Влияние параметров термодеформационной обработки на состояние канала капиллярных медных труб тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.05, кандидат технических наук Шалаева, Мария Сергеевна

• Шалаева, Мария Сергеевна
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шалаева, Мария Сергеевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

1.1 Анализ нормативной документации по качеству капиллярных труб

1.2 Описание вариантов производства медных труб в России и за рубежом .„11

1.3 Описание существующей технологии производства капиллярных труб в условиях ОАО «РЗ ОЦМ»

1.3.1 Технологические схемы производства медных капиллярных труб в условиях РЗ ОЦМ

1.3.2 Производство прессзаготовки

1.3.3 Производство тянутой заготовки на стане ВСТ 1/500

1.3.4 Производство капиллярных труб на станах ВМ 1/550

1.3.5 Методы и порядок контроля качества капиллярных труб

1.4 Описание краевой задачи в системе расчета DEFORM

1.4.1 Метод конечных элементов

1.4.2 Краевая задача в системе DEFORM

1.5 Литературный обзор работ в области изучения структуры поверхности и температуры рекристаллизации меди

1.6 Постановка задачи исследования

2 АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ КАЧЕСТВО КАНАЛА КАПИЛЛЯРНЫХ ТРУБ

2.1 Статистический анализ производственных данных о загрязненности капиллярных труб

2.2 Статистический анализ производственных данных по пропускной способности капиллярных труб

2.3 Влияние термической обработки на пропускную способность капиллярных труб

2.4 Связь колебаний наружного диаметра с пропускной способностью капиллярных труб

2.5 Выводы по разделу

ГЛАВА 3. УСТАНОВЛЕНИЕ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ ПАРАМЕТРАМИ ТЕРМОДЕФОРМАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ И СОСТОЯНИЕМ КАНАЛА КАПИЛЛЯРНЫХ ТРУБ

3.1 Описание структуры и текстуры металла при обработке

3.1.1 Методы исследования

3.1.2 Расчет деформированного состояния методом конечных элементов

3.1.3 Результаты эксперимента и их обсуждение

3.2 Соотношения деформаций при волочении толстостенных и тонкостенных медных труб

3.2.1 Методика определения деформированного состояния

3.2.2 Результаты моделирования и их обсуждение

3.3 Экспериментальное измерение параметров шероховатости металла в различных вариантах обработки

3.3.1 Измерение шероховатости при пластической деформации кольцевого сектора из теплотехнической меди

3.3.2 Эволюция микронеровностей внутренней поверхности медных труб при волочении

3.3.3 Исследование влияния отжига на шероховатость поверхности медных труб

3.4 О гипотезе деструкции внутренней поверхности капиллярных труб при волочении

3.5 Изучение влияния водородной болезни на состояние канала капиллярных труб

3.5.1 Изучение структурного состояния капиллярных медных труб с позиции проявлений водородной болезни

3.5.2 Механика поведения поры, заполненной жидкостью или газом, при повышенном давлении

3.6 Выводы

4 ВЫЯВЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, НАПРАВЛЕННЫХ НА УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА КАНАЛА КАПИЛЛЯРНЫХ МЕДНЫХ ТРУБ

4.1 Влияние плавильно-литейного передела

4.2 Влияние прессового передела

4.3 Влияние инструмента, применяемого в волочильном переделе

4.4 Влияние кинематики работы волочильного стана

4.5 Влияние теплового режима работы волочильного стана

4.6 Выводы по разделу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А. Статистические параметры шероховатости при пластической деформации кольцевого сектора

Приложение Б. Статистические параметры шероховатости поверхности

тонкостенных труб с учетом последствий отжига

Приложение В. Документы, подтверждающие практическую значимость работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние параметров термодеформационной обработки на состояние канала капиллярных медных труб»

ВВЕДЕНИЕ

Благодаря высокой теплопроводности медные трубы используют для переноса тепла в устройствах теплопередачи. Основной областью применения медных капиллярных труб является холодильная техника. Стабильность работы рефрижераторных устройств определяется пропускной способностью капиллярных труб. Состояние шероховатости полости трубы и загрязнение внутренней поверхности посторонними частицами являются основными факторами, влияющими на обеспечение необходимой пропускной способности.

Получение труб с низким уровнем загрязненности внутреннего канала является одной из проблем, с которой нередко сталкиваются производители продукции для холодильной техники. Фактические значения загрязненности зачастую превышают в 2-4 раза требования нормативной документации. Удаление шлама из канала труб снижает производительность работы и требует дополнительных затрат.

Вторым по значимости параметром качества медных капиллярных труб является пропускная способность. Для существующего уровня производства характерны постоянные колебания этой величины. Несмотря на усилия многих поколений исследователей, причины колебания пропускной способности остались слабо изученными, они не классифицированы, что не позволяет принимать адекватные меры по стабилизации этого параметра качества.

Целью данного исследования является изучение влияния технологических параметров, в том числе производственных, на состояние канала капиллярных труб.

Диссертационная работа состоит из четырех глав, заключения и трех приложений.

В первой главе описаны технологии изготовления медных труб в России и за рубежом, в том числе и капиллярных труб. Особое внимание уделено

производству труб на ОАО «Ревдинский завод ОЦМ», на базе которого проводились исследования, изложенные в данной работе. Выполнен литературный обзор по вопросам, касающимся качества внутреннего канала труб при волочении. Выделены основные особенности и определены задачи исследования.

