Совершенствование процессов и машин для изготовления холоднопрофилированных труб на основе моделирования очага деформации

В настоящее время ряд экономических и технических проблем вынуждает потребителей промышленных изделий придерживаться требований энергои ресурсосбережения. Этим требованиям отвечают изделия, которые обеспечивают лучшее соотношение полученного от их применения экономического эффекта к стоимости их производства и эксплуатации, нежели имеющиеся изделия того же назначения. Заявленным особенностям отвечают изделия с малой металлоемкостью, имеющие оптимизированную форму, изготовленные из материалов, наиболее точно отвечающих требованиям эксплуатации. К числу таких изделий относятся профильные трубы, имеющие отличное от круглого поперечное сечение.

Класс профильных труб чрезвычайно широк (по существу, к профильным не относятся лишь цилиндрические прямолинейные трубы с правильным кольцевым сечением). Поле применения таких труб также весьма значительно, и, что немаловажно, имеет тенденцию к увеличению. Профильные трубы могут применяться по конструктивным соображениям (например, для восприятия особой конфигурации нагрузок), по технологическим причинам (для удобства сборки, монтажа), по соображениям производственного цикла (например, в нефтяной отрасли, теплообменных аппаратах), а также в иных (например, декоративных) целях.

Потребности промышленности приводят к необходимости непрерывного расширения типоразмерного ряда освоенных трубной промышленностью видов труб, более широкое применение для их производства материалов, обладающих повышенными механическими, свойствами, и, кроме того, растет потребность изготавливать новые, ранее неизвестные, виды профильных труб. Многие виды профильных труб, хотя и известны из литературы, но фактически не освоены производством и не имеют технологических предпосылок для их выпуска. Требования к профильным трубам в отношении качества весьма многообразны и определяются условиями их применения потребителями.

Профильные трубы, относятся к одному из наиболее сложных видов трубной продукции. В условиях жесткой конкуренции на мировых рынках трубной продукции ужесточаются требования к качеству и остро встают вопросы снижения стоимости профильных труб.

Сказанное означает, что настоящая работа, посвященная вопросам совершенствования производства профильных труб, актуальна, причем как для потребителей профильных труб, так и для их изготовителей. Действительно, поскольку. объемы производства профильных труб по каждому конкретному типу небольшие, то изготовление рабочего инструмента производится, как правило, в индивидуальном порядке, что определяет его высокую стоимость. К этому следует добавить, что рабочий инструмент не является универсальным, как правило, сложен по конфигурации, что также повышает его стоимость. Усугубляет сложность задачи производства и тот факт, что стоимость проектирования процесса, инструмента и изготовления оборудования перекладывается на небольшие объемы выпущенной продукции, что приводит к недопустимому возрастанию цен на последнюю. Кроме того, отсутствует или является редким оборудование для изготовления инструмента, в результате чего это изготовление осуществляется, чаще всего, вручную.

Методические материалы по проектированию процесса и инструмента существуют лишь для некоторых видов труб, общие методики проектирования инструмента и переходов волочения отсутствуют. Освоение нового вида продукции производится, как правило, методом последовательных приближений за несколько итераций. До недавнего времени эти разработки базировались на опыте работников цехов и лабораторий, однако в связи со сменой поколений эти сведения, в значительной мере утрачены. Следует вообще констатировать, что методы проектирования процессов производства профильных труб значительно отстали от общего прогресса трубного производства, и не отвечают требованиям времени.

Необходимо отметить, что даже для освоенных производством многогранных типов профильных труб требуется углубленное исследование процесса, например, с целью расширения сортамента, как в сторону тонкостенных, так и толстостенных труб, исследование зависимости геометрии и других параметров полученных изделий (прогибы граней, радиусы закругления ребер, распределение деформации и значения поврежденности металла по сечению, и др.) от условий процесса, определение рациональной формы рабочего инструмента и др., а также установления влияния на процесс используемого материала, ранее не применявшегося для производства таких труб. Сказанное выше в большой мере относится к производству новых видов профильных труб.

