مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی عددی و تجربی فرآیند اندازه کردن لوله های استحکام بالا تولید شده به روش شکل دهی غلتکی سرد

نویسندگان
حسین یوسفیان 1
حسن مسلمی نایینی 2
روح الله عزیزی تفتی 3
بهنام عباس زاده 4
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
2 استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
3 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد
4 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
چکیده
در این مقاله، باتوجه به نیاز روز افزون به لوله های استحکام بالا و نازک در صنایع نفت و گاز، اثر استحکام، ضخامت اولیه لوله و اصطکاک بین لوله و غلتک، روی توزیع ضخامت و دوپهنی سطح مقطع لوله در فرآیند اندازه کردن به صورت عددی و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی عددی با استفاده از نرم افزار تجاری مارک منتات انجام گرفته است. نتایج این شبیه سازی نشان می دهد که با افزایش استحکام تسلیم و کاهش ضخامت، دوپهنی سطح مقطع لوله کاهش مییابد. نشان داده شده است که با ۲.۷۷ برابر شدن استحکام تسلیم لولهای به ضخامت ۲.۸ میلیمتر، دوپهنی ۲۷ درصد کاهش یافته است. با کاهش ضخامت از ۲.۸ به ۱.۸ میلی متر لوله ای با جنس فولاد St۳۷ دوپهنی ۲ درصد کاهش مییابد. این تغییرات با افزایش استحکام تسلیم بیشتر میشود به طوری که در لوله ای با جنس آلفورم ۷۰۰ با کاهش ضخامت از ۲.۸ به ۱.۸ میلیمتر، دوپهنی ۴۵ درصد کاهش می یابد. همچنین اصطکاک تاثیر ناچیزی بر دوپهنی و توزیع ضخامت لوله دارد. اعتبار شبیه سازی اجزای محدود با مقایسه نتایج تجربی تأیید شده است.
کلیدواژه‌ها
فرآیند اندازه کردن
دوپهنی
لوله استحکام بالاف شکلدهی غلتکی

موضوعات

عنوان مقاله English

Numerical and experimental investigation of sizing process of high strength pipes producing by cold roll forming

نویسندگان English

H. Yousefian 1
H. Moslemi Naeini 2
R. Azizi Tafti 3
B. Abbaszadeh 4
1 Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
4 Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده English

In this paper, considering the increasing need for high strength and thin pipes in the oil and gas industries, the effects of material strength and the initial thickness of the pipe and the friction between the pipe and the roller, on the distribution of the thickness and ovality of the cross-section of pipe in the process of sizing have been numerically and experimentally investigated. The simulation is performed using the commercial software MSC Marc Mentat. Results of the simulation show that by increasing strength material and reduction of thickness, the ovality of the cross-section of pipe decrease. It has been shown that with a 2.77-fold increase in the yield strength of a pipe with thickness of 2.8 mm, the ovality decreased by 27%. By decreasing the thickness of the St37 pipe from 2.8 to 1.8 mm, the ovality decreased to 2%. These changes increase with increasing yield strength, so that in the alform700 pipe with a thickness reduction of 2.8 to 1.8 mm, the ovality decreased to 45%. Furthermore, the friction condition has very little effect on the ovality of pipe. The validity of the finite element simulation is confirmed by comparison with experimental results.

کلیدواژه‌ها English

Sizing process
Ovality
High strength pipe
Roll Forming
[1] G. Halmos, Roll Forming Handbook, First Eddition. Taylor & Francis Group, Boca Raton, pp. 9.23-9.43, Torento: CRC, 2006.
[2] ASME B31.1, First Eddition, pp. 205-206, April 2010.
[3] A. S. Zeleziarne, Steel Tube and Pipe Handbook, 14th Eddition, pp. 207-208, Slovak Republic, Switzerland: CR, 2018.
[4] C. William, Standard Handbook of Petroleum and Natural Gas Engineering, S. Lyon, J. P. Gary , L. Sga(Eds), pp. 607-670, 2011.
[5] I. Yoshiaki,A. Matsuo, Deformation analysis of ERW pipes subjected to 2-roll sizer- improvement of roundness at the end of ERW pipes with thin wall pipes III, Journal of the Japan Society for Technology of Plasticity, Vol. 37, No. 431, pp.307-310, 1996 (In Japanese).
[6] T. Inoue, M. Suzuki, T. Okabe, Y. Matsui, Development of advanced electric resistance welding (ERW) line pipe mighty seam TM with high quality weld seam suitable for extra-low temperature tervices, Journal of Financial Economics Technical Report, Vol. 18, No. 410, pp. 18-22, 1996.
[7] I. Yoshiaki, M. Takao, A. Isao, Development of pipe with high recision for automotive propeller shaft, Nippon Steel Technical Report, Vol. 44, No. 72, pp. 81-86, january1998.
[8] H. Validi, In the Analytical and Empirical Study of the Process of Re-Shaping Square Tubes with Consideration of Friction, Master's Thesis, Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modarres University, 2007 . (in Persian
[9] M. D. Herynk, S. Kyriakides, A. Onoufriou, H. D. Yun, Effects of the UOE/UOC pipe manufacturing processes on pipe collapse pressure. International Journal of Mechanical Society. Vol. 49, No. 5, pp. 533-553, 2007.
[10] R. Qiang, Z. Tianxia, L. Dayong, T. Ding, Numerical study on the X80 UOE pipe forming process, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 215, No. 6, pp. 264-277, 2015. [11] L. Joomnin, K. Dongwook, L. Quagliato,K. Soochang, Change of the yield stress in roll formed ERW pipes considering the bauschinger effect, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 244, No. 41, pp. 304-313, 2017.
[12] M. Karimi Firouzjaei, H. Moslemi Naeini, H. R. Farahmand, B. Abbaszadeh, M. M. Kasaei. Numerical and experimental investigation on flower pattern design methods in cold roll forming process of a high strength steel pipe, Modares Mechanical Engineering, Vol. 17, No. 10, pp. 259-270, 2017.
مهندسی مکانیک مدرس
دوره 18، شماره 9
دی 1397
صفحه 173-179