本公開涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于制造管的方法。本公開還涉及根據(jù)權(quán)利要求10的前序部分所述的用于制造管的裝置。

背景技術(shù)：

無縫冷加工鋼管(但也可為其它金屬材料的管)通常通過以下主要工藝步驟制造：

首先，通過熔化廢金屬、在熔融金屬罐(ladle)和轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行精煉、然后連續(xù)鑄造成被切割成坯件的板坯(strand)，從而生產(chǎn)出鋼坯。然后，使坯件進(jìn)行熱軋，以形成圓棒，并且通過用心軸刺穿圓棒并進(jìn)一步熱軋或熱擠壓而從該圓棒形成中空管狀坯料。也可以從錠鑄鋼制造中空坯料。最后，將處于冷態(tài)的中空管狀坯料拉制成或皮爾格式軋制成最終尺寸的管。

拉制或皮爾格式軋制的最終步驟的共同之處在于，在加工步驟期間，中空坯料的外徑減小。當(dāng)制造具有大直徑的管時(shí)，因而需要使用具有非常大直徑的中空管狀坯料作為起始材料。然而，減小中空坯料的尺寸所需的力隨著中空坯料的尺寸而迅速增加，并且因此也相應(yīng)地增加了制造設(shè)備(即用于熱軋和冷軋的拉伸臺(tái)和軋機(jī))的尺寸。這最終導(dǎo)致高生產(chǎn)成本。

未來，預(yù)計(jì)對(duì)大直徑冷加工無縫鋼管的需求以及對(duì)其它材料的大直徑冷加工無縫管的需求將會(huì)增加，特別是在石油和天然氣開采方面，并且因此需要更高效且更低成本的用于制造這些產(chǎn)品的方法。

因此，本公開的一個(gè)方面在于提供一種有效且低成本的制造管的方法。本公開的另一方面在于提供一種有效且低成本的用于制造管的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

上述方面通過一種用于制造管110的方法實(shí)現(xiàn)，該方法包括以下步驟：

a.提供管狀中空坯料100，其具有標(biāo)稱外徑(d)和標(biāo)稱內(nèi)徑(d)；

b.提供擴(kuò)展工具60，其包括外部工具部件61和內(nèi)部工具部件64，所述外部工具部件61和內(nèi)部工具部件64被同心地布置，使得內(nèi)部工具部件64和外部工具部件61限定用于接收具有標(biāo)稱外徑(d)和標(biāo)稱內(nèi)經(jīng)(d)的入口開口68以及用于具有外徑(d1)和內(nèi)徑(d1)的管110的出口開口69；

其中，內(nèi)部工具部件64包括第一密封部分65和第二密封部分66，所述第一密封部分65用于能夠密封地支撐中空坯料100，所述第二密封部分66用于能夠密封地支撐管110，其中，空間70在第一密封部分65與第二密封部分66之間延伸，并且其中，空間70連接至流體源；

c.使所述管狀中空坯料100連續(xù)地移動(dòng)穿過擴(kuò)展工具60，并將流體供應(yīng)至空間70，使得在管狀中空坯料100內(nèi)施加液壓壓力(p1)，其中，液壓壓力(p1)的大小被選擇為使得管狀中空坯料100塑性變形。

在本公開中，液壓壓力被表示為p、p1、p2、p3、p4和p5。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，液壓壓力(p、p1、p2、p3、p4和p5)的數(shù)值可以是相同或不同的。

上文或下文限定的方法是用于擴(kuò)展管(諸如無縫管)的方法，其中，管受到兩種類型的力，即，壓力和拉力。這意味著管的材料不會(huì)僅暴露于單側(cè)力(如在通常使用的工藝中那樣)，并且因此減少了在管中形成裂紋的風(fēng)險(xiǎn)。

通過上文和下文限定的方法，中空坯料的橫截面從標(biāo)稱尺寸連續(xù)擴(kuò)展成伸長(zhǎng)管，該伸長(zhǎng)管具有比標(biāo)稱中空坯料要薄的壁厚以及比標(biāo)稱中空坯料要大的內(nèi)徑和外徑。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)高生產(chǎn)率，并且因此降低每個(gè)管的生產(chǎn)成本。由于中空管狀坯料的橫截面被擴(kuò)展，所以即使在制造大直徑的管時(shí)，也能夠使用小標(biāo)稱直徑的中空管狀坯料。