Производство профильных труб должно отвечать всем требованиям получения конкурентоспособности такого вида продукции, и, в частности, необходимо гибкое реагирование на потребности рынка, перестройка процесса производства, исходя из данных маркетинговых исследований, выпуск широкого сортамента для расширения круга потребителей, относительно низкая стоимость производства продукции и постоянная работа по ее снижению, наличие задела по созданию новых видов профильных труб и малый цикл по запуску их в производство, возможность выпуска продукции высокого качества и постоянная работа по его повышению.

Одним из условий преодоления современной экономической ситуации в трубной отрасли России является создание возможности производства продукции, конкурентоспособной на мировом рынке. В этой связи организация производства профильных труб также может иметь определенное значение.

Распространенным способом производства профильных труб является получение их из гладких трубных заготовок. При этом, как правило, не происходит значительного утонения или утолщения стенки, что позволяет получить трубы с постоянной по сечению толщиной стенки. Действительно, трубы с непостоянной по сечению толщиной стенки могут быть получены, однако процессы производства этого вида продукции сопровождаются высоким уровнем деформаций, а, следовательно, и повышенными энергозатратами, что сказывается на стоимости получаемых труб. Таким образом, необходимость получения таких труб должна быть соответствующим образом обусловлена.

Следует указать, что сдерживающим фактором в производстве профильных труб зачастую является не только и не столько повышенная стоимость получения самой продукции, сколько недостаточная стабильность процесса, которая является следствием его слабой изученности. Такое положение дел возникает, прежде всего, вследствие сложности очага деформации при профилировании трубы, что делает чрезвычайно затруднительным его описание традиционными аналитическими методами. Кроме того, в качестве основных проблем при получении профильных труб могут быть названы неточность трубного профиля, а также разрушение труб из малопластичных материалов непосредственно в процессе профилирования или при их нормальной эксплуатации.

Описанные проблемы могут быть решены путем создания моделей процессов, имеющих малое количество допущений, достаточно точно описывающих геометрию очага деформации, а также свойства материала трубной заготовки, ее упрочнение при профилировании. В силу большого объема расчетов, связанного со сложностью поставленной задачи, этим требованиям отвечает лишь компьютерное моделирование процесса. Однако такой способ моделирования имеет и недостаток, связанный с тем, что для моделирования процесса с конкретными параметрами (например, размером трубы, диаметром роликов) требуется создание отдельной модели. В то же время назначением большой группы моделей является оптимизация процесса, что требует проведения большого количества расчетных опытов (например, для подбора геометрических размеров и пр.). В этом случае потребуется построить большое количество отдельных моделей. Выходом может стать использование встроенной в некоторые расчетные пакеты возможности оптимизационного расчета, но и у этого способа есть свои недостатки, связанные со значительным временем решения.

Одним из решений указанных проблем является создание методики моделирования и базы данных процессов профилирования труб, имеющей возможность оперативной параметризации процесса (в том числе, и по нескольким варьируемым параметрам).

В этой связи цель настоящей работы состоит в создании методики моделирования процессов профилирования труб, разработке базы данных широкого класса моделей, исследовании ряда конкретных процессов профилирования, представляющих большой интерес для важных отраслей промышленности, проведении экспериментов по оценке точности моделей, разработке новых технических решений по реализации процессов профилирования труб.

В первом разделе работы рассмотрено современное состояние процессов производства профильных труб, приведена их классификация по нескольким признакам. В качестве объекта исследования определены профильные трубы, которые могут быть получены путем деформации стенки без изменения ее толщины. Среди них выбраны трубы, являющиеся наиболее характерными представителями указанных классов. К таким относятся трубы с продольным и винтовым профилированием, а также некоторые виды труб специального назначения. Изучено современное состояние технологии производства и машин, а также методов исследования напряженно — деформированного состояния таких видов труб, и на этой основе выполнена постановка задач исследования и совершенствования процессов и машин и разработки новых технических решений.

