RU2647062C1 - Method of a large diameter welded pipe expanding, manufactured by bending from a sheet and by longitudinal welding - Google Patents
Method of a large diameter welded pipe expanding, manufactured by bending from a sheet and by longitudinal welding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2647062C1 RU2647062C1 RU2016141538A RU2016141538A RU2647062C1 RU 2647062 C1 RU2647062 C1 RU 2647062C1 RU 2016141538 A RU2016141538 A RU 2016141538A RU 2016141538 A RU2016141538 A RU 2016141538A RU 2647062 C1 RU2647062 C1 RU 2647062C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- segments
- pipe
- expansion
- angle
- pipes
- 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
- B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
- B21D39/08—Tube expanders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургической промышленности, более конкретно к способам производства сварных труб больших диаметров.The invention relates to the metallurgical industry, and more particularly to methods for the production of welded pipes of large diameters.
Известен способ изготовления труб с формированием их из листов изгибом, см. патент Японии 62-50018, 87.03.04 (заявка 2-20328). Отдельные участки листа изгибают в первой стадии процесса в различных направлениях. Но точность труб при этом весьма низкая.A known method of manufacturing pipes with forming them from sheets by bending, see Japan patent 62-50018, 87.03.04 (application 2-20328). Individual sections of the sheet are bent in the first stage of the process in various directions. But the accuracy of the pipes is very low.
Известен также способ изготовления «продольно-сварных труб», см. патент ФРГ 3841795, В21С 37/03, от 1990 г. В гибочной клети создают кривизну, равную кривизне трубы, а в сварочном агрегате соединяют кромки трубы сваркой. Но именно после сварки возникают отклонения формы трубы от цилиндрической, и ее точность низкая. Известен способ калибровки и правки труб согласно патенту США №4926667, МКИ В21С 23/00, В21D 3/00 (НКИ 72-256), от 1990 г. Способ предусматривает операции установки в трубу конической оправки и реализацию ее движения вдоль длины трубы с ее экспандированием (расширением). Но силы трения между оправкой и стенкой трубы будут весьма большими, и для труб больших диаметров этот способ неприменим. Известное устройство по патенту ФРГ №2953046, МКИ В21D 26/10, предусматривает осуществление способа электромагнитной раздачи труб, но этот способ очень сложно реализовать для стальных труб больших диаметров. Известен также способ, описанный в монографии В.Н. Шинкина «Сопротивление материалов для металлургов», М., Изд. Дом МИСиС, 2013, 655 с. Способ предусматривает формовку труб из листа изгибом, сварку, например, четырехдуговой сваркой сначала внутреннего шва, а потом наружного, и экспандирование, т.е расширение трубы движением ряда сегментов в радиальных направлениях, см. указанную монографию, стр. 575, 599-600.There is also a known method of manufacturing "longitudinally-welded pipes", see German patent 3841795, B21C 37/03, 1990. In a bending mill, a curvature equal to the curvature of the pipe is created, and the pipe edges are welded in the welding unit. But it is precisely after welding that the pipe shape deviates from the cylindrical one, and its accuracy is low. A known method of calibration and straightening of pipes according to US patent No. 4926667, MKI B21C 23/00, B21D 3/00 (NKI 72-256), from 1990, the Method involves the operation of installing a conical mandrel in the pipe and the implementation of its movement along the length of the pipe with her expansion (expansion). But the friction forces between the mandrel and the pipe wall will be very large, and for pipes of large diameters this method is not applicable. The known device according to the patent of Germany No. 2953046, MKI B21D 26/10, provides for the implementation of the method of electromagnetic distribution of pipes, but this method is very difficult to implement for steel pipes of large diameters. Also known is the method described in the monograph of V.N. Shinkin "Resistance of materials for metallurgists", M., Ed. MISiS House, 2013, 655 p. The method involves forming pipes from a sheet by bending, welding, for example, four-arc welding of the inner seam, and then the outer seam, and expansion, that is, expansion of the tube by moving a number of segments in radial directions, see the monograph, pages 575, 599-600.