Во второй главе приведен анализ производственных показателей, характеризующих качество канала капиллярных труб. Выявлено, что наибольшая загрязненность наблюдается у труб в твердом состоянии, изготовленных из марок меди пониженной чистоты, а также с меньшим диаметром внутреннего канала и наибольшим соотношением толщины стенки трубы к наружному диаметру. Зафиксирована нестабильность пропускной способности по длине труб, отмечены ее колебания как выше, так и ниже допустимых значений. Установлено влияние термической обработки на пропускную способность труб: после отжига наблюдается снижение пропускной способности. Выявлено присутствие колебаний наружного диаметра труб по длине, что, возможно, связано, с изменением натяжения, создаваемого устройством размотки.

В третьей главе изучено формирование структуры в производстве капиллярных медных труб под влиянием термодеформационного воздействия. Методом конечных элементов выполнены расчеты деформированного состояния при волочении толстостенных и тонкостенных медных труб с учетом влияния термообработки. Экспериментально выявлена тенденция к повышению шероховатости внутренней поверхности труб после проведения вакуумного отжига. Рассмотрена эволюция микронеровностей внутренней поверхности медных труб при безоправочном волочении прессзаготовки. Изложена гипотеза о влиянии факторов, приводящих к разрушению структуры внутренней поверхности капиллярных медных труб при волочении на основе допущения феномена «поверхностно-деформационного износа». Изучено структурное состояние капиллярных труб с позиции проявлений водородной болезни.

Рассмотрена механика поведения поры, заполненной жидкостью или газом, при повышенном давлении.

Четвертая глава посвящена выявлению рациональных технологических решений, направленных на улучшение качества канала капиллярных медных труб. Представлены рекомендации для плавильно-литейного, прессового и волочильного переделов. Рекомендовано осуществлять контроль содержания водорода в медных слитках, а также заменить углеводородсодержащие смазки на синтетические при прессовании с целью исключения проявлений водородной болезни. По результатам исследования качества поверхности волочильных оправок рекомендовано перейти на другой способ изготовления и нанесения покрытия оправок. Установлено влияние противонатяжения от размоточной фигурки на колебания размеров капиллярных труб, в связи с чем следует применять волочильные станы с устройством для размотки заготовки с постоянным усилием отдачи.

В заключении сделаны общие выводы по результатам работы.

В Приложении приведен акт внедрения результатов НИР по договору № 51264/Н.977.210.059/12 от 08 июня 2012 г.

Материалы диссертации докладывались на следующих конференциях:

18 международная конференция молодых ученых по приоритетным направлениям развития науки и техники, Екатеринбург: УрФУ, 2010, региональная н/т конференция «Образование и производство - 2010», (Верхняя Салда, 2010), региональная научно-практическая конференция «Молодежь и наука» (Нижний Тагил, 2011), 5 международный научно-практический семинар «Уральская школа по обработке металлов давлением им. А.Ф.Головина. Модернизация и инновации в металлургии и машиностроении» (Екатеринбург, 2011), 12 международной н/т уральской школе семинаре металловедов — молодых ученых (Екатеринбург, 2011), I Всероссийская научно-практическая конференция Т1М'2012 (Екатеринбург, 2012), 1 международная конференция «Инновации в

материаловедении и металлургии» (Екатеринбург, 2012), 6 международная молодежная научно-практическая конференция «Инновационные технологии в металлургии и машиностроении», Уральская научно-педагогическая школа имени профессора А.Ф.Головина (Екатеринбург, 2012).

Работа выполнена в рамках исследований, включенных в следующие научные программы и контракты:

• Федеральная целевая программа «Научные и педагогические кадры инновационной России» Министерства образования РФ, государственный контракт от 22 марта 2010 г. № 02.740.11.0537;

• НИР № 51264/Н.977.210.059/12 от 08 июня 2012 г. «Исследование режимов производства изделий и условий функционирования инструмента для их обработки с целью изыскания путей совершенствования технологии» по этапу 3 «Исследование и совершенствование технологии изготовления медных капиллярных труб»;

• программа поддержки молодых ученых УрФУ в рамках реализации программы развития УрФУ на 2010 - 2020 годы (по договору № 1.2.1.5./43 от 01.07.2012 г).

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ПРОИЗВОДСТВА

1.1 Анализ нормативной документации по качеству капиллярных

труб

В нашей стране медные капиллярные трубы выпускаются в соответствии с требованиями ГОСТ 2624-77 [1] и различных технических условий: ТУ 184450106-046-98, ТУ 48-0814-131-2005, ТУ 184450-106-038-97, ТУ 48-0814-104-2002 («Трубки медные капиллярные для холодильной техники. Технические условия»). Предъявляемые технические требования установлены потребителями данных труб - заводами холодильной техники ЗАО «Индезит Интернэшнл», КЗХ «Бирюса», ЗАО «Атлант» и другими. Сравнительный анализ нормативных документов, регламентирующих требования к качеству капиллярных медных труб типоразмеров 2,10x0,8 мм и 1,85x0,71 мм приведены в таблицах 1.1 и 1.2 соответственно.

Требования технических условий являются более жесткими к величине пропускной способности и загрязненности внутреннего канала.