Во втором разделе разработана методика моделирования процессов профилирования труб, охватывающая выбранные классы труб, и на основе определяющих признаков сформирована база данных выбранных моделей процессов, позволяющая параметризовать процедуру получения моделей конкретных процессов. Математическое описание полученных моделей процессов выполнено на основе уравнений механики сплошной среды, учитывающих ее пластические и упругие свойства, что является основой для определения напряженно — деформированного состояния, вычисления поврежденности металла, и нахождения энергосиловых параметров. Получено вариационное уравнение для описания напряженнодеформированного состояния упругопластической среды. Показано, что в описанной выше постановке аналитические решения не могут быть найдены. В этой связи предложено использовать конечно — элементный подход, который учитывает особенности геометрических моделей.

В двух последующих разделах на основе разработанной методики рассмотрены конкретные примеры исследования процессов изготовления профильных труб, имеющих важное значение для соответствующих потребителей.

Так, в разделе три исследованы процессы производства труб с продольным и винтовым профилированием. Принятая методика позволяет изучать процессы профилирования многогранных и других труб. В частности, проведен параметрический анализ процесса производства труб квадратного и прямоугольного сечения, в том числе с особыми случаями приложения рабочих нагрузок. Найдено давление металла на инструмент, интенсивность деформаций и показатель напряженного состояния, а также распределение значения поврежденности металла в поперечном сечении после волочения, на основании чего могут быть рекомендованы рациональные условия ведения процесса. Выполнено аналитическое решение для случая кручения тонкостенной трубы, а также анализ кручения многолучевых и ребристых труб методом конечных элементов. Найден рациональный профиль трубы, при котором поврежденность металла имеет наименьшее значение.

В разделе четыре рассмотрены процессы профилирования труб специального назначения, к которым отнесены профильные перекрыватели нефтяных и газовых скважин, чехловые трубы для нужд атомной промышленности и трубы — заготовки для производства гидродвигателей, имеющие гипои эпитрохоидный профиль. В качестве объекта исследования для труб первого вида выбраны тонкостенные трубы большого диаметра, имеющие продольный сварной шов. На первом этапе изучен процесс получения профильной части перекрывателя роликами, имеющими различную ширину, вследствие чего получены две разновидности профильной части — «синусоидальной» и звездообразной формы. Далее моделировался процесс раздачи этих профилей в скважине внутренним давлением и коническим инструментом. Рассмотрен также процесс раздачи цилиндрических концов труб с использованием инструмента с цилиндрическими роликами.

Изучены процессы многопереходного профилирования труб без промежуточных отжигов. Такой технологический процесс позволяет получить значительную экономию ресурсов. Теоретическую основу многопереходных процессов профилирования составляет теория пластически неоднородных тел. При этом рассмотрен случай, когда пластическая неоднородность вызвана неоднородной предварительной деформацией. В качестве примеров рассмотрено профилирование многолучевых и овальных труб волочением, а также волочение прямоугольной трубы с большим отношением сторон, причем последний переход выполнен с применением оправки. Учтены особенности расчета поврежденности металла для многопереходных процессов, и получены рекомендации по их рациональному ведению.

В пятом разделе работы сформулированы цели и задачи экспериментальных исследований, описана аппаратура и методики экспериментов, и приведены результаты экспериментальных исследований процессов профилирования. Использование лазерного и светоотраженного сканирования позволили создать методику интеллектуализации контроля размеров профильных труб. Для исследования деформированного состояния применили микроструктурный метод, а оценку напряженного состояния в характерных точках выполнили на основе измерения твердости.

Эксперименты проведены при широком варьировании материалами труб и видами их обработки. Исследовали волочение труб с использованием монолитных и роликовой волок, а также процесс кручения для получения винтовых труб. Сопоставление теоретических результатов с экспериментами проводилось по следующим параметрам: по форме и размерам объемного очага деформации и готовых труб, по форме поперечного сечения четырехи шестилучевых труб при продольном профилировании в роликовой волоке, по энергосиловым параметрам процесса профилирования и показателям деформированного состояния. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов показало их удовлетворительную сходимость, что приводит к выводу об адекватности выбранных моделей процессов.