Этот способ сейчас наиболее распространен и часто применяется, однако при экспандировании хотя обеспечивается повышение точности размеров трубы, но неизбежно создается волнистость трубы с малыми длинами волн, а такие волны являются гораздо более опасными, чем волнистость со значительными длинами волн.This method is now the most common and often used, however, when expanding, it is possible to increase the accuracy of the pipe dimensions, but inevitably an undulation of the pipe with short wavelengths is created, and such waves are much more dangerous than the undulation with significant wavelengths.
Из-за разрушений нефтепроводов в РФ ежегодно вытекает 10-15 млн. тонн нефти, что приводит к убыткам до 270 млн. долларов в год (см. указанную монографию В.Н. Шинкина, стр. 638).Due to the destruction of oil pipelines, 10-15 million tons of oil flows annually in the Russian Federation, which leads to losses of up to $ 270 million per year (see the indicated monograph by VN Shinkin, p. 638).
Наиболее близким аналогом данного изобретения является способ экспандирования по авторскому свидетельству СССР №822952 от 1981 г.The closest analogue of this invention is the method of expansion according to the copyright certificate of the USSR No. 822952 from 1981
Данный способ включает введение в трубу экспандера с размещенными на осях сегментами, расположенными относительно трубы с зазором, перемещение всех сегментов в радиальных направлениях и деформацию расширением сегментами ее стенок.This method includes introducing into the pipe an expander with segments placed on the axes, located relative to the pipe with a gap, moving all segments in radial directions and deformation by expanding segments of its walls.
Этот способ обеспечивает повышение точности по длине трубы, но колебания кривизны по периметру сечений остаются значительными, а точность низкой.This method provides improved accuracy along the length of the pipe, but fluctuations in the curvature along the perimeter of the sections remain significant, and the accuracy is low.
Предлагаемый способ имеет целью уменьшить колебания кривизны и величин напряжений в трубах, повысить их надежность при эксплуатации.The proposed method aims to reduce fluctuations in the curvature and stresses in the pipes, to increase their reliability during operation.
Указанная цель достигается тем, что в процессе экспандирования деформацию трубы расширения осуществляют циклами, на каждом из которых перемещают все сегменты в радиальных направлениях и осуществляют деформацию расширением стенок трубы, а затем отводят их от трубы с образованием зазора относительно ее стенки и поворачивают на угол, равный половине угла между осями соседних сегментов, после чего сегменты перемещают в радиальных направлениях и осуществляют деформацию расширением участков стенки трубы с минимальным диаметром, полученном в предыдущем цикле.This goal is achieved by the fact that in the expansion process, the expansion pipe is deformed by cycles, on each of which all segments are moved in radial directions and expanded by expansion of the pipe walls, and then they are removed from the pipe to form a gap relative to its wall and rotated by an angle equal to half the angle between the axes of adjacent segments, after which the segments are moved in radial directions and are deformed by expanding sections of the pipe wall with a minimum diameter obtained in the previous cycle.
Кроме того, предусмотрена реализация способа, в котором поворот сегментов на угол, равный половине угла между осями соседних сегментов, осуществляют посредством их возвратно-вращательного движения. Кроме того, деформацию расширением осуществляют только концевых участков трубы длинами, равными 1,5-2,0 их диаметра.In addition, an implementation of the method is provided in which the rotation of the segments by an angle equal to half the angle between the axes of adjacent segments is carried out by means of their back and forth motion. In addition, expansion deformation is carried out only by the end sections of the pipe with lengths equal to 1.5-2.0 of their diameter.
Именно указанные отличительные признаки обеспечивает решение поставленной задачи: уменьшение колебаний кривизны, а также величин напряжений по периметру труб, а следовательно, повышение их надежности в процессе эксплуатации.It is these distinctive features that provide the solution to the problem: reducing curvature fluctuations, as well as stress values around the perimeter of the pipes, and therefore, increasing their reliability during operation.
