, the deformation of the steel sheet occurs due to the fluidity of the material in the end part of the forming region, the bending moment required for plastic deformation when forming the steel sheet must act on the end part of the forming region. In this case, the bending moment Mf required for plastic deformation depends on the thickness of the material being molded and on the resistance to deformation. In this case, the force exerted by the matrix on the moldable material is two reaction forces P 1 and P 4 created by the matrix elements, and the torques resulting from the action of these forces are equal to the magnitudes of these forces multiplied by the corresponding distances L 1 , L 4 from the place of application of these forces to the point of deformation (i.e., to the end of the molding area). When one or more of the values of P 1 × L 1 and P 4 × L 4 exceeds the magnitude of the torque M f , deformation begins.
Однако при малом расстоянии между матричными элементами расстояния L1 и L4 также уменьшаются, и требующиеся для деформации силы реакции P1 и Р4 возрастают и могут превышать мощность гибочного пресса, в результате чего формовка становится невозможной. Таким образом, расстояние между матричными элементами при трехточечной гибке имеет меньшее предельное значение, определяемое мощностью гибочного пресса, размером формуемого материала и его прочностью.However, when a small distance between the matrix elements of the distance L 1 and L 4 are also reduced, and required for the deformation reaction force P 1 and P 4 increases and may exceed the capacity of the bending press, whereby the molding becomes impossible. Thus, the distance between the matrix elements during three-point bending has a lower limit value, determined by the power of the bending press, the size of the molded material and its strength.
Для производства сварной стальной трубы из открытой трубы, изготовленной методом гибки при вышеописанных условиях, например, после непрерывной сварки прихваточным швом открытых кромок открытой трубы с помощью сварочного аппарата для сварки прихваточным швом, может производиться перманентная сварка с внутренней и внешней сторон трубы. Далее для улучшения округлости стальной трубы, полученной с помощью перманентной сварки, предпочтительно произвести ее экспандирование с помощью пресс-расширителя для экспандирования труб. Величина коэффициента экспандирования трубы (= (внешний диаметр трубы после экспандирования - внешний диаметр трубы до экспандирования) / внешний диаметр трубы до экспандирования × 100 (%)), как правило, составляет от 0,3 до 1,5%, но для получения оптимального соотношения между улучшением округлости трубы и требуемой мощностью пресс-расширителя для экспандирования труб, предпочтительная величина коэффициента экспандирования трубы составляет от 0,5 до 1,2%.For the production of a welded steel pipe from an open pipe made by bending under the above conditions, for example, after continuous tack welding of the open edges of an open pipe using a tack welding machine, permanent welding can be performed on the inside and outside of the pipe. Further, to improve the roundness of the steel pipe obtained by permanent welding, it is preferable to expand it using a press expander to expand the pipes. The value of the coefficient of pipe expansion (= (external diameter of the pipe after expansion — the external diameter of the pipe before expansion) / external diameter of the pipe before expansion × 100 (%)), as a rule, is from 0.3 to 1.5%, but to obtain the optimum the ratio between improving the roundness of the pipe and the required power of the press expander for pipe expansion, the preferred value of the coefficient of expansion of the pipe is from 0.5 to 1.2%.
Пример 1Example 1
После того, как стальной лист шириной 2755 мм, длиной 12192 мм и толщиной 31,8 мм из стали класса API Х80 (прочность на разрыв от 759 до 778 МПа) был подвергнут механической обработке торцов с помощью кромочного зеркала, и был получен стальной лист шириной 2745,3 мм, участки шириной 210 мм с обеих сторон листа в направлении по ширине были подвергнуты вышеупомянутой операции краевой гибки с загибанием на угол 18° с помощью матрицы радиусом R 280 мм.After a steel sheet with a width of 2755 mm, a length of 12192 mm and a thickness of 31.8 mm from steel of class API X80 (tensile strength from 759 to 778 MPa) was machined with an edge mirror, and a steel sheet was obtained with a width 2745.3 mm, sections 210 mm wide on both sides of the sheet in the width direction were subjected to the aforementioned operation of edge bending with folding at an angle of 18 ° using a matrix of radius R 280 mm.