В шестом разделе приведены сведения о разработке новых технических решений по реализации процессов профилирования труб, выполненных с использованием проведенных теоретических и экспериментальных исследований, и защищенных патентами РФ. В частности, определена рациональная форма профиля волочильного канала рабочего инструмента, описана разработка технического задания для производства винтовых труб кручением, приведены технические решения, позволяющие повысить эффективность процессов профилирования и качество труб, касающиеся разработки нового рабочего инструмента и новых станов. Произведенные расчеты экономических эффектов от внедрения полученных разработок показали их высокую эффективность.

Научная новизна работы.

1. Разработана методика построения компьютерных геометрических моделей процессов изготовления широкого класса профильных труб, базирующаяся на трехуровневой процедуре параметризации, создана компьютерная база данных очагов деформации, разработана математическая модель процессов холодного профилирования. Эти разработки, в совокупности, позволяют, при их численной реализации, находить формоизменение труб, компоненты напряженнодеформированного состояния металла в очаге деформации, прогнозировать вероятность его разрушения, определять энергосиловые параметры, установить на этой основе рациональные схемы приложения рабочих нагрузок, дать рекомендации по совершенствованию существующих процессов профилирования и эффективному применению новых, защищенных патентами, инструмента и устройств для изготовления профильных труб, обладающих ¦ необходимым для потребителей уровнем качества.

2. Разработана методика определения рационального профиля поперечного сечения труб при последовательной двукратной деформации для случая волочения и кручения, а также профилирования роликами и раздачи конусом, применение которой позволяет получить равномерное распределение по сечению и наименьшую поврежденность металла, выполнить поиск конфигурации катающей поверхности роликов, обеспечивающей равномерное распределение давления на контакте роликов и металла.

3. Предложена математическая модель раскатки концов труб цилиндрическими роликами, позволяющая определить деформационные и силовые условия процесса, поврежденность металла, установить влияние высокой дробности деформации на пластичность металла.

4. Создана математическая модель процессов многопереходной деформации, изучено волочение многолучевых овальных и прямоугольных труб с большим отношением сторон профиля за несколько переходов без промежуточных отжигов.

5. Разработана методика определения рациональных геометрических параметров продольного и поперечного сечения профильных волок и проектирования инструмента для их изготовления.

На защиту вынесены следующие основные положения:

1. Анализ сортамента и выбор, на этой основе, класса профильных труб, обладающих общими признаками, постановка задач разработки теории профилирования и новых технических решений.

2. Разработка методики трехмерного твердотельного компьютерного геометрического моделирования и ее применение к широкому классу технологических процессов профилирования труб, отражающей особенности геометрии рабочего инструмента, формы заготовки и особенности приложения рабочих нагрузок.

3. Разработка геометрических моделей очага деформации при профилировании труб и на ее основе создание базы данных широкого класса расчетных моделей.

4. Разработка математической модели процессов холодного профилирования выбранного класса труб, позволяющей находить пластические и упругие деформации, учитывающей упрочнение металла и трение на контактных поверхностях, и позволяющей в совокупности с твердотельными моделями определять параметры очага деформации, необходимые для расчетов формоизменения, напряженнодеформированного состояния, поврежденности металла, а также и других параметров, определяющих служебные свойства труб.

5. Результаты теоретических исследований зависимостей формоизменения, механических переменных очага деформации и распределения давления на инструмент при продольном профилировании многогранных труб от параметров процесса, и, в частности, от степени толстостенности труб, величины сил трения, анализа особых случаев приложения рабочих усилий (проталкивание, волочение с подпором и др.), а также при винтовом профилировании труб гипоциклоидного сечения, ребристых труб, и выбора рационального профиля многолучевых труб при волочении с кручением.

