Впервые в Украине разработана технология производства трубных изделий для термокарманов методом горячего прессования. Показано, что одним из основных элементов технологии является защита заготовок при нагреве для горячего прессования от газонасыщения. Использование защитно-смазочной композиции на основе стеклофритты позволяет создать разделительный слой на границе металл - воздушная среда и предотвратить диффузию кислорода в поверхностные слои металла. По разработанной технологии изготовлена и успешно эксплуатируется на химических заводах Украины и России промышленная партия термокарманов.

Індекс рубрикатора НБУВ: К621.07 + К748.4 + Н530.113-02

Рубрики:

Поперечне, поперечно-гвинтове і косе прокатування металів

Виробництво деталей та вузлів з труб

Кручена і вита арматура

Шифр НБУВ: Ж28347 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрены вопросы механики формообразования крутоизогнутых отводов способом холодного пластического деформирования с использованием внутреннего заневоливания трубы протяжкой. Освещены особенности данного технологического процесса. Проанализированы напряженно-деформированные состояния в процессе формообразования отводов с использованием моментной теории оболочек, а также их основные показатели качества по ГОСТ 17375-83.

Виконано аналіз способів і пристроїв для гнуття труб і обгрунтовано раціональність одержання обвідних патрубків поздовжнім згинанням. Розроблено методику розрахунку сумарних гідравлічних опорів патрубків і показано, що вироби, одержані за новою технологією, дозволяють знижувати втрати напору в гідравлічних мережах у 5 - 30 разів.

Выполнен анализ способов и устройств для гибки труб и обоснована рациональность получения обводных патрубков продольным изгибом. Разработана методика расчета суммарных гидравлических сопротивлений патрубков и показано, что изделия, полученные по новойтехнологии, позволяют снижать потери напора в гидравлических сетях в 5 - 30 раз.

Analysis of methods, tools and machines for the tubes bending is carried out and rationalism of bended tube-parts production by buckling is based. The methodic of calculation of the summary hydraulic resistances in bended tube-parts is work out and showed the possibility of pressure reducing in the hydraulic nets in 5-30 ones

Приведена методика и результаты расчетов расходного коэффициента металла при производстве стальных кругоизогнутых отводов. Полученные зависимости позволяют выбрать оптимальную длину и вид исходной трубы, при которых материалоемкость отводов заданного типоразмера будет минимальной.

Розглянуто питання механіки формоутворення крутозігнутих колін методом, в основі якого лежить вигин з одночасним протягуванням заневоленої трубчастої заготовки. Проведено експериметально-теоретичне дослідження напружено-деформованого стану, що базується на методі ділильних сіток і моментній теорії оболонок. Запропоновано методи розрахунку параметрів якості коліна - використаного ресурсу пластичності - деформованого металу, гофроутворення та стоншення стінки заготовки. Виведено залежності деформувальної сили.

Удосконалено інтегровану технологію виготовлення змієвикових елементів і складання змієвикових систем з оребрених труб. Розроблено систему критеріїв оцінювання якості такої системи з урахуванням структури технологічного процесу виготовлення змієвикових елементів. Розроблено математичну модель структури технологічного процесу виготовлення даного елемента та вдосконалено технологію гнуття оребрених труб з попереднім вісьовим напруженням стиску, що дало змогу гнути труби з мінімально можливим радіусом вигину. На підставі аналізу існуючих методів виготовлення агрегатів зі змієвиковими системами розроблено критерії оцінювання технологічної надійності й ефективності виготовлення та складання агрегатів з зазначеними системами. Сформульовано нові принципи технології оребрення труб, формування змієвикових елементів з цільного шматка оребреної труби та складання змієвикових систем. Завдяки їх реалізації досягнуто зменшення стоншення стінки оребреної труби, мінімізацію об'єму, що займає змієвиковий елемент і підвищення надійності агрегатів зі змієвиковими системами. Розглянуто процес синтезу раціонального варіанта технології виготовлення змієвикових елементів, що дозволяє виявити конструктивні елементи, які сприяють підвищенню їх надійності. Розроблено модель спрямованого вибору технології виготовлення змієвикової системи, яка дозволяє здійснювати пошук раціонального варіанта технологічного процесу її формування, що має максимальну надійність. Одержані теоретичні розробки перевірені за результатами натурних випробувань і обчислювальних експериментів.

Розроблено та застосовано технологічний процес зварювання у твердій фазі - "зварювання - паяння під тиском" для виконання швів у вузлах T-подібних з'єднань тонкостінних труб і з'єднань фланців з трубами, який забезпечує збільшення площі шву та мінімізацію його товщини безпосередньо у процесі осадження крайок за температури активації їх поверхні активуючою речовиною. Розроблено експрес-метод для визначення технологічних параметрів даного процесу (контактного тиску та ступеня деформації у зоні шву) і показників міцності та властивостей металу одержаних швів з використанням спеціальних зразків, виготовлених з досліджених матеріалів. Застосування експрес-методики забезпечує можливість визначення сумісності активуючих речовин з матеріалом заготівок. Удосконалено метод синтезу індукційних пристроїв для визначення з заданою точністю електричних параметрів і геометричних розмірів індуктора, що дозволяє шляхом розрахунків за технологічних умов реалізації процесу "зварювання - паяння під тиском" - розподілу температури чи питомої потужності, яких задано на двовимірній площі шву та у колошовній зоні. Розроблено нові варіанти конструкції вузлів T-подібних з'єднань тонкостінних труб і з'єднань фланців з трубами, виконання та формоутворення швів у яких здійснюється безпосередньо, у процесі "зварювання - паяння під тиском", що дозволяє одержати підвищення міцності та конструкційної надійності одержаних вузлів.

Приведены результаты экспериментальных исследований процесса получения цельноштампованных тройников за один технологический переход путем совмещения в нем операций формирования отвода, пробивки его дна и отбортовки пробитого контура, с использованием заготовок со скошенными кромками.

Представлен новый способ изготовления элементов трубопроводов - тройников и устройство для его осуществления, которые позволяют получать тройник за один ход пресса путем совмещения в одном технологическом переходе формирования отвода, пробивки его дна и отбортовки пробитого контура.

Проанализированы типы конструкций безарматурных тройниковых соединений и способы их изготовления. Рассмотрена технология получения тройниковых соединений с использованием сваркопайки из тонкостенных труб малого диаметра, а также прочностные характеристики полученных тройников и их способность сохранять свою форму и геометрические размеры под действием нагружения во время механических испытаний.

Измерены электродные потенциалы различных зон кольцевого сварного соединения труб углеродистой стали при различных уровнях нагружения внутренним давлением. Показано, что пластическая деформация почти полностью устраняет разницу потенциалов между основным металлом и зонами термического влияния сварного соединения.

Рассмотрена задача для случая заполнения трубы водой в предположении осевой симметрии геометрических и силовых параметров нагружения с использованием жесткопластической модели среды и известного метода отраженных ударных адиабат. Показано, что присутствие жидкости в трубе приводит к существенному уменьшению ее обжатия при взрыве, что препятствует применению для снятия остаточных напряжений традиционной схемы обработки наружными зарядами взрывчатых веществ, отстоящими от сварного шва. Влияние жидкости оказывается таковым, что появляется возможность осуществлять нагружение трубы непосредственно по сварному шву, рассматривая жидкость как своеобразную опору.

Для получения качественных неразъемных соединений типа труба - трубная доска разработано переносное устройство, позволяющее выполнять сварку в защитном газе трубок диамером 3 - 5 мм и обеспечивающее заданную глубину проплавления.

По результатам прочностных испытаний и металлографических исследований проведена оценка качества соединений труб с трубными решетками, полученных с помощью прессово-термического электрогидроимпульсного процесса. Показано, что при этом на площади более 50 % всей контактной поверхности в компактных теплообменных аппаратах из высоколегированных сталей образуется металлическая связь.

Проведены исследования электрогидроимпульсной запрессовки труб в трубные решетки с канавками различной конфигурации. Установлены зависимости заполняемости впадин матриц от формы поперечных сечений взрывающихся элементов. Разработано устройство для запрессовки труб в трубные решетки.

Разработка и применение сварных конструкций из труб неразрывно связаны с совершенствованием сварки как технологического процесса соединения материалов и сопряжены с выполнением требований по обеспечению их качества и прочности. Показано, что Украина имеет многолетние традиции в области создания конструкций из труб и сохранила свой научный и производственный потенциал для развития этого направления в будущем.

На базе комплексной теории прочности проанализирована пластичность металлического колена при внутреннем давлении с учетом промежуточного главного напряжения и различной прочности при растяжении и сжатии. Получены комплексные решения для колен с одинаковой и разной толщиной стенок и локальным утонением. С целью изучения влияния параметра комплексной теории прочности, степени растяжения-сжатия, коэффициента изгиба и толщины стенок проведено параметрическое исследование. Сравнительный анализ расчетных и экспериментальных данных показал хорошее их соответствие. Установлено, что при расчете металлических колен комплексные решения многофункциональны, о чем свидетельствуют полученные результаты. Учет промежуточного главного напряжения позволил выявить скрытые потенциальные возможности металлических колен. Комплексные решения имеют важное практическое значение для оптимального проектирования и технического применения металлических колен.

Предложена аналитическая модель оценки предельного пластического состояния Т-образного патрубкового соединения с продольным поверхностным дефектом постоянной глубины в зоне приварки штуцера на внешней поверхности основной трубы при его нагружении внутренним давлением. Выполнен сравнительный анализ данных расчета с результатами полномасштабных испытаний патрубковых соединений с надрезами, нагруженных внутренним давлением до разрушения.

Існує думка, що найбільш точним різальним інструментом для виготовлення різьби є токарний різець з пласкою передньою поверхнею, яка лежить у осьовій площині гвинтової поверхні різьби. Саме тому для виробництва різьбових кінців труб нафтогазового сортаменту, до яких існують підвищені вимоги щодо механічної міцності і герметичності, використовують одно- або багатониткові різьбові різці чи різцеві головки. Але у більшості випадків прямолінійні різальні кромки таких інструментів є мимобіжними відносно осі різьби, наприклад тоді, коли кут нахилу їх різальної кромки відповідає куту підйому різьби. Те саме відбувається у випадку, коли передній кут інструмента не дорівнює нулю. У роботі йдеться про те, що у випадку мимобіжності різальної кромки різця й осі різьби, для формування якої він застосовується, різьбова поверхня формується на основі конволютного гелікоїда і не відповідає заданій формі різьби на основі косого закритого гелікоїда. Шляхом застосування криволінійних циліндричних координат одержано скалярний аналітичній вигляд функції осьового перерізу конволютного гвинта у прямокутній системі координат, аргументами якої є величина переднього кута різця і діаметр різьби, а також висота теоретичного профілю і величина кроку різьби. Ця функція є трансцендентною і не відповідає алгебричній функції першого порядку, яка визначає профіль трикутної чи трапецеїдальної різьби, що, власне, і надає підстави зробити висновок про неможливість відтворення теоретично-точного профілю гвинтової різьби токарним різцем.