Математична модель силової та деформаційної взаємодії смуги і валків при прокатці з інтенсивною пластичною деформацією
Loading...
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Національна металургійна академія України, Дніпро
Abstract
UKR: Анотація. Все більш жорсткі вимоги пред'являються до якості нафтогазових труб, зокрема, до їх корозійної стійкості. Використання вуглецевих марок для їх виготовлення за традиційною технологією не забезпечує достатнього рівня захисту від корозії або є надто дорогим. Застосування механізму інтенсивної пластичної деформації дає змогу значно змінити зернистість і тим самим підвищити механічні властивості металу та його корозійну стійкість. Розроблена схема простого процесу прокатки з холостим роликом передбачає використання інтенсивної пластичної деформації. Математична модель процесу дозволяє встановити справжню ступінь деформації смуги, спроектувати лабораторний експеримент, визначити корозійну стійкість металу та розробити промислову установку для обробки внутрішньої поверхні труб.
RUS: Все более жесткие требования предъявляются к качеству нефтегазовых труб, в частности, к их коррозионной стойкости. Использование углеродистых марок для их изготовления по традиционной технологии не обеспечивает достаточного уровня защиты от коррозии или есть слишком дорогой. Применение механизма интенсивной пластической деформации позволяет значительно изменить зернистость и тем самым повысить механические свойства металла и его коррозионную стойкость. Разработана схема простого процесса прокатки с холостым роликом предусматривает использование интенсивной пластической деформации. Математическая модель позволяет установить истинную степень деформации полосы, спроектировать лабораторный эксперимент, определить коррозионную стойкость металла и разработать промышленную установку для обработки внутренней поверхности труб.
ENG: The operating conditions of oil and gas pipes determine strict requirements for their structure and properties, in particular, corrosion resistance. It is known that the mechanical properties and corrosion resistance of steels significantly depend on the degree of grinding of the grain and the homogeneity of the structure. One of the ways to form a fine-grained structure, increase mechanical and corrosion properties is intense plastic deformation. In order to determine the effect of intense plastic deformation on the deformation treatment of steel strips, a scheme of a simple rolling process with a blank roller was developed. The possible influence of intense plastic deformation in such a scheme on the structure of the metal required the development of a mathematical model, the purpose of which is to determine the magnitude of the true plastic deformation. Based on the results of mathematical modeling, laboratory experiment in rolling strips and determining their corrosion resistance in the proposed scheme, it is envisaged to develop an industrial installation for processing the inner surface of pipes. The mathematical model of the proposed rolling scheme with a certain value of intense plastic deformation is expected to be described in four stages. The first is to determine the force of pressing the idler roller into the material at a fixed amount of force applied to the lever of the mechanism. The second is to determine the magnitude of the pressure force of the idler roller on the rolled strip and the working roll. The third is to determine the depth of indentation of the roller in the strip at a given load in the absence of rotation of the rolls. Fourth - determining the actual and equivalent degree of deformation of the strip by a blank roller. Conclusion. Comparison of equivalent deformation екве roller and deformation rollers with a diameter of 180 mm with compression h∆=0,2 мм; μ=1,15; e=0,139 shows an order of magnitude greater deformation of the roller. The mathematical model of the offered way of rolling with intensive plastic deformation is developed, the carried-out calculations give the chance to assume considerable changes of structure of material, reduction of the sizes of grains. The latter should certainly be reflected in the change of physical and mechanical properties of the material, namely the increase of its corrosion resistance and the level of mechanical properties.
RUS: Все более жесткие требования предъявляются к качеству нефтегазовых труб, в частности, к их коррозионной стойкости. Использование углеродистых марок для их изготовления по традиционной технологии не обеспечивает достаточного уровня защиты от коррозии или есть слишком дорогой. Применение механизма интенсивной пластической деформации позволяет значительно изменить зернистость и тем самым повысить механические свойства металла и его коррозионную стойкость. Разработана схема простого процесса прокатки с холостым роликом предусматривает использование интенсивной пластической деформации. Математическая модель позволяет установить истинную степень деформации полосы, спроектировать лабораторный эксперимент, определить коррозионную стойкость металла и разработать промышленную установку для обработки внутренней поверхности труб.
ENG: The operating conditions of oil and gas pipes determine strict requirements for their structure and properties, in particular, corrosion resistance. It is known that the mechanical properties and corrosion resistance of steels significantly depend on the degree of grinding of the grain and the homogeneity of the structure. One of the ways to form a fine-grained structure, increase mechanical and corrosion properties is intense plastic deformation. In order to determine the effect of intense plastic deformation on the deformation treatment of steel strips, a scheme of a simple rolling process with a blank roller was developed. The possible influence of intense plastic deformation in such a scheme on the structure of the metal required the development of a mathematical model, the purpose of which is to determine the magnitude of the true plastic deformation. Based on the results of mathematical modeling, laboratory experiment in rolling strips and determining their corrosion resistance in the proposed scheme, it is envisaged to develop an industrial installation for processing the inner surface of pipes. The mathematical model of the proposed rolling scheme with a certain value of intense plastic deformation is expected to be described in four stages. The first is to determine the force of pressing the idler roller into the material at a fixed amount of force applied to the lever of the mechanism. The second is to determine the magnitude of the pressure force of the idler roller on the rolled strip and the working roll. The third is to determine the depth of indentation of the roller in the strip at a given load in the absence of rotation of the rolls. Fourth - determining the actual and equivalent degree of deformation of the strip by a blank roller. Conclusion. Comparison of equivalent deformation екве roller and deformation rollers with a diameter of 180 mm with compression h∆=0,2 мм; μ=1,15; e=0,139 shows an order of magnitude greater deformation of the roller. The mathematical model of the offered way of rolling with intensive plastic deformation is developed, the carried-out calculations give the chance to assume considerable changes of structure of material, reduction of the sizes of grains. The latter should certainly be reflected in the change of physical and mechanical properties of the material, namely the increase of its corrosion resistance and the level of mechanical properties.
Description
В. Балакін: ORCID 0000-0003-0876-7516; Ю. Николаєнко: ORCID 0000-0002-1559-9584
Keywords
інтенсивна пластична деформація, смуга, валки, математична модель, механічні властивості, корозійна стійкість, КСЯСМ, КТТАМП
Citation
Богдан Д. О., Балакін В. Ф., Штода М. М., Николаєнко Ю. М. Математична модель силової та деформаційної взаємодії смуги і валків при прокатці з інтенсивною пластичною деформацією. Системні технології. Дніпро, 2021. Т. 6. № 137. С. 72–84. DOI: 10.34185/1562-9945-6-137-2021-08.