6. Результаты теоретического исследования процесса профилирования труб специального назначения, касающиеся выбора рационального профиля поперечного сечения экспандируемых шестилучевых тонкостенных труб после их профилирования и раздачи, параметров профилирующего инструмента, процесса раскатки труб цилиндрическими роликами, а также процесса волочения чехловых труб и двухстадийного процесса получения винтовых граненых труб с целью получения заданной геометрии профиля;

7. Разработка математической модели и результаты теоретических исследований механических переменных очага деформации, и распределения сопротивления деформации по поперечному сечению, поврежденности металла и формоизменения для многопереходных, без промежуточных отжигов, процессов профилирования многолучевых, плоскоовальных и прямоугольных труб с большим соотношением сторон профиля;

8. Результаты комплексных экспериментальных исследований различных процессов профилирования труб при широком варьировании материалами и толстостенностью заготовок, позволяющие подтвердить адекватность принятых теоретических моделей и допущений, и адаптацию к исследованию процессов профилирования методик интеллектуализации контроля размеров и формы труб на основе лазерного и светоотраженного сканирования и компьютерной обработки данных и микроструктурного анализа деформированного состояния металла.

9. Результаты теоретических исследований по выбору рациональных параметров волочильного инструмента, обеспечивающих минимизацию деформационных и энергосиловых параметров процесса и повышающих точность профильных труб;

10. Разработка новых, защищенных патентами РФ, технических решений по совершенствованию рабочего инструмента и установок для профилирования, позволяющих при их использовании повысить эффективность процессов и качество труб.

Работа выполнена в соответствии с комплексным планом УГТУ — УПИ, темы № 770 «Теоретические основы разработки новых процессов и машин, обеспечивающих повышение уровня конкурентоспособности производимых изделий», № 797 «Разработка теоретических основ технологий и оборудования, обеспечивающих производство новых видов металлопродукции», а также договорами о совместной работе Татарского научно-исследовательского и проектно — конструкторского нефтяного института (ТатНИПИнефть). Результаты работы используются в учебном процессе кафедры «Металлургические и роторные машины» УГТУ-УПИ при чтении курсов «Математическое моделирование», «Пакеты прикладных программ», «Программное обеспечение САПР».

выводы.

1. Исследование процессов профилирования труб показало, что их совершенствование следует осуществлять на основе разработанной методики моделирования, определяя параметры очага деформации, при этом могут быть всесторонне проанализированы условия процесса, найдены рациональные схемы приложения рабочих нагрузок и форма профилирующего инструмента, а также для необходимых случаев рациональная форма поперечного сечения труб.

2. Выбор рационального профиля рабочего инструмента для волочения профильных труб следует выполнять, определяя рациональную форму профиля канала в продольном направлении, учитывая энергосиловые параметры, давление на инструмент и интенсивность деформации, а также и определяя форму поперечного сечения выходной части волоки, с учетом упругой деформации трубы и влияния внеконтактных зон.

3. Упругую деформацию труб при определении их готовых размеров или корректировке размеров инструмента следует учитывать при профилировании с местным воздействием нагрузок (профилирование роликами), а также при волочении труб с большим отношением сторон профиля.

4. Использование разработок по новому инструменту для профилирования труб, защищенных патентами РФ, позволяет достичь следующих положительных эффектов: обеспечить производство ряда типоразмеров профильных труб, повысить точность размеров и формы труб, снизить износ инструмента, упростить его замену, а также осуществить процессы, характеризующиеся высоким уровнем контроля над конфигурацией получаемых труб.

5. Использование новых станов и устройств для профилирования труб, защищенных патентами РФ позволяет добиться высокой универсальности процессов по сортаменту получаемых труб, высокой точности продукции, а за счет использования рациональных методик профилированияповышения производительности процесса. Кроме того, применение рассмотренных устройств позволяет значительно расширить типоразмерный ряд трубной продукции за счет получения новых видов профилей, а также получения профилей из материалов, ранее не использовавшихся для этих целей, за счет использования методик, обеспечивающих благоприятное напряженное состояние в очаге деформации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Выполненная работа является комплексным исследованием, содержащим новые научные, теоретические и экспериментальные результаты, и направленным на совершенствование существующих и разработку новых процессов, рабочего инструмента и машин для изготовления широкого класса холоднопрофилированных труб на основе предложенной методики разработки адекватных компьютерных моделей, создания базы данных моделей различных процессов профилирования и их всестороннего анализа, позволяющих определить формоизменение труб, напряженно — деформированное состояние металла, изучить его деформируемость, определить энергосиловые параметры, установить условия получения труб повышенной точности, найти рациональные конфигурации профилей готовых изделий и инструмента, предложить ряд новых эффективных видов рабочего инструмента и устройств для профилирования труб.

По работе могут быть представлены следующие выводы и результаты:

1. Проведение исследований существующих и разработка новых процессов профилирования определена необходимостью освоения новых видов и расширения сортамента профильных труб, применения новых материалов для их изготовления, а также потребностью в создании методов проектирования маршрутов профилирования и рабочего инструмента, повышения точности и надежности труб. Для рассмотренных типов профильных труб разработана общая методика построения расчетных моделей, позволяющих находить формоизменение при профилировании, параметры напряженно-деформированного состояния металла в очаге деформации и поврежденность металла, а также открытая база данных (содержащая 20 записей моделей процессов), позволяющая путем параметризации обобщенной схемы строить геометрические модели конкретных способов профилирования, в том числе и для многопереходных процессов.

2. Процесс создания моделей процессов профилирования труб выполнен на основе объемного геометрического моделирования, а для параметрического анализа процесса использована универсальная математическая модель с реализацией указанных выше моделей в конечно — элементной форме. Так как процессы профилирования весьма разнообразны, то разработан общий подход к созданию моделей, который имеет возможность рассмотреть воздействие на трубу инструмента сложной формы по наружной и внутренней поверхности, что привело к необходимости решения задачи в объемной постановке. При описании поверхности инструмента и деформируемой заготовки на основе метода конечных элементов следует использовать адаптивный принцип разбивки, за счет чего можно оперативно воздействовать на время решения и точность получаемых результатов. Определено, что математическая модель процесса должна содержать полную систему уравнений механики сплошной среды, причем уравнения равновесия определяются в перемещениях, а физические уравнения должны учитывать пластические и упругие деформации. Для конкретных случаев профилирования необходимо обоснованное определение граничных условий.

3. В процессе исследования продольного профилирования установлено, что интенсивность деформаций и напряжений, давление металла на инструмент, показатель напряженного состояния и поврежденность металла распределены по сечению трубы и толщине ее стенки неравномерно и зависят от степени толстостенности трубной заготовки, сил трения на контакте, материала труб и др., а показатель напряженного состояния меняется весьма плавно. Определено, что использование при профилировании особой схемы приложения нагрузок (проталкивание, волочение с подпором и др.) позволяет создать условия для снижения поврежденности металла, что позволяет, в частности снизить протяженность рабочего цикла профилирования за счет исключения промежуточных этапов термообработки, а также осуществлять профилирование труб из малопластичных материалов и, в необходимых случаях, повысить их точность.

4. Аналитическое решение задачи кручения тонкостенных труб при наличии описания контура поперечного сечения для упрочняющейся среды выполнено модернизированным методом Ритца. Разработанная методика определения напряженно — деформированного состояния при профилировании позволяет выбрать рациональную форму многолучевой трубы с целью минимизации поврежденности металла после операций волочения в монолитной волоке и кручения, что позволяет применить ранее не использовавшиеся материалы для изготовления таких труб.