Пример реализации способа иллюстрируется чертежами, приведенными на фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8.An example implementation of the method is illustrated by the drawings shown in FIG. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8.
На фиг. 1 показана схема реализации процесса экспандирования трубы, на фиг. 2 - силовая головка экспандера, а на фиг. 3 - один из сегментов, соединенных с гидравлическим цилиндром, осуществляющим его перемещение.In FIG. 1 shows a diagram of a process for expanding a pipe; FIG. 2 - power head of the expander, and in FIG. 3 - one of the segments connected to the hydraulic cylinder, moving it.
На фиг 4 показано общее расположение 12 силовых гидравлических цилиндров, а на фиг. 5 - схема расчета величин колебаний радиуса трубы, возникающих в процессе экспандирования.FIG. 4 shows the general arrangement of 12 hydraulic power cylinders, and FIG. 5 is a diagram for calculating fluctuations in the radius of a pipe that occur during expansion.
На фиг. 6 показаны сравнительные схемы идеальной круглой трубы и ее реальной конфигурации после завершения процесса экспандирования.In FIG. Figure 6 shows comparative diagrams of an ideal round pipe and its real configuration after the expansion process is completed.
На фиг. 7 показано положение сегментов после завершения первого цикла расширения трубы, отвода их от поверхности трубы и поворота на угол, равный половине угла между осями соседних сегментов.In FIG. 7 shows the position of the segments after the completion of the first cycle of pipe expansion, their removal from the pipe surface and rotation by an angle equal to half the angle between the axes of adjacent segments.
На фиг. 8 показана схема деформации трубы при реализации второго цикла экспандирования.In FIG. 8 shows a diagram of pipe deformation during the implementation of the second expansion cycle.
На указанных чертежах приняты следующие обозначения.In these drawings, the following notation.
Труба 1 подвергается давлению со стороны сегментов 2, 3 и т.д., совершающих движения в радиальных направлениях под воздействием гидравлических цилиндров 4, 5 и 6, 7, при этом форма трубы, искаженная в процессах вальцовки и сварки, приближается к конфигурации круглого цилиндра.The
Гидравлические цилиндры установлены в опорном цилиндре 8, с которым соединен блок гидравлических приводов 9. Опорный цилиндр установлен на валу 10, а труба оперта на приводной рольганг 11 с роликами, имеющими круглые калибры. Имеется переносная опора вала 12.Hydraulic cylinders are installed in the
Головка экспандера в виде опорного цилиндра и блока гидравлических приводов снабжена приводом ее вращения (поворота) в виде шестерен 13, 14 и гидравлического двигателя 15. Возможно, конечно, использование в качестве привода электродвигателя.The head of the expander in the form of a support cylinder and a block of hydraulic drives is equipped with a drive for its rotation (rotation) in the form of
Приведем пооперационное описание способа.Here is the operational description of the method.