Таблица 1.1 — Сравнительная характеристика требований нормативных документов к капиллярным трубам размером 2,10x0,8 мм

Параметр ГОСТ 2624-77 ТУ 184450106-046-98 ТУ 48-0814131-2005

Потребитель ОАО «СЭПО-ЗЕМ» ОАО «Атлант» ОАО «Бирюса»

Предельное отклонение по наружному диаметру ±0,10 ±0,05 ±0,05

Продолжение таблицы 1.1

Параметр ГОСТ 2624-77 ТУ 184450106-046-98 ТУ 48-0814131-2005

Овальность не более, мм ±0,10 ±0,05 ±0,06

Состояние материала мягкое твердое твердое твердое

Временное сопротивление не менее, МПа 200 250 250 360

Относительное удлинение 5ю не менее, % 35 4 4 4

Длина отрезка труб для контроля пропускной способности, мм 2800-3300 5000±10 6500±10

Пропускная способность, л/мин 5,9-6,5 5,2±0,26 4,5±0,23

Отличие в пропускной способности в пределах одной бухты не более, л/мин 0,3 0,26 0,23

Загрязненность внутреннего канала 1,7 мг/м (676,4 мг/м2) 310 мг/м2

Таблица 1.2 — Сравнительная характеристика требований нормативных документов к капиллярным трубам размером 1,85x0,71 мм

Параметр ТУ 184450106-038-97 ТУ 48-0814104-2002 ТУ 48-0814131-2005

Потребитель ЗАО "Индезит Интернешнэл" ОАО «Атлант» ОАО «Бирюса»

Предельное отклонение по наружному диаметру ±0,03 ±0,03 ±0,03

Продолжение таблицы 1.2

Параметр ТУ 184450106-038-97 ТУ 48-0814104-2002 ТУ 48-0814131-2005

Овальность не более, мм ±0,06 ±0,06 ±0,06

Состояние материала мягкое твердое твердое

Временное сопротивление не менее, МПа 215 360 360

Относительное удлинение не менее, % 55 40 - -

8ю - 4 4

Длина отрезка труб для контроля пропускной способности, мм 3500 3000 4020

Пропускная способность, л/мин 2,28±0,11 5,20±0,26 4,00±0,23

Отличие в пропускной способности в пределах одной бухты не более, л/мин 0,11 0,26 0,23

Загрязненность внутреннего канала, мг/м 310 310 310

1.2 Описание вариантов производства медных труб в России и за

рубежом

Существует несколько технологических схем производства медных труб. Выбор той или иной оптимальной для каждого конкретного случая технологической схемы изготовления труб необходимо производить на основании

всесторонних технико-экономических расчетов [2]. При анализе нескольких вариантов технологии выбирается вариант, при котором достигается наиболее высокая производительность труда, наименьшая себестоимость, высокое качество труб и высокий выход годного. Выбор технологической схемы производства в значительной мере обусловлен способом получения трубной заготовки, который, в свою очередь, зависит от целого ряда факторов: состава оборудования, размера заготовки и т.д.

Разновидности применяемых в России технологических схем приведены на рисунке 1.1.

Схема 1 предполагает прессование в воду на горизонтальных прессах заготовки диаметром (40-50) мм с толщиной стенки (2,5-3,5) мм, свертку заготовки в бухту, волочение на СУО в несколько проходов на трубоволочильных барабанах диаметром (2800-550) мм. Отделочное волочение может осуществляться на оправке или без оправки. Резка, правка и полировка труб осуществляется на комбинированных линиях. Достоинство состоит в проведении операции волочения на высокоскоростных трубоволочильных барабанах (скорость волочения до 750 м/мин и более). Недостаток - относительно высокая разностенность труб, повышенный расход прессового инструмента.

По схеме 2 проводятся следующие технологические операции: прессование в воду на горизонтальных прессах заготовки диаметром (90-110) мм с толщиной стенки (8-12) мм, обрезка концов и правка заготовки, прокатка в многониточных станах ХПТ на трубы диаметром (35-45) мм с толщиной стенки (2-4) мм, совмещенный с холодной прокаткой отжиг в индукционных установках, волочение на горизонтальном барабане диаметром (1800-2200) мм со смоткой в бухту, волочение в несколько проходов на баранах диаметром (2200-1000) мм на СУО, отделочное волочение (без оправки или на СУО). Резку и правку осуществляют на правильно-отрезных линиях. Преимущество схемы 2 по сравнению со схемой 1 состоит в повышении производительности прессов, уменьшении расхода прессового инструмента, снижении разностенности труб.

Недостаток данной технологии заключается в необходимости использовать мощные станы ХПТ, требующие для своей установки значительных площадей.

Заключение диссертации по теме «Обработка металлов давлением», Шалаева, Мария Сергеевна

4.6 Выводы по разделу

1. С целью уменьшения вредного проявления последствий водородной болезни установить контроль над содержанием водорода в слитках из меди, предназначенных для производства капиллярных труб.

2. С той же целью при прессовании заменить углеводородсодержащие смазки на синтетические смазки, не содержащие водорода.

3. При использовании стальных волочильных оправок перейти на способ хромирования, не связанный с получением трещин в хромовом покрытии.

4. Заменить стальные волочильные оправки, имеющие рельеф обработки от вращательного воздействия инструмента, на оправки, полученные методом порошковой металлургии, например, твердосплавные, имеющие изотропную топографию поверхности с улучшенной чистотой обработки.

5. Для стабилизации динамики и кинематики волочения при изготовлении капиллярных труб следует применять волочильные станы с устройством для размотки заготовки с постоянным усилием отдачи.

6. Для стабилизации тепловых граничных условий станы для волочения капиллярных медных труб должны иметь системы мониторинга силовых и тепловых режимов деформации.

В результате проведения диссертационной работы достигнута поставленная цель и получены следующие результаты:

1. На основе статистического анализа производственных показателей по параметрам качества капиллярных труб выявлены типоразмеры труб, для которых существует наибольшая опасность отклонений по параметрам качества канала. К ним относятся трубы, изготавливаемые из меди с расширенными полями допуска по химическому составу, трубы, имеющие меньший внутренний диаметр, а также трубы, подвергнутые термической обработке.

2. Установлено, что процесс производства капиллярных труб характеризуется накоплением сверхвысоких деформаций, оцениваемых относительным обжатием на уровне 99,998 %, при этом уровень холодной деформации при без отжига оценивается относительным обжатием на уровне 99%, что приводит к сильному влиянию деформационного воздействия на структуру металла.

3. С учетом перехода по маршруту волочения капиллярных труб из состояния тонкостенных труб к состоянию толстостенных труб выполнены расчеты деформированного состояния и выявлено, что при таком переходе изменяется соотношение между тангенциальными и радиальными деформациями, причем радиальные деформации начинают превалировать над тангенциальными деформациями вблизи канала трубы. Эти данные подтверждены результатами выполненного текстурного анализа.

4. Показано, что на соотношениях компонентов тензора деформаций при деформации толстостенных труб сказывается наличие промежуточного отжига.

5. Показано, что при пластической деформации величина микронеровностей канала труб в зоне безоправочного волочения нарастает, причем в особенности при переходе от горячепрессованного состояния к деформированному в первом проходе волочения.

6. Выполнены расчеты деформаций и температур при волочении капиллярной трубы, которые показали неравномерность распределения этих факторов и создания условий для возникновения феномена поверхностно-деформационного износа, который объясняет повышение загрязненности канала труб при интенсивных деформациях.

7. Изучено состояние канала капиллярных труб с позиции проявления водородной болезни и показана возможность ухудшения состояния поверхности за счет присутствия и развития пор внутри металла и их формоизменения при деформации.

8. Рассчитано формоизменение и напряженное состояние при волочении капиллярных медных труб с противонатяжением, его результаты показали сильное влияние этого фактора на пропускную способность.

9. Изучена топография поверхности самоустанавливающихся оправок, применяемых при волочении, и сделан вывод о необходимости улучшения этого показателя для повышения качества канала капиллярных труб.

10. По результатам проведенной работы разработаны предложения по совершенствованию технологии производства, направленные на улучшение качества продукции. Предложения приняты для реализации ОАО «Ревдинский завод по обработке цветных металлов» (имеется акт внедрения - приложение В).

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

DB - внутренний диаметр трубы, мм;

D3 - наружный диаметр трубной заготовки, мм;

DH - наружный диаметр трубы, мм;

DT - наружный диаметр протянутой трубы, мм;

RaB- шероховатость, измеренная вдоль направления прессования, мкм;

RaBa - шероховатость, измеренная вдоль направления прессования до осадки образца, мкм;

RaBn - шероховатость, измеренная вдоль направления прессования после осадки образца, мкм;

Rann - шероховатость, измеренная поперек направления прессования после осадки образца, мкм;

S3 — толщина стенки трубной заготовки, мм;

ST— толщина стенки протянутой трубы, мм;

МКЭ - метод конечных элементов;

ПС - пропускная способность, л/мин;

ПСдо - пропускная способность до отжига, л/мин;

ПСпо — пропускная способность после отжига, л/мин;

РЗ ОЦМ — ОАО «Ревдинский завод по обработке цветных металлов»;

РЭМ — растровая электронная микроскопия;

СУО - самоустанавливающаяся оправка; тл - толстостенные (трубы); тн - тонкостенные (трубы).

ак видно из таблицы 2.3, показатели стандартного отклонения и дисперсии выглядят достаточно однородно, что позволяет сделать заключение, что массивы чисел адекватно описывают процессы. Из анализа данных следует, что показатель ПС для трубы 1,85x0,66 мм до отжига в совокупности величин среднего, медианы и моды колеблется в пределах 2,27.2,28, а после отжига в пределах 2,24. 2,26, т.е. эти интервалы даже не пересекаются. После отжига ПС оказывается ниже, что подтверждает выводы, сделанные по графикам. Для трубы 1,85x0,71 мм соответственно интервалы составляют до отжига 2,27.2,28, после отжига 2,22. 2,26, т.е. тенденция остается прежней, после отжига показатель уменьшается.

В дополнение к массиву полученных экспериментальных данных был рассчитан показатель изменения (приращения) ПС в результате отжига:

ЛПСо= ПСпо - ПС до. (2.1)

Приращение параметра ДПСо сформулировано в функциональной связи со временем: из параметра с более поздним сроком действия вычитается параметр с более ранним сроком. Другими словами, результат, полученный после отжига, всегда измеряется позже, чем полученный до отжига. Результаты статистических расчетов отображены на рисунке 2.7 в виде частотных гистограмм. Для удобства сравнения введены одинаковые шкалы абсцисс.

Как видно из гистограмм, наиболее высокие столбцы соответствуют нулевым или малым изменениям ПС. Следующий по величине столбец располагается справа, т.е. гистограмма не является симметричной, и строго говоря, не соответствует нормальному распределению функции. Тем самым можно признать, что наблюдается явление, имеющее физическое обоснование. Сдвиг АПС в сторону положительных значений на гистограммах рисунка 2.7 говорит о том, что ПС после отжига сместилась в область больших значений. Этот факт был отмечен ранее при других способах отображения информации.

Таким образом, в результате статистического анализа установлено, что после отжига наблюдается снижение пропускной способности труб. Выдвинуты следующие гипотезы для объяснения этого явления:

• происходит уменьшение внутреннего диаметра трубы за счет структурных изменений при рекристаллизации металла;

• повышается шероховатость поверхности вследствие переориентации зерен, прилегающих к каналу трубы;

• та же шероховатость повышается за счет микровзрывов капель воды в условиях превращения ее в пар из-за проявления водородной болезни.

Частота «и' теп' 250

150 юн

Эксцесс 7,8

Час т 13

250

200 а □ □ □!

-1-1-1—I

-А5 -М -О I 0.1 0,3 0.5

Изменение ПС

150'

100

50 □ 2 лл

Эксцесс ! 7;

62

1 р 1 □

-415 -0.1 -0.1 0.1 0.3

Изменение ПС

0,5 а б

Рисунок 2.7 - Частотные гистограммы приращений ПС для труб 1,85x0,66мм (а) и для труб 1,85x0,71мм (б) в результате отжига; числа над столбцами - частота для данного диапазона ПС

2.4 Связь колебаний наружного диаметра с пропускной способностью капиллярных труб

С целью выявления параметров, влияющих на ПС, была рассмотрена гипотеза, заключающаяся в колебаниях противонатяжения со стороны фигурки, предназначенной для укладки и последующей размотки бухтовой заготовки при волочении. Поскольку вращение фигурки неравномерно (оно происходит только за счет сил трения со стороны заготовки), режим натяжения труб при волочении постоянно изменяется, что создает колебания диаметров: как наружного, так и внутреннего, определяющего ПС.

Для проверки гипотезы была исследована бухта капиллярной трубы из меди марки М1р размером 1,85x0,66 мм с нестабильной ПС по длине бухты (рисунок 2.8). По требованиям ТУ 184450-106-038-97 [43] фактическая ПС данной бухты превышает регламентируемую на 0,15 л/мин, кроме того, разница ПС составляет 0,27 л/мин вместо допустимой разницы 0,11 л/мин.

2,60

2,55

2,50

2,45 к н 2,40

2,35 ц и 2,30

С 2,25

2,20

2,15

101 201 301 401 501 601 Расстояние от начала бухты, м

701 ПС ^*верхнии ♦ < »

1 ! 1 t допус к ♦ Ш É t 1 $ ♦ . t t т ; i

4 9 + ► ♦ ! Î

1 i i i штжтг^яаж. -i- i

801

Рисунок 2.8 - Изменение ПС по длине бухты

Как видно из графика, величина ПС может изменяться локально на значительную величину с выходом за пределы допуска, как это произошло после протягивания около 400 м заготовки. Наблюдаются также локальные экстремумы, максимумы и минимумы, например на 700 м пришлось три максимума и три минимума. Рабочими гипотезами для описания таких явлений могут быть:

• нестабильное положение плавающей оправки, что вызывает локальные пережимы или утолщения стенки трубы;

• локальное «размазывание» шлама в канале трубы оправкой в результате накопления продуктов износа инструмента и деформируемого материала;

• изменение условий противонатяжения со стороны разматывающего устройства.

На 15 отрезках длиной 2,5 м, взятых от опытной бухты, измеряли наружный диаметр в 20 точках отрезка. Для учета овальности труб в каждой точке проводилось по два измерения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, а затем рассчитывался средний наружный диаметр как среднее арифметическое двух значений, измеренных в одной точке. В качестве средства измерения использовали электронный микрометр с ценой деления 0,001 мм.

Результаты измерений и их статистический анализ сведены в таблицу 2.4. График изменения среднего наружного диаметра по длине протянутой трубы представлен на рисунке 2.9. Анализ показал, что колебания наружного диаметра присутствуют, хотя и являются не очень большими, их диапазон составляет 0,004 мм. Объяснить это явление можно тем, что после прохождения калибрующего пояска волоки наружный диаметр трубы продолжает уменьшаться, т.е. диаметры калибрующего пояска волоки и наружный диаметр трубки никогда не совпадают. Это несовпадение может изменяться в зависимости от внешних факторов, например, трения или противонатяжения. В следующих разделах работы будет показан на примере решений задачи волочения методом конечных элементов эффект подобного изменения диаметров, а также изменения напряженно-деформированного состояния заготовки.

1,869 и

405

505

605

705

805

Расстояние от начала бухтовой заготовки, м

Рисунок 2.9- Изменение среднего наружного диаметра образцов по длине бухты

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шалаева, Мария Сергеевна, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 2624-77. Трубки медные и латунные капиллярные. Технические условия. -Введ. 1978-01-01. -М.: Изд-во стандартов, 1978. - 15с.

2. Зиновьев, А.В. Технология обработки давлением цветных металлов и сплавов: учебник для вузов / А.В. Зиновьев, А.И. Колпашников, П.И. Полухин. -М.: Металлургия, 1992. - 512 с.

3. Богатов, А. А. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением / А.А. Богатов, О.И. Мижирицкий, С.В. Смирнов. - М.: Металлургия, 1984. -144 с.

4. Сайт компании UPCAST OY [Электронный ресурс]. Пори: UPCAST, 2013. - Режим доступа: http://www.upcast.com/rus/index.php, свободный. - Заг. с экрана.

5. Пат. CN 102489536 (А) Китай, МКИЗ В 21 С 1/22. Method for efficiently forming pure copper capillary tubes by continuous casting and drawing / J. Xie, I. Xie, X. U. Liu. - № CN20111387830 20111129; claim. 29. nov. 2011; pub. 13.06.2012.

6. Бояркин В.И. Совершенствование процесса волочения труб на самоустанавливающейся оправке и расширение области его применения: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.05 / Бояркин Виктор Иванович. - Свердловск, 1976 г. -185с.

7. Логинов, Ю.Н. Метод конечных элементов в описании напряженно-деформированного состояния процесса прессования / Ю.Н. Логинов, В.В. Котов. - Екатеринбург: УрФУ, 2010. - 320 с.

8. Shivpuri, R. Investigation of Ecology Friendly Lubrication in High Speed Drawing Of SSID Tubes/ R. Shivpuri, D. Bhaskararao, S. Mukhergee. // CIRP Annals -Manufacturing Technology. - 2001. - №50. - P. 169-172.

9. Rasty, J. Isothermal and thermomechanical finite-element analysis of the tube drawing process using a fixed tapered plug / J. Rasty, D. Chapman // Journal of Materials Engineering and Performance. -1992. - Vol.1, № 4. - P. 547-554.

10. Neves, F. O. Numerical and experimental analysis of tube Drawing with fixed plug /F. O. Neves, S. T. Button, C. Caminaga // Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. - 2005. - Vol. XXVII, №. 4. - P. 426-431

11. Орлов, Г.А. Конечно-элементное представление напряжений в процессах осесимметричной пластической деформации / Г.А.Орлов, В.П. Федотов // Изв. вузов. Чер. Металлургия. - 1988. - № 8. - С. 49-52.

12. Sadok, L. State of strain in the tube sinking process / L. Sadok, J. Kusiak, M. Padko // Journal of Materials Processing Technology. - 1996. - Vol. 60. - P. 161166.

13. Орлов Г. А. Разработка математических моделей и способов повышения точности и деформируемости тонкостенных труб при холодной прокатке и волочении: автореф. дис. ... д-ра техн. наук: Екатеринбург, 2005. 48 с.

14. Харитонов, В.В. МКЭ-исследование безоправочного волочения особотолстостенных труб малого диаметра / В.В.Харитонов, С.В.Смирнов,

A.А. Голендухин // Теория машин металлургического и горного оборудования: межвуз. сб. ст. - Екатеринбург, 1998. - С. 51-55.

15. Колмогоров, B.JI. Механика обработки металлов давлением /

B.Л. Колмогоров. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. - 836 с.

16. Xuesheng, Ch. Development of a statistical parameter-based surface model for the simulation of variation of surface roughness with contact pressure / Ch. Xuesheng, Y. Qin, R. Balendra // Journal of Materials Processing Technology. -2004. - Vol. 145 - P. 247-255.

17. Sachtleber, M. Surface roughening and color changes of coated aluminum sheets during plastic straining / M. Sachtleber, D. Raabe, H.Weiland // Journal of Materials Processing Technology. - 2004. - Vol. 148. - P. 68-76.

18. Stoudt, M.R. The fundamental relationships between grain orientation, deformation-induced surface roughness and strain localization in an aluminum alloy /

M.R. Stoudt, L.E. Levine, A. Creuziger, J.B. Hubbard // Materials Science and Engineering. - 2011. - Vol. 530. - P. 107-116.

19. Кузнецов, П.В. Стадии и характерные масштабы формирования фрактальной мезоструктуры при активном растяжении аустенитной нержавеющей стали / П.В. Кузнецов, В.Е. Панин, К.В. Левин // Физическая мезомеханика. - 2000. - Т.З, №.4. - С.89-95.

20. Серебряков, Ал.В. Прецизионные трубы из коррозионной стали с субмикронной чистотой поверхности / Ал.В. Серебряков, С.П. Буркин, С.И.Паршаков // Проблемы черной металлургии и материаловедения. - 2009. -№1. - С. 31-36.

21. Серебряков, Ан.В. Повышение качества поверхности холоднодеформированных труб из коррозионной стали / Ан.В. Серебряков, Ал.В. Серебряков, А.А. Богатов // Металлург. - 2004. - №9. - С. 61-62.

22. Серебряков, Ан.В. Повышение точности и качества поверхности труб из коррозионной стали для атомной энергетики / Ан.В. Серебряков, Ал.В. Серебярков, С.П. Буркин // Черные металлы. - 2012. - №4. - С. 16-20.

23. Кузнецов, Д.Е. Методики оценки состояния внутренней поверхности труб. / Д.Е. Кузнецов // Сучасш проблеми металлурги. - 2008. - Т.П. - С. 305312 .

24. Young, P. L. Estimating roughness parameters resulting from various machining techniques for fluid flow applications / P.L. Young, T.P. Brackbill, S.G. Kandlikar // Proceedings of the Fifth International Conference on Nanochannels, Microchannels and Minichannels. Puebla, 18-20 june 2007. - Puebla, 2007. -P. 1-10.

25. Sadok, L. State of strain in the tube sinking process / L. Sadok, J. Kusiak, M. Padko, M. Rumifiski //Journal of Materials Processing Technology. - 1996. -Vol. 60.-P. 161-166.

26. Pops, H. Formulation, analysis and measurement of fines / H. Pops, G. Backer // Wire Journal International. - 2009. - October. - P. 68-79.

27. Могучий, Л.Н. Обработка давлением труднодеформируемых материалов / Л.Н. Могучий. - М.: Машиностроение, 1976. - 272 с.

28. Смирягин, А.П. Промышленные цветные металлы и сплавы /

A.П. Смирягин. - М.: Металлургиздат, 1956. - 560 с.