5. Для труб-заготовок перекрывателей нефтяных и газовых скважин выбор формы поперечного сечения готового профиля выполнен на основе расчетов интегрального значения поврежденности металла после двух операций (профилирование трубы и раздача ее в скважине), при этом наименьшую величину этого показателя можно получить, производя деформацию роликом, имеющим форму, определенную специально для выбранного профиля трубы. Возможно получение равномерного распределения удельного давления металла на инструмент в очаге деформации при профилировании на основе выбора рациональной формы очертаний боковой поверхности ролика, что позволяет повысить стойкость инструмента. Раздача трубы до цилиндрической формы коническим пуансоном при наличии подпора с торца трубы обеспечивает наилучшие условия процесса.

6. Определены условия, при выполнении которых могут быть получены шестигранные чехловые трубы, имеющие заданную точность формы. Для этого вида труб определено давление металла на волоку и оправку, и найдены энергосиловые параметры процесса волочения.

7. На основе проведенного исследования процесса получения винтовых граненых труб с эпии гипотроходным профилем, установлено, что эти трубы могут быть получены с повышенной точностью если на первом этапе осуществляется волочение труб на неподвижной оправке, а на втором — закручивание профиля.

8. При изучении многопереходных процессов профилирования принята модель пластически неоднородной среды, а вариационное уравнение, обобщающее определяющие уравнения механики очага деформации, записано с учетом предварительной деформации металла. Исследование процессов многопереходного профилирования многолучевых, овальных и прямоугольных (с большим отношением сторон профиля) труб позволило определить величины интенсивности напряжений и деформаций, а также поврежденности металла с учетом истории деформирования по профилю поперечного сечения, что позволяет точнее определить необходимость промежуточной термической обработки труб в технологическом процессе и снизить цикличность изготовления.

9. С использованием разработанной методики моделирования выполнено комплексное исследование процессов профилирования труб, при котором могут быть достаточно полно проанализированы условия процесса, найдены рациональные схемы приложения рабочих нагрузок и форма профилирующего инструмента, а также рациональная форма поперечного сечения труб, установлено влияние материала трубы и степени толстостенности трубной заготовки и других условий процесса, при различных способах профилирования на такие параметры готовых труб, как радиусы закругления граней, величина изгиба граней и ребер при кручении и др., а также энергосиловые параметры процесса. Эти расчеты явились основой для совершенствования существующих и разработки новых процессов профилирования труб.

10. Комплексное экспериментальное исследование, осуществленное при широком варьировании материалом, геометрическими параметрами заготовок, формой поперечного сечения готовых труб и способами их обработки, позволило выполнить сопоставление результатов эксперимента с теоретическими исследованиями по форме и размерам очага деформации и геометрическим параметрам готовых труб, показателям деформированного состояния и энергосиловыми условиями процесса. Разработана методика интеллектуализации контроля размеров и формы готовых труб и выполнена адаптация методики микроструктурного анализа металла после деформации для использования на образцах профильных труб. Показана корректность принятых допущений и адекватность теоретических моделей.

11. С учетом рациональной формы профиля волочильного канала в продольном и поперечном направлении, а также определенных ранее энергосиловых параметров, давления на инструмент и интенсивности деформации, упругой деформации трубы и влияния внеконтактных зон может быть осуществлен выбор рационального профиля рабочего инструмента. При профилировании с местным воздействием, например роликами, а также при волочении труб с большим отношением сторон профиля следует учитывать упругую деформацию труб при определении их готовых размеров или корректировке размеров рабочего инструмента.

12. Использование разработок нового инструмента, а также станов и устройств для профилирования труб, в том числе защищенных патентами РФ, позволяет достичь следующих положительных эффектов: расширить типоразмерный ряд трубной продукции, в частности, за счет получения новых видов профилей, а также изготовления профилей из материалов, ранее не использовавшихся для этих целей, а также за счет использования методов профилирования, обеспечивающих благоприятное напряженное состояние в очаге деформации, повысить точность их размеров и формы, снизить износ инструмента, упростить его замену, а также осуществить процессы, характеризующиеся высоким уровнем контроля конфигурации получаемых труб, добиться высокой универсальности процессов по сортаменту получаемых труб, а путем использования рациональных методик профилирования — повышения производительности процесса.