Первая операция состоит в том, что трубу 1 укладывают на рольганг 11 с профилированными роликами и подают по рольгангу влево так, что узел экспандера вводится внутрь трубы. При этом сегменты 2, 3 и другие цилиндрами 4, 5, 6 и 7, фиг. 1, отведены, так что диаметр экспандера уменьшен и между сегментами 2, 3 и трубой 1 имеется зазор.The first operation consists in placing the
Вторая операция состоит в подводе подвижной опоры 12 и ее регулировании по высоте до контакта с валом 10 круглого сечения. На роликах опоры 12 предусмотрены круглые калибры.The second operation consists in supplying the
При реализации третьей операции осуществляют деформацию расширения стенки трубы движением сегментов 2, 3 и других в радиальных направлениях воздействием гидравлических цилиндров 4, 5 и 6, 7, установленных на опором цилиндре 8 (с котором соединены блок цилиндров 9 и вал 10).When implementing the third operation, the expansion of the pipe wall expansion is carried out by the movement of
Предусмотрена возможность использования для перемещения сегментов автономного гидравлического привода, в котором нет внешнего подвода, рабочей жидкости (масла), см. статью «Автономный модуль перемещения с электрогидравлическим приводом». / Приходько Б.А., Бровман М.Я. // «Вестник машиностроения», 1996. №4. С. 44-45. Весь объем рабочей жидкости находится в полостях гидравлических цилиндров и в блоке 9, поэтому при движении поршней цилиндров рабочая жидкость перемещается из одной полости цилиндра в другую, а также в блок 9, а при изменении направления движениях сегментов - в обратных направлениях. Благодаря этому нет необходимости подвода к экспандеру рабочей жидкости и применения системы шлангов (подводится только провод для питания двигателей насосов в блоке 9, но можно использовать для этой цели и аккумуляторы).It is possible to use an autonomous hydraulic drive for moving segments, in which there is no external supply, of a working fluid (oil), see the article "Autonomous moving module with an electro-hydraulic drive". / Prikhodko B.A., Brovman M.Ya. // "Bulletin of mechanical engineering", 1996. No. 4. S. 44-45. The entire volume of the working fluid is in the cavities of the hydraulic cylinders and in
Четвертая операция заключается в том, что после деформации расширения участка трубы все сегменты (2, 3 и т.д.) цилиндрами 4, 5, 6, 7 отводят в исходное положение так, что между сегментами и поверхностью трубы образуется зазор. Положение сегментов перед началом процесса их отвода от поверхности трубы 1 показано на фиг. 2.The fourth operation consists in the fact that after deformation of the expansion of the pipe section, all segments (2, 3, etc.) are retracted by
На фиг. 3 показан отдельно сегмент 2 с приводом его перемещения в виде гидравлического цилиндра 4.In FIG. 3 shows separately
На фиг. 4 показано расположение всех сегментов, в настоящее время чаще всего используют их число, равное 12, поэтому угол между осями отдельных сегментов (4 цилиндров) равенIn FIG. 4 shows the location of all segments, now most often they use their number equal to 12, so the angle between the axes of the individual segments (4 cylinders) is
После завершения этой операции диаметр трубы увеличен, но его форма не соответствует дуге окружности, что иллюстрирует фиг. 5. Поверхность одного экспандера соответствует линии АВ, а при движении экспандера вдоль оси х (вдоль Ох) и его перемещении на величину его поверхность соответствует линии А' В'.After completion of this operation, the pipe diameter is increased, but its shape does not correspond to a circular arc, as illustrated in FIG. 5. The surface of one expander corresponds to the line AB, and when the expander moves along the x axis (along Ox) and moves it by an amount its surface corresponds to line A 'B'.
Соседний сегмент движется под углом α к линии Ох вдоль оси Ох'.The adjacent segment moves at an angle α to the line Ox along the axis Ox '.
Поверхность трубы начальным радиусом R0, фиг. 5, соответствует не окружности радиусом , показанной на фиг. 5 пунктиром, а линии А'В', при этом наибольшее отклонение профиля трубы от окружности постоянного радиуса равно отрезку А'С, фиг. 5.The surface of the pipe with an initial radius R 0 , FIG. 5, does not correspond to a circle of radius shown in FIG. 5 by a dotted line, and lines A'B ', with the greatest deviation of the pipe profile from a circle of constant radius equal to the segment A'C, FIG. 5.
На фиг. 6 показана форма трубы при использовании шести сегментов (и величине угла α=60°).In FIG. 6 shows the shape of the pipe using six segments (and the angle α = 60 °).