29. AM Specialty Handbook: Copper and Copper Alloys / ed. by J.R. Davis. -Ohio: ASM International, 2001. - 652 p.

30. Haouaoui, M. Effect of strain path on texture and annealing microstructure development in bulk pure copper processed by simple shear / M. Haouaoui, K.T. Hartwig, E.A. Payzant // Acta Materialia. - 2005. - Vol.53. - P. 801-810.

31. Gerber, Ph. A quantitative analysis of the evolution of texture and stored energy during annealing of cold rolled copper // Ph. Gerber, J. Tarasiuk, Th. Chauveau,

B. Bacroix // Acta Materialia. - 2003. - Vol. 51. - P. 6359-6371.

32. Kraft, F.F. The effects of die angle on texture and annealing response of ETP copper wire / F.F. Kraft, U. Chakkingal, G. Baker, R.N. Wright. Journal of Materials Processing Technology. - 1996. - Vol. 60. - P. 171-178.

33. Логинов, Ю.Н. Исследование влияния угла конусности волоки на механические свойства протянутого полуфабриката / Ю.Н. Логинов, П.А. Василевский, Л.В. Радионов // Цветные металлы. - 2004. - №6. - С. 104-106.

34. Stangl, М. Influence of initial microstructure and impurities on Cu room-temperature recrystallization (self-annealing) / M. Stangl, M. Lipta'k, A. Fletcher // Microelectronic Engineering. - 2008. - Vol.85. - P. 534-541.

35. Чувильдеев, B.H. Рекристаллизация в нано- и микрокристаллических металлах, полученных методами РКУ-прессования / В.Н. Чувильдеев,

A.В. Нохрин, И.М. Макаров, В.И. Копылов // Микросистемная техника. - 2002. -№ 8. - С. 25-31.

36. Jakani, S. Effect of impurities on the recrystallization texture in commercially pure copper-ETP wires / S. Jakani, T. Baudin, C.-H. de Novion, M.-H. Mathon // Materials Science and Engineering A. - 2007. - Vol.456. - P. 261-269.

37. Быков, B.M. Фрагментирование и динамическая рекристаллизация меди при больших и очень больших пластических деформациях / В.М. Быков,

B. А. Лихачев, Ю.А. Никонов// ФММ. - 1978. - Т. 45, № 1. - С. 163-169.

38. Чащухина, Т. И. Влияние давления на эволюцию структуры меди при большой пластической деформации // Т.И. Чащухина, М.В. Дегтярев, Л.М. Воронова // ФММ. - 2010. - Т. 109, № 2. - С. 216-224.

39. Пашинская, Е.Г. Деформационное упрочнение и разупрочнение меди вследствие структурных перестроек при сложном нагружении / Е.Г. Пашинская, В.Ю. Таренков, В.Н. Варюхин, В.М. Ткаченко // Деформация и разрушение материалов. - 2007. - №5. - С. 27-33.

40. Xu, Zh. Research on the engineering application of multiple pulses treatment for recrystallization of fine copper wire / Zh. Xu, G. Tang, Sh. Tian, J. He // Materials Science and Engineering A. - 2006. - Vol. 424. - P. 300-306.

41. ТУ 48-0814-131-2005. Трубы медные капиллярные для холодильной техники. Технические условия. - Введ. 2003-09-06. - Ревда: ОАО «РЗ ОЦМ», 2005. -15с.

42. ТУ 48-0814-104-2002. Трубы медные капиллярные. Технические условия. - Введ. 2003-03-09. - Ревда: ОАО «РЗ ОЦМ», 2003. - 7с.

43. ТУ 184450-106-038-97. Трубы медные для холодильной техники. Технические условия. - Введ. 2003-10-30. - М.: ТК 106 "Цветметпрокат", 1997. -8 с.

44. Логинов, Ю.Н. Сравнение структур теплотехнической меди в высоконагартованном и рекристаллизованном состояниях / Ю.Н. Логинов, С.Л. Демаков, А.Г. Илларионов, М.А. Иванова, М.С. Шалаева // Цветные металлы. -2013. - 2013. -№8. - С. 92-96.

45. Loginov, Yu. N. Deformations and Structure of Metal during Cold Butt-Seam Welding of Copper Blanks / Yu. N. Loginov, A. G. Illarionov, S. Yu. Klyueva, M. A. Ivanova // Journal of Non-Ferrous Metals. - 2012. - Vol.53, №. 1. - P. 45-53.

46. Loginov, Yu.N. Effect of the strain rate on the properties of electrical copper / Yu.N. Loginov, S.L. Demakov, A.G. Illarionov, A.A. Popov // Russ. Metall. (Metally). - 2011. - №3. - P. 194-201.

47. Смирнов, Н.А. О движении самоустанавливающейся оправки в очаге деформации / Н.А. Смирнов, А.А. Богатов // Сб. науч. тр. 1-ой Российской конф. по трубному производству. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004. С. 120-127.

48. Шапиро, В.Я. Бухтовое волочение труб / В.Я. Шапиро,

B.И. Уральский. - М.: Металлургия, 1972. - 264 с.

49. Иванова, С. Влияние высоких степеней деформаций на текстуру медной проволоки / С. Иванова, Б. Станоевич, Д. Маркович // Цветные металлы. -2002.-№3,-С. 71-73.

50. Baudin, Т. Annealing twin formation and recrystallization study of cold-drawn copper wires from EBSD measurements / T. Baudin, A.L. Etter, R. Penelle // Materials Characterization. - 2007. - Vol. 58. - P. 947-952.