本發(fā)明方法的另一優(yōu)點(diǎn)在于，中空管狀坯料通過液壓流體壓力而擴(kuò)展。與機(jī)械成形相比，擴(kuò)展工具中的液壓壓力(p1)與中空管狀坯料之間的摩擦將非常低。因此，將能夠使用小的軸向力來推動(dòng)或拉動(dòng)中空坯料穿過擴(kuò)展工具。這進(jìn)而將提供諸如減少變形過程所需的力、設(shè)備尺寸小和功耗低的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)一個(gè)替代方案，管狀中空坯料完全地通過擴(kuò)展工具中的液壓壓力(p1)而擴(kuò)展。其帶來的主要優(yōu)點(diǎn)在于，在擴(kuò)展過程期間，中空管狀坯料與擴(kuò)展工具之間將幾乎沒有摩擦(或者摩擦非常小)。因此，用于將管狀坯料移動(dòng)穿過擴(kuò)展工具所需的力可以非常小。

根據(jù)另一替代方案，管狀中空坯料部分地通過液壓壓力而擴(kuò)展，并且部分地通過機(jī)械成形而擴(kuò)展。當(dāng)在最終的管中需要窄公差時(shí)，機(jī)械端成形步驟是有利的。

作用在中空坯料上的液壓壓力(p)應(yīng)足夠高，以使管狀中空坯料的材料增塑。因此，管狀中空坯料中的切向拉伸應(yīng)力應(yīng)位于管狀中空坯料材料的塑性區(qū)域中。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，優(yōu)選地是，將擴(kuò)展工具中的壓力的大小選擇為使得在管狀中空坯料中實(shí)現(xiàn)的切向拉伸應(yīng)力大于管狀中空坯料材料的屈服極限或極限強(qiáng)度。優(yōu)選地，擴(kuò)展工具中的壓力的大小被選擇為使得在管狀中空坯料中實(shí)現(xiàn)的切向拉伸應(yīng)力小于管狀中空坯料材料的極限拉伸強(qiáng)度。

根據(jù)另一替代方案，在管狀中空坯料內(nèi)，在管狀中空坯料的從擴(kuò)展工具的入口開口朝向管狀中空坯料的第一端延伸的部分中施加液壓壓力(p3)。液壓壓力(p3)將使管狀中空坯料在擴(kuò)展過程期間穩(wěn)定，使得避免了不受控制的屈曲。

根據(jù)另一替代方案，液壓壓力(p3)的大小適于使得在中空管狀坯料中實(shí)現(xiàn)切向拉伸應(yīng)力，其中，切向拉伸應(yīng)力位于中空管狀坯料的材料的彈性區(qū)域中。通過在擴(kuò)展之前彈性地預(yù)張緊中空管狀坯料，可以更進(jìn)一步減小將管狀中空坯料推動(dòng)穿過擴(kuò)展工具所需的軸向力。優(yōu)選地，液壓壓力(p3)的大小適于使得在中空管狀坯料中實(shí)現(xiàn)的切向拉伸應(yīng)力比中空管狀坯料材料的屈服極限或極限應(yīng)力小約10％至約20％。

本公開還涉及根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于制造管的裝置。

附圖說明

圖1是用于執(zhí)行根據(jù)本公開的第一優(yōu)選實(shí)施例的方法的裝置的示意圖。

圖2a是圖1的一部分的放大圖。

圖2b是根據(jù)本公開的裝置的替代方案的放大圖。

圖3a-圖3c示意性地示出了根據(jù)本公開的方法的三個(gè)不同階段。

圖4a和圖4b是用于根據(jù)本公開的方法的示意性示例的說明圖。

具體實(shí)施方式

圖1示意性地示出了用于將中空管狀坯料從標(biāo)稱內(nèi)徑d和標(biāo)稱外徑d連續(xù)擴(kuò)展成具有內(nèi)徑d1和外徑d1的伸長(zhǎng)管的裝置1。

為了便于描述裝置1，示出了處于操作中的情況，即，在管狀中空坯料100擴(kuò)展成擴(kuò)展且伸長(zhǎng)的管110期間。

該裝置包括第一伸長(zhǎng)管狀殼體10，該第一伸長(zhǎng)管狀殼體10具有第一端11和第二端13以及包圍內(nèi)部空間15的周向圓筒形壁14。管狀殼體10的第一端11由第一端壁12封閉。

用于推動(dòng)管狀坯料的保持元件30(也稱為“推動(dòng)元件”或“保持器元件”)被布置在內(nèi)部空間15中。保持元件30是能夠滑動(dòng)地配合到第一管狀殼體10的內(nèi)部空間15中的圓柱形件。推動(dòng)元件的一側(cè)是平面的并且指向第一管狀殼體10的第一端11。推動(dòng)元件的另一側(cè)指向第一管狀殼體10的第二端13并且設(shè)置有圓柱形凹部33，即，孔，該凹部被設(shè)計(jì)用以接收位于第一管狀殼體10的內(nèi)部空間15中的中空管狀坯料100的第一端101。

保持元件30、第一端壁12和周向圓柱形壁14限定第一管狀殼體10的內(nèi)部空間15中的壓力腔室16。第一壓力腔室16通過管道17連接至液壓流體源(未示出)。推動(dòng)元件30和壓力腔室16構(gòu)成用于推動(dòng)(移動(dòng))中空管狀坯料的推動(dòng)裝置(移動(dòng)裝置)。

擴(kuò)展工具60被布置在第一管狀殼體10的第二端13中。擴(kuò)展工具60包括外部工具部件61和內(nèi)部工具部件64，它們以彼此相距一定距離同心地布置。

圖2a示出了根據(jù)第一替代方案的擴(kuò)展工具60的放大視圖。

外部工具部件61是環(huán)形的并且具有入口端62和出口端63。外部工具部件61被設(shè)計(jì)成使得其內(nèi)徑在從入口端62朝向出口端63的方向上增大。因此，在入口端62處，外部工具部件61的內(nèi)徑等于中空管狀坯料的外徑d，而外部工具部件的出口端63的內(nèi)徑等于擴(kuò)展的管的外徑d1。入口端62和出口端63圓筒形地延伸，以提供用于管狀中空坯料和擴(kuò)展的管的支撐表面。然而，外部工具部件61的精確設(shè)計(jì)可以改變，優(yōu)選地，其內(nèi)徑從入口端62到出口端63連續(xù)地增加。

內(nèi)部工具部件64是伸長(zhǎng)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的實(shí)心件并且至少在外部工具部件61上延伸。然而，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，其優(yōu)選地比外部工具部件更長(zhǎng)。

內(nèi)部工具部件64具有入口密封部分65和出口密封部分66。入口區(qū)段和出口區(qū)段是圓筒形的并且在內(nèi)部工具部件的軸向方向上延伸，使得它們形成用于管狀中空坯料的內(nèi)表面的支撐表面和用于擴(kuò)展的管的內(nèi)表面的支撐表面。入口密封部分(第一密封部分)65和出口密封部分(第二密封部分)66的徑向尺寸被設(shè)定為使得在入口密封部分65與管狀中空部分的內(nèi)表面之間以及在出口密封部分66與擴(kuò)展的管的內(nèi)表面之間實(shí)現(xiàn)液密密封。

用于中空管狀坯料的入口開口68被限定在外部工具部件61的入口端62與內(nèi)部工具部件64的入口密封部分65之間。用于擴(kuò)展的管的出口開口69被限定在外部工具部件61的出口端63與內(nèi)部工具部件64的出口密封部分之間。在入口開口68處，外部工具部件的入口端62和內(nèi)部工具部件的入口密封部分65與管狀中空坯料接觸。在出口開口處，外部工具部件61的出口端63和內(nèi)部工具部件64的出口密封部分與擴(kuò)展的管接觸。

內(nèi)部工具部件64還包括空間70，所述空間70在內(nèi)部工具部件64的入口密封部分65與出口密封部分66之間延伸。在圖2a所示的實(shí)施例中，空間70是加工到內(nèi)部工具部件中的周向凹部。周向凹部(空間)70可以具有任意形狀，例如矩形橫截面，并且該周向凹部70由入口區(qū)段65和出口區(qū)段66以及由內(nèi)部工具部件64的底部限制。因此，周向凹部70朝向上部工具部件敞開并且在上部的工具部件的至少一部分上延伸。周向凹部70通過管道72連接至液壓流體源(圖中未示出)。在操作中，周向凹部70和管狀中空坯料的內(nèi)表面限定了壓力腔室，使得液壓壓力被施加到管狀中空坯料的內(nèi)表面上。根據(jù)中空管狀坯料的尺寸來選擇周向凹部70的深度，并且使得周向地圍繞管狀中空坯料均勻地形成液壓壓力。

出口密封部分66的側(cè)面73可以是傾斜的，以在擴(kuò)展過程的初始階段中將中空管狀坯料朝向擴(kuò)展工具的出口開口69引導(dǎo)。

還能夠?qū)?nèi)部工具部件64設(shè)計(jì)成使得管狀中空坯料部分地由周向凹部70中的流體液壓地變形，并且部分地在出口密封部分66與外部工具部件61之間機(jī)械變形。有利的是，對(duì)擴(kuò)展的管的最終尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且確保對(duì)擴(kuò)展工具的出口開口中的擴(kuò)展的管進(jìn)行完全流體密封。

圖2b示出了擴(kuò)展工具60的第二替代方案，其中，出口密封部分66具有沿著外部工具部件61同心地延伸的機(jī)械成形區(qū)段74，使得在成形區(qū)段74與外部工具部件61之間形成環(huán)形間隙。成形區(qū)段74的尺寸被設(shè)定為使得環(huán)形間隙在朝向出口開口69的方向上逐漸變窄。因此，在圖2b中，中空管狀坯料部分地通過周向凹部70中的液壓壓力p1抵靠上部的工具部件61而擴(kuò)展，并且部分地通過上部的工具部件61與成形區(qū)段74之間的環(huán)形間隙中的機(jī)械成形而擴(kuò)展。成形區(qū)段74可以是外部密封部分的一體部件或是獨(dú)立的部件。

回到圖1，用于連續(xù)擴(kuò)展中空管狀坯料的裝置1還包括第二管狀殼體80，所述第二管狀殼體80用于接收擴(kuò)展的管110。第二管狀殼體80包括周向壁81。底壁將第二管狀殼體80的第二端83封閉，并且其第一端84是敞開的。

第二管狀殼體80被布置成與第一管狀殼體10滑動(dòng)接觸。因此，第一管狀殼體10的第二端13(即，包括擴(kuò)展工具60的該第二端)被插入到第二管狀殼體80的敞開的第一端84中。第二管狀殼體的底壁82包括用于接收擴(kuò)展的管的端部的環(huán)形凹槽85。液壓卡盤(未示出)可以設(shè)置成鄰近于環(huán)形凹槽85，以用于夾緊擴(kuò)展的管的端部。

桿86從內(nèi)部工具部件64延伸穿過第二管狀殼體80的底壁。主流體通道87延伸穿過桿86，以用于將內(nèi)部工具部件中的周向凹部70與液壓壓力源(未示出)連接。該桿還包括出口通道88，所述出口通道88用于將液壓流體供應(yīng)至位于第二管狀殼體中的擴(kuò)展的管的內(nèi)部。

在裝置1的操作中，推動(dòng)中空管狀坯料穿過擴(kuò)展工具的軸向力還迫使內(nèi)部工具部件64穿出第一管狀殼體10的端部之外。為了防止這種情況，擴(kuò)展的管110、第二管狀殼體的底壁和內(nèi)部工具部件64限定壓力腔室89，該壓力腔室89經(jīng)由桿86中的出口通道88連接至流體源(未示出)。當(dāng)在壓力腔室89中供應(yīng)流體時(shí)，在內(nèi)部工具部件64上施加反液壓壓力p2，該反液壓壓力p2迫使內(nèi)部工具部件在中空管狀坯料的擴(kuò)展期間保持在位。

根據(jù)本公開的替代方案，用于擴(kuò)展中空坯料的裝置還可包括流體通道18，該流體通道18將液壓流體源(未示出)與中空管狀坯料的從擴(kuò)展工具的入口端朝向保持器元件30延伸的部分中的中空管狀坯料的內(nèi)部連接。如圖1中可以確定的，管狀中空坯料1的周向壁、保持器元件30和擴(kuò)展工具60限定壓力腔室40，該壓力腔室40可被加壓，以便在整個(gè)過程期間以及貫穿整個(gè)過程使管穩(wěn)定。

在用于擴(kuò)展中空坯料的裝置1中，在中空管狀坯料的外表面與第一管狀殼體10的周壁14之間存在環(huán)形狹槽41。環(huán)形狹槽41的目的是在擴(kuò)展過程中適應(yīng)中空管狀坯料的橫向移動(dòng)。根據(jù)一個(gè)替代方案，環(huán)形狹槽41還可以通過流體通道連接至液壓流體源并且被加壓。通過在環(huán)形狹槽45中提供液壓壓力p4，可以在擴(kuò)展期間使管狀中空坯料穩(wěn)定。

能夠使用機(jī)械力來代替使用液壓壓力將保持器元件30與管狀坯料一起朝向擴(kuò)展工具移動(dòng)。例如，通過使用與線性電機(jī)連接的推桿。

還能夠?qū)⒐軤钪锌张髁贤苿?dòng)穿過擴(kuò)展工具，并且同時(shí)拉動(dòng)第二管狀殼體遠(yuǎn)離擴(kuò)展工具。

還應(yīng)理解，用于制造管的裝置包括必要的密封元件，以防止液壓流體在該裝置的各種部件之間泄漏。例如，適當(dāng)?shù)拿芊庠梢员徊贾迷跀U(kuò)展工具的入口開口與出口開口中。還應(yīng)當(dāng)理解，與液壓流體源的連接包括必要的泵和閥，以便實(shí)現(xiàn)合適的壓力。

下面將參考圖3a-圖3c描述根據(jù)本公開的方法。

圖3a示出了處于起始位置中的用于擴(kuò)展中空管狀坯料的裝置1。因此，推動(dòng)元件30朝向第一管狀殼體的第一端縮回。第二管狀殼體80已經(jīng)縮回，使得其底壁85鄰近于擴(kuò)展工具60的出口開口69。

管狀中空坯料100被放置在第一管狀殼體的內(nèi)部空間15中。管狀中空坯料的第一端被插入推動(dòng)元件30的圓柱形凹部33中。管狀中空坯料的第二端被插入擴(kuò)展工具60的入口開口68中。管狀中空坯料由鋼制成，諸如不銹鋼、諸如雙相不銹鋼或高合金不銹鋼。鋼的實(shí)例是unss32750和unsn08028(可從ab山特維克材料技術(shù)公司購得(absandvikmaterialstechnology))。管狀中空坯料的內(nèi)徑d可為132mm，外徑d可為160mm，長(zhǎng)度可為8900mm。然而，管狀中空坯料也可以由其它金屬材料制成，諸如鋁、銅、碳鋼或鋯。

中空管狀坯料的周向壁限定軸向凹部70，使得實(shí)現(xiàn)液密的壓力腔室。

在第二步驟中，見圖3b，通過經(jīng)由通道88引入的液壓流體將周向凹部70加壓到液壓壓力p1。液壓壓力p1作用在中空管狀坯料的內(nèi)表面上。

周向凹部70中的液壓壓力p1的大小被選擇為使得在中空管狀坯料中實(shí)現(xiàn)切向拉伸應(yīng)力，該切向拉伸應(yīng)力的大小使得中空管狀坯料的材料增塑。這將導(dǎo)致中空管狀坯料在徑向方向上朝向外部工具部件61均勻地變形。高壓力不僅擴(kuò)大了管狀中空坯料的內(nèi)徑，還減小了中空管狀坯料的壁厚。因此，與中空管狀坯料相比，所得到的擴(kuò)展的管較長(zhǎng)，并且壁厚減小。

這也可以相應(yīng)地解釋為：周向凹部70中的高度加壓的流體作用在增塑的中空管狀坯料的內(nèi)表面上。因此，增塑的中空管狀坯料在外部工具部件61與高度加壓的液壓流體之間被擠壓，這進(jìn)而將導(dǎo)致用于管狀中空坯料的壁厚減小。

后面將在下文中說明液壓壓力的大小與管狀中空坯料的增塑之間的關(guān)系。

與此同時(shí)，通過經(jīng)由通道17引入的液壓流體還將第一管狀殼體中的壓力腔室16加壓到液壓壓力p5。這迫使保持器元件30朝向擴(kuò)展工具60移動(dòng)并且使中空管狀坯料連續(xù)移動(dòng)穿過擴(kuò)展工具。

擴(kuò)展的管110通過出口開口69離開擴(kuò)展工具，并與第二管狀殼體80的端壁85接合，該第二管狀殼體80開始在第一管狀殼體上滑動(dòng)遠(yuǎn)離擴(kuò)展工具。這個(gè)過程使擴(kuò)展過程穩(wěn)定并使其以穩(wěn)定的速度進(jìn)行。