Здесь, как и на фиг. 5, форма окружности постоянного радиуса, равного , которую желательно реализовать, показана пунктиром (на фиг. 6 также показано пунктиром начальное положение сегментов при радиусе трубы R0). На фиг. 5 и фиг. 6 величины перемещений сегментов показаны для наглядности в увеличенном масштабе.Here, as in FIG. 5, a circle shape of constant radius equal to which it is desired to realize is shown with a dashed line (in Fig. 6, the initial position of the segments with the pipe radius R 0 is also shown with a dashed line). In FIG. 5 and FIG. 6 sizes of displacements segments are shown for clarity on an enlarged scale.
Из фиг. 6 , что реальная форма трубы (вдоль АВ и далее), показанная сплошной линией при шести сегментах, отличается существенно от окружности (радиусом ), показанной пунктиром.From FIG. 6 that the real pipe shape (along AB and beyond), shown by a solid line at six segments, differs significantly from the circumference (radius ) shown by the dotted line.
Пятая операция, соответствующая отличительному признаку данного изобретения, заключается в том, что после отвода сегментов от стенок трубы все сегменты поворачивают относительно оси экспандера на угол, равный половине угла между соседними сегментами, т.е. на угол 0,5α.The fifth operation, corresponding to the distinguishing feature of the present invention, is that after the segments are removed from the pipe walls, all segments are rotated relative to the expander axis by an angle equal to half the angle between adjacent segments, i.e. at an angle of 0.5α.
Поворот осуществляют приводом через шестерни 13, 14 от гидравлического двигателя 15. При этом происходит вращение вала 10 и узлов 8, 9 с гидравлическими цилиндрами и сегментами.The rotation is carried out by the drive through
Положение сегментов после поворота детали 8 со всеми цилиндрами и сегментами показано на фиг. 7. Здесь же стрелкой показано направление вращения. После поворота участки максимальных расстояний от центра О до максимального радиуса на поверхности сегментов совпадают в радиальных направлениях с участками минимального диаметра трубы, полученного в предыдущем цикле ее расширения. Точка максимального радиуса сегмента 2 находится после поворота на одном и том же радиусе с точкой поверхности трубы М2, имеющей минимальный радиус.The position of the segments after turning
Шестая операция состоит в том, что вновь перемещают все сегменты (2, 3 и другие) с помощью гидроцилиндров (4, 5, 6, 7 и других) в радиальных направлениях и повторяют операцию расширения трубы 1. Положение сегментов после реализации шестой операции показано на фиг. 8.The sixth operation consists in the fact that all segments (2, 3 and others) are again moved with the help of hydraulic cylinders (4, 5, 6, 7 and others) in the radial directions and the pipe expansion operation is repeated 1. The position of the segments after the sixth operation is shown in FIG. 8.
Положение стенки трубы до операции здесь показано пунктиром, и на сегменте 2 оно соответствует линии М1М2М3. Давление на стенку трубы 1 со стороны сегмента 2 начнется в точке ее минимального радиуса: М2. Профиль трубы после реализации этой операции будет соответствовать уже не линии М1М2М3, а линии М1NМ3М4, и колебание величины радиуса будет уменьшено в 4 раза (по сравнению с величиной, достигнутой после реализации первого расширения трубы). На этой стадии процесса осуществляют деформацию расширения участков трубы, имеющих минимальные диаметры.The position of the pipe wall before the operation is shown here by a dotted line, and on
Далее эти операции можно повторять, реализуя третий, четвертый и т.д. циклы деформации расширения трубы давлением сегментов после их реверса и последующего поворота перед каждым новым циклом нагружения перемещением сегментов в радиальных направлениях.Further, these operations can be repeated, implementing the third, fourth, etc. deformation expansion cycles of a pipe by pressure of segments after their reverse and subsequent rotation before each new loading cycle by moving segments in radial directions.
Но, как показывают расчеты, как правило, двух циклов расширения трубы (с поворотом между их реализацией) оказывается достаточно.But, as calculations show, as a rule, two cycles of pipe expansion (with a turn between their implementation) are enough.