После выполнения операции краевой гибки была произведена трехточечная гибка данного стального листа с помощью пресса для трехточечной гибки мощностью 100 МН при изменении длины подачи листа и расстояния между матричными элементами, в результате чего была получена открытая труба внешним диаметром 914,4 мм, длиной 12192 мм, и толщиной стенки 31,8 мм, после чего было произведено измерение смещения подлежащих сварке встык кромок листа (см. фиг. 8). При этом радиус R внешней поверхности используемого для трехточечной гибки пуансона составлял 315 мм, а радиус внешней поверхности матричного элемента составлял 100 мм.After the operation of edge bending, a three-point bending of this steel sheet was performed using a three-point bending press with a capacity of 100 MN with a change in the sheet feed length and the distance between the matrix elements, as a result of which an open pipe was obtained with an external diameter of 914.4 mm, length 12192 mm, and a wall thickness of 31.8 mm, after which the displacement of the edges of the sheet to be welded butt-to-butt was measured (see Fig. 8). In this case, the radius R of the outer surface of the punch used for three-point bending was 315 mm, and the radius of the outer surface of the matrix element was 100 mm.
В таблице 1 приведены полученные результаты величин смещения свариваемых встык кромок стального листа для использовавшихся условий гибки. В качестве условий гибки указаны: количество проходов при прессовке второй половины листа, получаемый за один проход угол изгиба θb, область формовки Lb при финальном проходе прессовки второй половины листа, область формовки Ln при финальной прессовке, степень сдвига пуансона αb при финальном проходе прессовки второй половины листа, степень сдвига матрицы βb и расстояние W между матричными элементами. При других проходах в ходе прессовки второй половины листа получаемый за проход угол изгиба, область формовки, степень сдвига пуансона и степень сдвига матрицы были такими же, как и при финальном проходе прессовки второй половины листа. Количество проходов и условия прессовки первой половины листа являются такими же, как и при прессовке второй половины листа.Table 1 shows the results of the values of the displacement of the butt welded edges of the steel sheet for the used bending conditions. As bending conditions are indicated: the number of passes when pressing the second half of the sheet, the bending angle θ b obtained in one pass, the molding area L b during the final pressing passage of the second half of the sheet, the molding area L n during the final pressing, the degree of punch shift α b during the final the passage of pressing the second half of the sheet, the degree of shift of the matrix β b and the distance W between the matrix elements. For other passes during the pressing of the second half of the sheet, the bending angle obtained during the passage, the forming area, the degree of shift of the punch and the degree of shift of the matrix were the same as during the final pass of pressing the second half of the sheet. The number of passes and the pressing conditions of the first half of the sheet are the same as when pressing the second half of the sheet.
Далее, приводимый в колонке "Примечания" таблицы 1 термин "Недостаток мощности" указывает на то, что расстояние между матричными элементами было слишком маленьким, и прессовка была невозможной вследствие недостаточной мощности гибочного пресса. Для условий, при которых величина усилия прессовки находилась в пределах диапазона мощности, указываются минимальное и максимальное значения смещения кромок, которые были получены при формовки пяти открытых труб при таких же условиях.Further, the term “Lack of power” in the “Notes” column of Table 1 indicates that the distance between the matrix elements was too small and pressing was not possible due to insufficient power of the bending press. For conditions under which the magnitude of the pressing force was within the power range, the minimum and maximum values of the displacement of the edges that were obtained when forming five open pipes under the same conditions are indicated.
При оценке величины смещения свариваемых встык кромок, показанной в Таблице 1, с точки зрения корректирующей способности рассматриваемого в данном примере фиксатора для сварки прихваточным швом, установленного на технологической линии производства сварной стальной трубы, принималось, что величина смещения, равная или меньшая 5 мм, является удовлетворительной (О), а величина смещения больше 5 мм, является неудовлетворительной (X).When evaluating the offset value of the butt welded edges shown in Table 1, from the point of view of the correcting ability of the clamp for tack welding, which is installed in the welded steel pipe production line, considered in this example, it was assumed that the offset value equal to or less than 5 mm is satisfactory (O), and a displacement value greater than 5 mm, is unsatisfactory (X).
