Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Компьютерное моделирование процесса изготовления криволинейного отвода из аустенитной стали на трубогибочном станке с применением нагрева ТВЧ

Опубликовано: 25.09.2023

Авторы: Петров О.М., Казанцев А.Г.

Опубликовано в выпуске: #9(141)/2023

DOI: 10.18698/2308-6033-2023-9-2301

Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела

С использованием метода конечных элементов выполнена оценка остаточных напряжений и деформаций, которые возникают в отводе Ду350 радиусом 1200 мм из аустенитной стали типа 08Х18Н10Т в процессе его изготовления с локальным нагревом токами высокой частоты (ТВЧ) и водяным охлаждением. Показано, что на внутренней поверхности отвода возникают сжимающие напряжения, а на внешней — растягивающие, в связи с чем сечение отвода приобретает эллиптическую форму. Максимальные деформации в зоне сжатия достигают 34 %, в растянутой зоне отвода — 22 %. Представлено исследование влияния термообработки и гидроиспытаний на величину остаточных напряжений. По данным испытаний на растяжение определены характеристики механических свойств металла в различных зонах натурного отвода. Установлено, что в нетермообработанном отводе в сжатой и растянутой зонах наблюдается повышение предела текучести на 10…20 % по сравнению со свойствами исходной трубы. Примерно на столько же относительное удлинение снижается в растянутой зоне и повышается в сжатой. После термообработки с нагревом до 900 °С (30 ч) свойства в различных зонах отвода выравниваются.


Литература
[1] Гальперин А.И. Машины и оборудование для изготовления криволинейных участков трубопровода. Москва, Недра, 1983, 203 с.
[2] Низкий В.В., Быков Н.А. Особенности гибки труб из сталей аустенитного и перлитного классов с нагревом ТВЧ. Труды НИКИМТ, т. 6. Москва, 2003, с. 59–71.
[3] Суворов В.П., Низкий В.В. Оборудование для гибки труб с нагревом ТВЧ. Труды НИКИМТ, т. 6. Москва, 2003, с. 77–79.
[4] Миронов К.А., Козлов А.В., Шеркунов В.Г., Суворов А.Л. Исследование силовых характеристик при гибке труб с обкатыванием, с использованием автоматизированного модуля и ПК. Вестник МГТУ им. Г.И. Носова, 2015, № 2, с. 45-48.
[5] ANSYS Mechanical APDL Theory Reference. Release 14.0-2011 SAS IP.
[6] Коликов А.П., Звонарев Д.Ю., Таупек И.М. Применение математического моделирования для расчета режимов пластического формоизменения толстолистовой заготовки и повышение качества труб большого диаметра. Черные металлы, 2018, № 11, с. 60–66.
[7] Korobkov G.E., Yanchushka A.P., Zakiryanov M.V. Numerical modelling of stress-strain state of a gas pipeline with cold bending offsets according to in-line inspection. Journal of Mining Institute, 2018, vol. 234, pp. 643–648.
[8] Sloderbach Z. Generalized model of strains during bending of metal tubes in bending machines. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2014, no. 52 (4), pp. 1093–1106.
[9] СТП 26.260.484–2004. Термическая обработка коррозионностойких сталей и сплавов на железноникелевой основе в химическом машиностроении. Москва, НИИХИММАШ, 2004, 33 c.
[10] Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергоустановок ПНАЭ Г-7-002–86. Москва, Энергоатомиздат, 1989, 525 с.
[11] Катанаха Н.А., Гецов Л.Б., Данюшевский И.А., Семенов А.С. Ресурс гибов высокотемпературных трубопроводов. Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского политехнического университета, 2013, № 3 (78), с. 82–94.