Седьмая операция состоит в том, что после отвода сегментов от стенки трубы 1 трубу 1 перемещают рольгангом 11 (влево) на расстояние, равное (0,85-0,90) длины сегментов (2, 3 и других), и вновь повторяют циклы деформации расширения трубы с поворотами между циклами деформации.The seventh operation is that after the segments are removed from the wall of the
Эти операции повторяют последовательно вдоль длины трубы.These operations are repeated sequentially along the length of the pipe.
Можно реализовать не вращение головки 8 с гидроцилиндрами и сегментами в одном и том же направлении (между циклами деформации расширения трубы), а возвратно-вращательное движение сегментов между циклами деформации трубы.It is possible to realize not the rotation of the
В этом случае направление вращения головки 8 изменяют после реализации каждого цикла деформации расширения трубы. В ряде случаев достаточно осуществлять радиальные перемещения сегментов и последующие их повороты (после разгрузок) только на концевых участках труб длинами, равными (1,5-2,0) их диаметров.In this case, the direction of rotation of the
Это обеспечит возможность качественной сварки труб по длине трубопровода, а на других участках отклонения радиусов трубы будут иметь большую длину «волн» (колебаний радиуса по периметру), а такие «длинные волны» (соответствующие овальности, эллиптичности) оказывают гораздо меньшее влияние на прочность трубы, чем колебания профиля трубы с малыми длинами волн.This will provide the opportunity for high-quality welding of pipes along the length of the pipe, and in other sections, deviations of the pipe radii will have a longer wavelength (oscillations of the radius around the perimeter), and such "long waves" (corresponding to ovality, ellipticity) will have a much smaller effect on the strength of the pipe than the vibrations of the profile of the pipe with small wavelengths.
При длине концевых участков, подвергаемых деформации расширения (экспандирования), меньшей 1,5 диаметра, не будет обеспечена близость конфигурации концевых участков соседних труб, что затруднит их сварку. При длине данного участка, превышающей два диаметра, будет излишне увеличена зона деформации. Это подтверждает оптимальность указанного интервала.If the length of the end sections subjected to expansion deformation (expansion) is less than 1.5 diameters, the closeness of the configuration of the end sections of adjacent pipes will not be ensured, which will complicate their welding. If the length of this section exceeds two diameters, the deformation zone will be unnecessarily increased. This confirms the optimality of the specified interval.
Известно, что в трубе с толщиной стенки h при воздействии внутреннего давления газа или жидкости p возникают напряженияIt is known that stresses arise in a pipe with a wall thickness h when exposed to the internal pressure of a gas or liquid p
где - К - кривизна, величина, обратная радиусу кривизны.where - K is the curvature, the reciprocal of the radius of curvature.
Особенность этих формул в том, что напряжения зависят не только от функций, описывающих форму детали (трубы), но и от кривизны, т.е. от первых двух производных этих функций. При отклонении х величин, входящих в формулу (1), на Δp, Δh и ΔК отклонение величины напряженийThe peculiarity of these formulas is that stresses depend not only on the functions describing the shape of the part (pipe), but also on the curvature, i.e. from the first two derivatives of these functions. With a deviation of x values included in formula (1) by Δp, Δh and ΔK, the deviation of the voltage
Колебания кривизны наименее точно определены и могут вызвать случайные колебания напряжений, что вынуждает увеличивать запас прочности и толщину стенок трубы, увеличивая массу труб (и их стоимость), чаще всего третье слагаемое в (2) дает наибольший вклад в величину погрешности.Vibrations of curvature are least accurately determined and can cause random fluctuations in stresses, which forces an increase in the safety factor and wall thickness of the pipe, increasing the mass of the pipes (and their cost), most often the third term in (2) makes the largest contribution to the error.
