Аннотации:
Современное металлургическое предприятие состоит из множества как вспомогательных, так и основных цехов, которые требуют постоянных материальных вложений. В условиях экономической нестабильности в промышленной отрасли вопросы экономии материальных средств, сырья и т. д., а также сокращения расходного коэффициента металла, оптимизации и гибкости производства являются важной составляющей для металлургических компаний. В данной статье описаны новые разработанные способы производства электросварных экспандируемых труб из двух листов (двухшовная). С использованием современных методов инженерного анализа, основанных на методе конечных элементов (МКЭ), проведена оценка возможности реализации разработанных способов производства двухшовных труб большого диаметра, а также подобраны технологические режимы формообразования, позволяющие получить продукцию, удовлетворяющую требованиям заказчика. В статье описаны результаты выполненных опытных работ, проведена оценка сходимости результатов, полученных при использовании CAE-систем, и опытной работы в цехе. Разработанные математические модели производства трубных заготовок на основных формообразующих операциях имеют высокую сходимость и могут использоваться при расчете новых типоразмеров. Используя разработанные математические модели в специализированном программном комплексе MSC Software, можно без рисков и финансовых потерь проводить оценку новых технологических режимов, различных способов производства. Предложенные новые способы производства двухшовных труб большого диаметра (формовка листа из двух половин и формовка полуцилиндра) увеличили производительность и гибкость производства, а также показали положительную экономическую эффективность за счет более низких затрат на листовую заготовку. Новые методы производства подтвердили свою работоспособность и на практике (производство опытной партии) доказали возможность существования. A contemporary metallurgical plant consists of numerous auxiliary and primary shops, and they require continuous economic investment. Saving on physical resources, raw materals, etc., as well as of reduction of the metal consumption rate, production optimization and flexibility is an important issue for metallurgical companies in the context of economic instability in the industry. This article describes new methods of manufacturing expandable electric resistance welded pipes out of two sheets (double-seam pipes). Using modern methods of engineering analysis based on the finite element method (FEM), the authors evaluated the possibilities of implementing new methods of manufacturing large-diameter double-seam pipes, and also selected such molding process modes that allow obtaining such products that comply with customer's requirements. The article describes results of test surveys, reproducibility evaluation of the results obtained with CAE-systems, and experimental shop operation results. The new mathematical models of manufacturing pipe blanks using basic molding operations are highly reproducible and may be used to calculate pipes of other dimensions. Use of MSC Software (specialized software) to simulate the new mathematical models helps to evaluate new process modes and various production techniques without risks or financial losses. The proposed new methods of manufacturing large-diameter double-seam pipes (sheet molding out of two halves and semi-cylinder molding) helped to increase production yield and flexibility and positively affected cost-effectiveness (due to fewer expenses on sheet blanks). The authors confirmed efficiency of these methods and proved in the field (experimental lot production) that they may be reasonably used.
Описание:
Баталов Герман Сергеевич, магистр, ведущий инженер, ПАО «Челябинский трубопрокатный завод», г. Челябинск; german.batalov@chelpipe.ru.
Лунев Александр Алексеевич, магистр, начальник Центра математического моделирования и методов искусственного интеллекта, ПАО «Челябинский трубопрокатный завод», г. Челябинск; aleksandr.lunev@chelpipe.ru.
Радионова Людмила Владимировна, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; radionovalv@susu.ru, ORCID: 0000-0001-9587-2925.
G.S. Batalov1, german.batalov@chelpipe.ru,
A.A. Lunev1, aleksandr.lunev@chelpipe.ru,
L.V. Radionova2, radionovalv@susu.ru
1PJSC “Chelyabinsk Tube-Rolling Plant”, Chelyabinsk, Russian Federation,
2 South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation