ПАО «Северский трубный завод», Полевской, Россия:
В. А. Топоров, технический директор;
О. А. Панасенко, начальник трубопрокатной лаборатории НИЦ

ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина», Екатеринбург, Россия:
+А. А. Богатов, докт. техн. наук, профессор кафедры ОМД
Д. Ш. Нухов, канд. техн. наук, научный сотрудник кафедры ОМД, эл. почта: d.s.nukhov@urfu.ru

Одним из важнейших этапов трубного производства является операция получения гильзы из сплошной заготовки на станах поперечно-винтовой прокатки. Правильная настройка инструментов деформации (валков, оправки и линеек) во многом определяет качество не только самих гильз, но и готовых труб. Значение правильной работы станов винтовой прошивки возрастает при производстве высококачественной продукции, например труб для нефтедобычи. Поэтому для создания прогрессивных технических решений необходимы новые методики оценки геометрических и кинематических параметров процесса, которые могли бы учитывать все сложности движения металла. Адекватно теоретически описать движение металла при прошивке достаточно сложно, так как заготовка, кроме поступательного движения, совершает винтовое вращение, и каждая частица металла несколько раз вступает в контакт с валком. Траекторию движения частицы металла от одного валка к другому называют шагом винтовой линии. Большинство современных методик оценки геометрии процесса учитывают только продольное формоизменение заготовки, не учитывая характер формоизменения в поперечных сечениях на каждом шаге винтовой линии. Построена твердотельная модель стана винтовой прошивки, поставлены и решены задачи конечно-элементного моделирования. Результаты решения задач обработаны с применением методики оценки геометрии очага деформации. Полученные результаты позволили установить влияние параметров настройки инструмента стана винтовой прошивки на характер формоизменения заготовки в очаге деформации. 

Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ MK-3011.2017.8.
Исследование выполнено в рамках базовой части государственного задания № 11.9538.2017/8.9.

1. Heimerzheim P., Szebsdat O. Прошивные косовалковые станы. Качество с самого начала // SMSMEER, Corporate Communications. 2012. № 3. С. 8–9.
2. Осадчий В. Я., Коликов А. П. Производство и качество стальных труб : учеб. пособие для вузов / под ред. В. Я. Осадчего. — М. : Издательство МГУПИ, 2012. — 370 с.
3. Осадчий В. Я., Вавилин А. С., Зимовец В. Г., Коликов А. П. Технология и оборудование трубного производства / под ред. В. Я. Осадчего. — М. : Интермет Инжиниринг, 2007. — 560 с.
4. Коликов А. П., Романцев Б. А. Теория обработки металлов давлением. — М. : МИСиС, 2015. — 451 с.
5. Потапов И. Н., Коликов А. П. Теория трубного производства. — М. : Металлургия, 1991. — 424 с.
6. Данилов Ф. А., Глейберг А. З., Балакин В. Г. Горячая прокатка и прессование труб. — М. : Металлургия, 1972. — 576 с.
7. Тетерин П. К. Теория поперечной и винтовой прокатки. — М. : Металлургия, 1983. — 270 с.
8. Romantsev B. Development of multipass skew rolling technology for stainless steel and alloy pipes' production // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018. Vol. 97, Iss. 9-12. P. 3223–3230.
9. Galkin S. P., Romantsev B. A., Kharitonov E. A. Putting into practice innovative potential in the universal radial shear rolling process // CIS Iron and Steel Review. 2014. Vol. 9. P. 35–39.
10. Чубуков М. Ю., Руцкий Д. В., Зюбан Н. А., Усков Д. П. Исследование влияния технологии изготовления оправок прошивного стана на особенности строения поверхностных и внутренних оксидных слоев // Черные металлы. 2016. № 1. С. 28–32.
11. Голубчик Р. М., Меркулов Д. В. Оценка размеров прошиваемых заготовок по параметрам циклического формоизменения // Сталь. 2012. № 12. С. 37–40.
12. Chitkara N. R., Aleem A. Axi-symmetric tube extrusion/piercing using die-mandrel combinations: some experiments and a generalized upper bound analysis // International Journal of Mechanical Sciences. 2001. Vol. 43. P. 1685–1709.
13. Chitkara N. R., Kim Y. J. Development of an adaptive directional reduced integration technique and its application to rigid-plastic finite-element analysis of heading and backward extrusion // International Journal of Mechanical Sciences. 2002. № 20. P. 581–588.
14. Man-Soo Jouna, Jangho Leeb, Jae-Min Choc et al. Quantitative study on Mannesmann effect in roll piercing of hollow shaft // Procedia Engineering. 2014. Vol. 81. P. 197–202.
15. Богатов А. А., Павлов Д. А., Нухов Д. Ш. Винтовая прокатка непрерывно-литых заготовок из конструкционных марок стали : учеб. пособие. — Екатеринбург : Изд-во Уральского ун-та, 2017. — 164 с.
16. Bogatov A. A., Toporov V. A., Nukhov D. Sh. Simulation of Rotary Piercing Process // Metallurgist. 2017. Vol. 61, Iss. 1-2. Р. 101–105.
17. Колмогоров В. Л. Механика обработки металлов давлением. — Екатеринбург : Изд-во Уральского гос. политехнического ун-та, 2001. — 836 с.