Если принять, что форма поверхности трубы описана уравнениемIf we assume that the pipe surface shape is described by the equation
где r и - полярные координаты, е, n - постоянные, характеризующие отклонения радиуса трубы от постоянной (номинальной) величины радиуса R0, то в результате расчетов можно определить кривизну в видеwhere r and are polar coordinates, e, n are constants characterizing deviations of the pipe radius from a constant (nominal) value of radius R 0 , then as a result of calculations it is possible to determine the curvature in the form
где ƒ1, ƒ2 - функции е, n, которые при изменении от до дают интервал возможных колебаний величины кривизныwhere ƒ 1 , ƒ 2 are functions e, n, which, when changing from before give the interval of possible fluctuations in the magnitude of the curvature
Отсюда следует важный вывод: относительные колебания кривизны, согласно формуле (2) напряжений, возрастают с увеличением .An important conclusion follows from this: the relative fluctuations of the curvature, according to the formula (2) of the stresses, increase with increasing .
Если, например, и при , то при n=12 (как чаще всего при использовании 12 сегментов) и при e=10-3 .If, for example, and with , then at n = 12 (as most often when using 12 segments) and at e = 10 -3 .
Колебания кривизны в пределах ±0,286 могу быть опасными для долговечности трубы трубопроводов.Fluctuations in the curvature within ± 0.286 can be dangerous for the durability of the piping.
Известные методы экспандирования при n=12 создают колебания кривизны с малыми длинами волн, а это может быть опасным для труб.Known expansion methods for n = 12 create curvature fluctuations with short wavelengths, and this can be dangerous for pipes.
Если число сегментов равно «n», а их перемещение за один цикл нагружения - , то реализуется величинаIf the number of segments is “n”, and their movement in one loading cycle - then the quantity
, ,
а при малых величинах and at small values
, ,
где α в радианах.where α is in radians.
Разность величин радиусов равна S=eR0.The difference between the radii is S = eR 0 .
После поворота на угол 0,5α и второго цикла нагружения эти величины снижаются в 4 раза.After turning through an angle of 0.5α and the second loading cycle, these values are reduced by 4 times.
Приведем пример реализации способа.Here is an example implementation of the method.
Трубу диаметром 1420 мм изготовляют из стального листа классов прочности K38 - K65 изгибом, и после сварки разность величин радиусов равна 7-10 мм. После экспандирования согласно формуле (5) при реализации первого цикла расширения трубы сегментами и при величинах , , может возникнуть величинаA pipe with a diameter of 1420 mm is made of steel sheet with strength classes K38 - K65 by bending, and after welding, the difference between the radii is 7-10 mm. After expansion according to formula (5) during the implementation of the first cycle of pipe expansion by segments and at , , a value may occur
. .
Согласно формуле (5) такая величина "е" приведет к колебаниям кривизныAccording to formula (5), such a value of "e" will lead to oscillations of curvature
(по формуле (4)).(by the formula (4)).
Но после отвода сегментов от трубы, их поворота на 15° и второго цикла нагружения величины "е" и уменьшатся в четыре раза – доBut after the segments are removed from the pipe, their rotation by 15 ° and the second loading cycle, the values of "e" and decrease by four times - to
, ,
и такие колебания в пределах ±10% можно считать допустимыми.and such fluctuations within ± 10% can be considered permissible.