Из таблицы 1 видно, что когда финальный проход прессовки второй половины листа производился при αb=0,5 и βb=0,5, что соответствует условию, определяемому формулой (1), величина смещения свариваемых кромок составляет 5 мм или менее, что является приемлемым диапазоном для рассматриваемого примера. С другой стороны, при условиях, не удовлетворяющих условиям формулы (1), величина смещения превышает допустимый уровень.Table 1 shows that when the final pass of pressing the second half of the sheet was performed at α b = 0,5 and β b = 0,5, which corresponds to the condition defined by formula (1), the displacement of the welded edges is 5 mm or less, that is an acceptable range for the example in question. On the other hand, under conditions that do not satisfy the conditions of formula (1), the amount of displacement exceeds the permissible level.
Пример 2Example 2
Так же, как и в Примере 1, из толстого стального листа из стали марки API Х80 с помощью трехточечной гибки была получена открытая труба внешним диаметром 914,4 мм, длиной 12192 мм и с толщиной стенки 31,8 мм для производства из нее сварной стальной трубы. В данном примере количество проходов составляло пять и девять раз, расстояние между матричными элементами составляло 360 мм, 380 мм, 620 мм и 640 мм, и определялись величины смещений αb и βb финального прохода при прессовке второй половины листа для вышеуказанных условий. Получаемый за проход угол изгиба и области формовки при других проходах прессовки второй половины листа были такими же, как и в финальном проходе, а величины степени сдвига пуансона и степени сдвига матрицы составляли 0,5. Кроме того, количество проходов и условия прессовки первой половины листа являются такими же, как и при прессовке второй половины листа.As in Example 1, an open pipe with an external diameter of 914.4 mm, a length of 12192 mm and a wall thickness of 31.8 mm was produced from a thick steel sheet of API X80 steel with three-point bending for the production of welded steel pipes. In this example, the number of passes was five and nine times, the distance between the matrix elements was 360 mm, 380 mm, 620 mm and 640 mm, and the displacements α b and β b of the final pass were determined when pressing the second half of the sheet for the above conditions. The bending angle and molding area obtained during the passage with other pressing passes of the second half of the sheet were the same as in the final passage, and the degree of the punch shift and the degree of matrix shift were 0.5. In addition, the number of passes and the pressing conditions of the first half of the sheet are the same as when pressing the second half of the sheet.
Измерение и оценка величины смещения каждой открытой трубы производились так же, как это делалось в Примере 1, и полученные результаты приведены в таблице 2.The measurement and evaluation of the displacement of each open pipe was carried out in the same way as was done in Example 1, and the results are shown in table 2.
Из таблицы 2 видно, что когда финальный проход прессовки второй половины листа производился при условиях, соответствующих формуле (1) настоящего изобретения, величина смещения свариваемых кромок была маленькой и может быть скорректирована, независимо от величин αb и βb. Понятно также, что даже когда величина смещения является большой, ее можно уменьшить до корректируемого диапазона путем изменения αb и βb до соответствующих значений согласно формуле (1) настоящего изобретения.From table 2 it is seen that when the final passage of the pressing of the second half of the sheet was carried out under conditions corresponding to formula (1) of the present invention, the displacement of the welded edges was small and can be adjusted, regardless of the values of α b and β b . It is also clear that even when the offset value is large, it can be reduced to an adjustable range by changing α b and β b to the corresponding values according to formula (1) of the present invention.
Пример 3Example 3
Аналогичным образом, как в Примерах 1 и 2, из толстого стального листа из стали марки API Х80 была изготовлена открытая труба внешним диаметром 914,4 мм, длиной 12192 мм и с толщиной стенки 31,8 мм для производства из нее сварной стальной трубы. В этот раз количество проходов при прессовке второй половины листа составляло 9 раз, расстояние между матричными элементами устанавливали равным 360 мм и 380 мм, и изменение значений области формовки Lb при финальном проходе прессовки второй половины листа и области формовки Ln при финальной прессовке представлены в таблице 3. Кроме того, в таблице 3 приведены значения угла изгиба θb при финальном проходе второй половины листа и угла изгиба θn при финальной прессовке. Получаемый за один проход угол изгиба, а также область формовки, степень сдвига пуансона и степень сдвига матрицы при других проходах в ходе прессовки второй половины листа являются такими же, как и при финальном проходе прессовки второй половины листа, а количество проходов и условия прессовки первой половины листа являются такими же, как при прессовке второй половины листа.Similarly, as in Examples 1 and 2, an open pipe with an external diameter of 914.4 mm, a length of 12192 mm and a wall thickness of 31.8 mm was made from a thick steel sheet of API X80 steel to produce a welded steel pipe from it. This time, the number of passes when pressing the second half of the sheet was 9 times, the distance between the matrix elements was set to 360 mm and 380 mm, and the change in the values of the forming area L b during the final pressing pass of the second half of the sheet and the forming area L n during the final pressing is presented in table 3. In addition, table 3 shows the values of the bending angle θ b during the final passage of the second half of the sheet and the bending angle θ n during the final pressing. The bending angle obtained in one pass, as well as the forming area, the degree of the shift of the punch and the degree of shift of the matrix for other passes during the pressing of the second half of the sheet are the same as for the final pass of pressing the second half of the sheet, and the number of passes and the pressing conditions of the first half sheets are the same as when pressing the second half of the sheet.
Измерение и оценка величины смещения каждой открытой трубы производились так же, как это делалось в Примере 1, и полученные результаты приведены в таблице 3.The measurement and estimation of the displacement value of each open pipe was carried out in the same way as was done in Example 1, and the results obtained are shown in table 3.
Из таблицы 3 видно, что при выполнении трехточечной гибки при условиях, соответствующих формуле (1) настоящего изобретения, величина смещения свариваемых кромок может быть уменьшена до величины менее корректируемого диапазона, независимо от величин области формовки Lb и Ln. В частности, становится понятным, что при уменьшении в пять раз количества проходов при прессовке второй половины листа величина смещения уменьшается до корректируемого диапазона за счет увеличения области формовки Ln при финальной прессовке.From table 3 it is seen that when performing three-point bending under conditions corresponding to the formula (1) of the present invention, the displacement of the welded edges can be reduced to a value less than the adjustable range, regardless of the size of the molding area L b and L n . In particular, it becomes clear that when the number of passes is reduced by a factor of five by pressing the second half of the sheet, the amount of displacement decreases to an adjustable range by increasing the molding area L n during the final pressing.
Пример 4Example 4
Так же, как и в Примерах 1-3, были изготовлены открытые трубы различных размеров из материалов различной прочности для производства из них сварных стальных труб. В таблице 4 указывается класс прочности и размеры изделия, радиус инструмента, использовавшегося для краевой гибки, ширина обрабатываемого участка (при краевой гибке), угол изгиба и условия прессовки. Степень сдвига пуансона и степень сдвига матрицы устанавливались равными 0,5. Кроме того, получаемый за проход угол изгиба, а также область формовки, степень сдвига пуансона и степень сдвига матрицы при других проходах в ходе прессовки второй половины листа являются такими же, как и при финальном проходе прессовки второй половины листа, а количество проходов и условия прессовки первой половины листа являются такими же, как при прессовке второй половины листа.As in Examples 1-3, open pipes of various sizes were made from materials of various strengths to produce welded steel pipes from them. Table 4 indicates the strength class and dimensions of the product, the radius of the tool used for edge bending, the width of the machined area (with edge bending), the bending angle and the pressing conditions. The degree of shift of the punch and the degree of shift of the matrix were set equal to 0.5. In addition, the bending angle obtained during the passage, as well as the forming area, the degree of the shift of the punch and the degree of shift of the matrix for other passes during the pressing of the second half of the sheet are the same as for the final pass of pressing the second half of the sheet, and the number of passes and conditions of pressing the first half of the sheet are the same as when pressing the second half of the sheet.
