بررسي عددي و تجربي فرآيند اندازه كردن لوله هاي استحكام بالا توليد شده به روش شكل دهي غلتكي سرد

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

در اين مقاله، باتوجه به نياز روز افزون به لوله هاي استحكام بالا و نازك در صنايع نفت و گاز، اثر استحكام، ضخامت اوليه لوله و اصطكاك بين لوله و غلتك، روي توزيع ضخامت و دوپهني سطح مقطع لوله در فرآيند اندازه كردن به صورت عددي و تجربي مورد بررسي قرار گرفته است. شبيه سازي عددي با استفاده از نرم افزار تجاري مارك منتات انجام گرفته است. نتايج اين شبيه سازي نشان مي دهد كه با افزايش استحكام تسليم و كاهش ضخامت، دوپهني سطح مقطع لوله كاهش مييابد. نشان داده شده است كه با 2.77 برابر شدن استحكام تسليم لولهاي به ضخامت 2.8 ميليمتر، دوپهني 27 درصد كاهش يافته است. با كاهش ضخامت از 2.8 به 1.8 ميلي متر لوله اي با جنس فولاد St37 دوپهني 2 درصد كاهش مييابد. اين تغييرات با افزايش استحكام تسليم بيشتر ميشود به طوري كه در لوله اي با جنس آلفورم 700 با كاهش ضخامت از 2.8 به 1.8 ميليمتر، دوپهني 45 درصد كاهش مي يابد. همچنين اصطكاك تاثير ناچيزي بر دوپهني و توزيع ضخامت لوله دارد. اعتبار شبيه سازي اجزاي محدود با مقايسه نتايج تجربي تأييد شده است.

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.