Таким образом, использование экспандирования - расширения трубы давлением жестких сегментов с разгрузками, поворотами сегментов и повторными операциями нагружения трубы после поворота сегментов - позволяет значительно повысить точность кривизны поверхности труб и, следовательно, уменьшить диапазон возможных колебаний величин напряжений, что повысит надежность и долговечность труб.Thus, the use of expansion - expansion of the pipe by pressure of rigid segments with unloading, rotation of the segments and repeated operations of loading the pipe after the rotation of the segments - can significantly increase the accuracy of the curvature of the pipe surface and, therefore, reduce the range of possible fluctuations in the magnitude of the stresses, which will increase the reliability and durability of the pipes.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016141538A RU2647062C1 (en) | 2016-10-21 | 2016-10-21 | Method of a large diameter welded pipe expanding, manufactured by bending from a sheet and by longitudinal welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016141538A RU2647062C1 (en) | 2016-10-21 | 2016-10-21 | Method of a large diameter welded pipe expanding, manufactured by bending from a sheet and by longitudinal welding |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2647062C1 true RU2647062C1 (en) | 2018-03-13 |
Family
ID=61629329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016141538A RU2647062C1 (en) | 2016-10-21 | 2016-10-21 | Method of a large diameter welded pipe expanding, manufactured by bending from a sheet and by longitudinal welding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2647062C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2763079C2 (en) * | 2019-12-03 | 2021-12-27 | Маргарит Арменовна Товмасян | Pipe expansion method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU822952A1 (en) * | 1979-02-26 | 1981-04-23 | Предприятие П/Я А-7795 | Hydromechanical expander for calibrating shells |
US4491001A (en) * | 1981-12-21 | 1985-01-01 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for processing welded joint parts of pipes |
SU1299635A1 (en) * | 1985-10-16 | 1987-03-30 | Донецкий политехнический институт | Tool for sizing tubes |
RU55850U1 (en) * | 2006-03-01 | 2006-08-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | PIPE FOLDING DEVICE |
-
2016
- 2016-10-21 RU RU2016141538A patent/RU2647062C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU822952A1 (en) * | 1979-02-26 | 1981-04-23 | Предприятие П/Я А-7795 | Hydromechanical expander for calibrating shells |
US4491001A (en) * | 1981-12-21 | 1985-01-01 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for processing welded joint parts of pipes |
SU1299635A1 (en) * | 1985-10-16 | 1987-03-30 | Донецкий политехнический институт | Tool for sizing tubes |
RU55850U1 (en) * | 2006-03-01 | 2006-08-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | PIPE FOLDING DEVICE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2763079C2 (en) * | 2019-12-03 | 2021-12-27 | Маргарит Арменовна Товмасян | Pipe expansion method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100406144C (en) | Cold rolling process for metal tubes | |
US3981172A (en) | Method and apparatus for expanding spirally welded pipe | |
WO2013031879A1 (en) | Welded steel pipe fabrication method and welded steel pipe | |
Yu et al. | Theoretical analysis and experimental investigations on the symmetrical three-roller setting round process | |
RU2647062C1 (en) | Method of a large diameter welded pipe expanding, manufactured by bending from a sheet and by longitudinal welding | |
CN110576089B (en) | Particle filler assisted push-bending forming method for large-caliber small-bending-radius thin-wall bent pipe | |
CN105081019A (en) | Roll-bending process apparatus and roll-bending process method | |
CN104271279B (en) | The manufacture method of steel pipe | |
EP3342497A1 (en) | Method for manufacturing a diaphragm bellows member | |
RU2510784C1 (en) | Method of making high-pressure welded vessels | |
WO2014188599A1 (en) | Method for producing steel pipe | |
RU2647063C1 (en) | Method of pipeline manufacturing by welding of pipes | |
JP5773996B2 (en) | Method and apparatus for monitoring and controlling a process when expanding a UOE steel pipe | |
JPH07225092A (en) | Heat exchanger and pipe-bending method used for manufacturing u-bend pipe for the heat exchanger | |
JP2018183787A (en) | Method of manufacturing steel pipe | |
RU2763079C2 (en) | Pipe expansion method | |
RU2341348C2 (en) | Method for manufacture of single-corrugation bellows | |
RU2527541C1 (en) | Device for rotational draw of thin shells | |
WO2020175343A1 (en) | Metal tube and manufacturing method for metal tube | |
RU2635035C1 (en) | Method for production of pipes | |
RU2756090C1 (en) | Method for producing large-diameter longitudinal welded pipes | |
RU2801171C1 (en) | Method and device for drawing pipes, preferably welded, on a floating mandrel | |
JP2005279745A (en) | Method for bending large diameter steel pipe | |
CN1891365A (en) | Cold rolling process for metal tubes | |
EP3000541B1 (en) | Method for producing steel pipe |