Измерение и оценка величины смещения каждой открытой трубы производились так же, как это делалось в Примере 1, и полученные результаты приведены в таблице 4.The measurement and estimation of the displacement value of each open pipe was carried out in the same way as was done in Example 1, and the results obtained are shown in table 4.
Из таблицы 4 видно, что при выполнении трехточечной гибки при условиях, соответствующих формуле (1) настоящего изобретения, величина смещения свариваемых кромок уменьшается до корректируемого диапазона, независимо от изменений области формовки и угла изгиба, обусловленных прочностью материала и размерами стальной трубы.From table 4 it is seen that when performing three-point bending under conditions corresponding to formula (1) of the present invention, the displacement of the welded edges decreases to an adjustable range, regardless of changes in the molding area and the bending angle due to the strength of the material and the dimensions of the steel pipe.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2013/064852 WO2014192091A1 (en) | 2013-05-29 | 2013-05-29 | Method for producing welded steel pipe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2621747C1 true RU2621747C1 (en) | 2017-06-07 |
Family
ID=51988165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015155550A RU2621747C1 (en) | 2013-05-29 | 2013-05-29 | Method for producing welded steel pipe |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3006128B1 (en) |
| JP (1) | JP6070967B2 (en) |
| CN (1) | CN105246608B (en) |
| RU (1) | RU2621747C1 (en) |
| WO (1) | WO2014192091A1 (en) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015210259B4 (en) * | 2015-06-03 | 2016-12-15 | Sms Group Gmbh | Method for producing slotted tubes from sheet metal panels |
| JP6709638B2 (en) | 2016-03-10 | 2020-06-17 | 日立造船株式会社 | Welding method of steel pipe and joint in steel pipe structure |
| JP6566231B1 (en) * | 2018-03-30 | 2019-08-28 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Steel plate end bending method and apparatus, and steel pipe manufacturing method and equipment |
| EP3851220A4 (en) * | 2018-09-14 | 2021-09-22 | JFE Steel Corporation | Steel pipe manufacturing method and press die |
| CN109500118B (en) * | 2018-12-26 | 2023-06-09 | 重庆龙煜精密铜管有限公司 | Anti-jump moving core head and copper pipe reducing drawing anti-jump method |
| CN112024723A (en) * | 2020-08-21 | 2020-12-04 | 江苏恒高电气制造有限公司 | GIL small-angle shell bending device |
| CN112659563A (en) * | 2020-11-27 | 2021-04-16 | 常州安一智能科技有限公司 | Barrel filter screen hot-pressing splicing equipment and working method thereof |
| DE102020215088A1 (en) * | 2020-12-01 | 2022-06-02 | Sms Group Gmbh | Process for the production of slotted tubes |
| CN114570784B (en) * | 2021-12-24 | 2022-12-06 | 钢一控股集团有限公司 | Forming device of large-diameter stainless steel pipe |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2090281C1 (en) * | 1996-08-05 | 1997-09-20 | Акционерное общество открытого типа "УралЛУКтрубмаш" | Method of making welded steel tubes |
| RU2448796C1 (en) * | 2008-03-31 | 2012-04-27 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Welded steel tube produced using high-power-density beam and method of its production |
| RU2456108C1 (en) * | 2008-06-06 | 2012-07-20 | Айзенбау Кремер Гмбх | Method of producing large-diametre tube |
| JP2012170977A (en) * | 2011-02-21 | 2012-09-10 | Jfe Steel Corp | Method of manufacturing steel pipe |
| JP2012250285A (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-20 | Sms Meer Gmbh | Method of and device for producing slit tube from plate material |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE525415A (en) * | ||||
| JPS5118253A (en) * | 1974-08-06 | 1976-02-13 | Osaka Tetsuen Kikai Kk | KOKANSEIKEIYO PURESUSOCHI |
| FI74414C (en) * | 1980-08-18 | 1988-02-08 | Sl Tuotanto Oy | ANORDING FOR FRAMSTAELLNING AV ETT METALLROER. |