圖3c示出了處于最終位置的用于擴(kuò)展管狀坯料的裝置。保持器元件30已通過壓力腔室16中的液壓壓力p5推動(dòng)至鄰近于擴(kuò)展工具的入口開口68的位置。在該位置中，保持器元件不能將中空管狀坯料進(jìn)一步推動(dòng)穿過擴(kuò)展工具。相反，中空管狀坯料的最后部分被第二管狀殼體拉動(dòng)穿過擴(kuò)展工具。這可以通過在第二管狀殼體的第一端81上施加力f或者通過抓持第二管狀殼體的第二端并將其在遠(yuǎn)離擴(kuò)展工具的方向上拉動(dòng)來實(shí)現(xiàn)?？梢栽黾又芟虬疾?0中的壓力，以促進(jìn)從擴(kuò)展工具移除擴(kuò)展的管的最后區(qū)段。

周向凹部70中的液壓壓力p1的大小對(duì)于擴(kuò)展和拉長(zhǎng)管狀中空坯料是至關(guān)重要的。下面將更詳細(xì)地說明液壓壓力的重要性。

當(dāng)在管狀中空坯料內(nèi)施加壓力(即，負(fù)載)時(shí)，在管狀中空坯料的壁中形成切向應(yīng)力。

金屬材料在受到增加的負(fù)載時(shí)的特性是眾所周知的，并且通常通過所謂的應(yīng)力應(yīng)變圖來描述。

當(dāng)金屬材料件受到小的負(fù)載時(shí)，所形成的應(yīng)力導(dǎo)致金屬材料中的原子之間的距離增加，而不會(huì)影響它們的相互排列。如果移除負(fù)載，則金屬材料件將恢復(fù)到原始尺寸。金屬材料件因此彈性變形。在應(yīng)力應(yīng)變圖中，這個(gè)區(qū)域通常被稱為線性彈性區(qū)域。如果施加在金屬材料件上的負(fù)載增加，則應(yīng)力也將增加。當(dāng)應(yīng)力超過所謂的彈性極限或屈服極限時(shí)，原子平面將開始在彼此之上滑動(dòng)，并且金屬材料件經(jīng)受永久變形，即，金屬材料件塑性變形。塑性變形隨著負(fù)載的增加而在金屬材料件中均勻地增大，直到金屬材料件中的應(yīng)力達(dá)到所謂的極限拉伸應(yīng)力。此后，腰部(waist)開始形成在金屬材料件上，并且如果負(fù)載進(jìn)一步增加，則試件最終會(huì)斷裂(giveaway)。屈服極限與極限拉伸應(yīng)力之間的區(qū)域通常被稱為塑性區(qū)域。

對(duì)于金屬材料，不存在定義的屈服極限。相反，術(shù)語“極限強(qiáng)度”用于確定塑性區(qū)域的起始。極限強(qiáng)度被定義為使材料剩余延伸率為0.2％的應(yīng)力量。通常，極限強(qiáng)度被表示為rp0.2。

對(duì)于大多數(shù)建筑金屬材料，屈服點(diǎn)、極限應(yīng)力和極限拉伸應(yīng)力都有記錄，或者可以通過實(shí)驗(yàn)容易地確定。在所公開的方法中，該信息可以用于確定使中空管狀坯料變形(即，擴(kuò)展)所需的液壓壓力的大小。

下面是描述用于使管狀中空坯料變形的足夠的液壓壓力的計(jì)算的實(shí)例。

管狀中空坯料的內(nèi)徑為132mm，并且壁厚為14mm。管狀中空坯料由可從ab山特維克材料技術(shù)公司購得的unss32750型熱軋鋼制成。

這種特殊類型的鋼的極限強(qiáng)度(rp0.2)為550mpa。

使管狀坯料增塑所需的壓力p可以用以下公式計(jì)算：

該公式通過考慮受到內(nèi)部壓力p的圓柱形罐中的切向應(yīng)力σ導(dǎo)出，見圖4a和4b。

罐的長(zhǎng)度為l，內(nèi)徑為d，壁厚為wt和壁面積為a壁。作用在罐上的力f是總壓力p，并且罐的壁中的總張力為t。

f＝pa

t＝σta壁＝σttl

σfh＝0

f＝2t

pdl＝2(σttl)

在變形期間，管狀中空坯料應(yīng)變硬化，這進(jìn)而增加了抗變形性。這個(gè)效應(yīng)需要在計(jì)算中考慮。因此，基于經(jīng)驗(yàn)，在公式中使用較高的極限強(qiáng)度，即，1000mpa。

因此，為了使中空管狀坯料增塑和變形，必須在中空管狀坯料的內(nèi)表面上施加至少212mpa的壓力。