| JPH10166059A (en) * | 1996-12-06 | 1998-06-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Plate bending method |
| JP3564278B2 (en) * | 1997-10-29 | 2004-09-08 | 三菱重工業株式会社 | Press mold |
| JP2003251406A (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-09 | Jfe Steel Kk | Method and equipment array for fabricating welded tube |
| DE10232098B4 (en) * | 2002-07-15 | 2004-05-06 | Sms Meer Gmbh | Device for producing pipes from sheet metal |
| JP2005324255A (en) | 2005-06-17 | 2005-11-24 | Nakajima Steel Pipe Co Ltd | Method for manufacturing round steel tube |
| JP4180080B2 (en) * | 2005-09-30 | 2008-11-12 | ナカジマ鋼管株式会社 | Equipment for manufacturing round steel pipes |
| WO2009023973A1 (en) * | 2007-08-21 | 2009-02-26 | Soutec Soudronic Ag | Apparatus and process for shaping a tube from a metal sheet |
| WO2012092909A1 (en) * | 2011-01-07 | 2012-07-12 | Technische Universität Dortmund | Method for incrementally forming sheet metal structures, in particular for forming pipes or the like |
-
2013
- 2013-05-29 WO PCT/JP2013/064852 patent/WO2014192091A1/en active Application Filing
- 2013-05-29 CN CN201380076724.8A patent/CN105246608B/en active Active
- 2013-05-29 EP EP13885748.7A patent/EP3006128B1/en active Active
- 2013-05-29 RU RU2015155550A patent/RU2621747C1/en active
- 2013-05-29 JP JP2015519536A patent/JP6070967B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2090281C1 (en) * | 1996-08-05 | 1997-09-20 | Акционерное общество открытого типа "УралЛУКтрубмаш" | Method of making welded steel tubes |
| RU2448796C1 (en) * | 2008-03-31 | 2012-04-27 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Welded steel tube produced using high-power-density beam and method of its production |
| RU2456108C1 (en) * | 2008-06-06 | 2012-07-20 | Айзенбау Кремер Гмбх | Method of producing large-diametre tube |
| JP2012170977A (en) * | 2011-02-21 | 2012-09-10 | Jfe Steel Corp | Method of manufacturing steel pipe |
| JP2012250285A (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-20 | Sms Meer Gmbh | Method of and device for producing slit tube from plate material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3006128B1 (en) | 2018-10-24 |
| CN105246608B (en) | 2018-01-02 |
| CN105246608A (en) | 2016-01-13 |
| JPWO2014192091A1 (en) | 2017-02-23 |
| EP3006128A1 (en) | 2016-04-13 |
| JP6070967B2 (en) | 2017-02-01 |
| WO2014192091A1 (en) | 2014-12-04 |
| EP3006128A4 (en) | 2016-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2621747C1 (en) | Method for producing welded steel pipe | |
| RU2663674C1 (en) | Method of production of steel pipe and pressing die used in this method | |
| CN110461488B (en) | Press die and method for manufacturing steel pipe | |
| KR102579287B1 (en) | Bending processing method | |
| JP2012170977A (en) | Method of manufacturing steel pipe | |
| RU2648813C2 (en) | Method for press-molding steel pipe and method for producing steel pipe | |
| WO2014024287A1 (en) | Method for manufacturing steel pipe | |
| CA2979430A1 (en) | Method for induction bend forming a compression-resistant pipe having a large wall thickness and a large diameter, and induction pipe bending device | |
| RU2741916C1 (en) | Method and device for bending edges of thick steel sheet and method and installation for producing steel pipe | |
| JP6566231B1 (en) | Steel plate end bending method and apparatus, and steel pipe manufacturing method and equipment | |
| JP6566232B1 (en) | Steel plate end bending method and apparatus, and steel pipe manufacturing method and equipment | |
| CN112638558B (en) | Method for manufacturing steel pipe and press die | |
| RU2745056C1 (en) | Method and device for bending edges of thick steel sheet and method and installation for producing steel pipe | |
| JP2020006387A (en) | Manufacturing device of round steel pipe and round steel pipe manufacturing facility | |
| JP2009195987A (en) | Manufacturing method of cylindrical shaft |