51. Бородкина, M.M. Рентгенографический анализ текстуры металлов и сплавов / М.М. Бородкина, Э.Н. Спектор. - М.: Металлургия, 1981. - 272 с.

52. Логинов, Ю.Н. Расчет деформаций и экспериментальное исследование текстуры в нагартованной медной проволоке / Ю.Н. Логинов,

C.Л. Демаков, А.Г. Илларионов, М.С. Карабаналов //Деформация и разрушение материалов. - 2011. - №5. - С. 38-44.

53. Demakov, S.L. Effect of annealing temperature on the texture of copper wire / S.L. Demakov, Yu.N. Loginov, A.G. Illarionov, M.A. Ivanova, M.S. Karabanalov // Physics of Metals and Metallography. - 2012. - Vol.113, №7, -P. 681-686.

54. Логинов, Ю.Н. Соотношения деформаций при волочении толстостенных и тонкостенных медных труб // Ю.Н. Логинов, М.С. Шалаева, А.С. Овчинников // Производство проката. - 2011. - № 7. - С. 31-35

55. Дарков, А.В. Сопротивление материалов / А.В. Дарков, Г.С. Шпиро. -М.: Высшая школа, 1975. - 654 с.

56. Розов, Н.В. Производство труб / Н.В. Розов. - М.: Металлургия, 1974. - 600 с.

57. ГОСТ 13548-77. Трубки тонкостенные из никеля и никелевых сплавов. Технические условия. - Введен 1978-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1978.- 12 с.

58. Душкин, В.М., Разработка математической модели для определения деформационных и геометрических параметров инструмента бухтового волочения тонкостенных труб на самоустанавливающейся оправке /

B.М. Душкин, В.И. Кузнецов, В.В.Собачкин // Заготовительные производства в машиностроении. - 2010. - № 11. - С. 31-38.

59. Каргин, В.Р. Анализ безоправочного волочения тонкостенных труб с противонатяжением / В.Р. Каргин, Е.В. Шокова, Б.В. Каргин // Вестник Самарского гос. аэрокосм. ун. им. ак. С.П. Королёва. - 2003. - № 1. - С. 82-85.

60. Karnezis, P. Study of cold tube drawing by finite-element modeling / P. Karnezis, D.C.J. Farrugia // Journal of Materials Processing Technology. - 1998. -Vol.80-81.-P. 690-694.

61. Личка, С. Деформационное образование складок и пластический рост надрезов на внутренней поверхности труб при холодной прокатке / С. Личка, П. Горки, Г. Виеснер // Обработка металлов давлением. - 1985. - № 12. — С.79-87.

62. Осинцев, O.E. Медь и медные сплавы / O.E. Осинцев, В.Н. Федоров. -М.: Машиностроение, 2004. - 336 с.

63. Логинов, Ю.Н. Изменение шероховатости при пластической деформации кольцевого сектора из теплотехнической меди / Ю.Н. Логинов, М.С, Шалаева // Сб. трудов XIV междунар. науч. конференции «New technologies and achievements in metallurgy, material engineering and production engineering», -6-7 июня 2013 г. - Ченстохова: CUT, 2013. С. 387-390.

64. Логинов, Ю.Н. Деформации при волочении полой медной заготовки с учетом последствий отжига / Ю.Н. Логинов, М.С. Шалаева // Материалы per. науч.- технич. конф. «Наука - образование - производство: опыт и перспективы развития», 11 февр. 2011 г. - Н. Тагил: ФГАОУ ВПО УРФУ НТИ, 2011. - Т. 1.

C. 11-15.

65. Смирнов H.A. Математическое моделирование и автоматизированное проектирование технологических процессов производства холоднодеформированных труб: автореф. дис. ... канд. техн. наук: Екатеринбург, 2004. 24 с.

66. Шалаева, М.С. Исследование влияния отжига на шероховатость поверхности медных труб / М.С. Шалаева, Ю.Н. Логинов // Сб. трудов междунар. науч. - практич. конференции «Создание высокоэффективных производств на предприятиях горно-металлургического комплекса», 3-4 сент. 2013 г. — Екатеринбург: Уральский рабочий, 2013. С. 134-135.

67. Шалаева, М.С. Соотношения компонентов тензора деформации при волочении медной толстостенной трубы с учетом последствий отжига / М.С. Шалаева, Ю.Н. Логинов // Сб. научн. тр XII Междунар. науч.-технич. Уральской школы-семинара металловедов - молодых ученых, 14-18 нояб. 2011 г. - Екатеринбург - УрФУ, 2011. - С. 185-187.

68. Логинов, Ю.Н. О гипотезе разрушения структуры внутренней поверхности капиллярных медных трубок при волочении / Ю.Н. Логинов, М.С. Шалаева, A.C. Овчинников // Кузнечно-штамповочное производство -Обработка материалов давлением. - 2011. - №12. - С. 3-9.

69. Логинов, Ю.Н. Управление состоянием внутренней поверхности капиллярных медных труб при волочении / Ю.Н. Логинов, М.С. Шалаева // Инновации в материаловедении и металлургии: материалы I междунар. интеракт. науч. - практ. конф. «Инновации в материаловедении и металлургии», 13 дек. 2011 г. - Екатеринбург: Изд-во Урал, ун-та, 2012. С. 69-72.

70. Логинов, Ю.Н. Теплопередача в системе «волока — заготовка -оправка» при волочении медных капиллярных труб / Ю.Н. Логинов, М.С. Шалаева // Сб. докладов I Всерос. науч.-практич. конф. Т1М'2012 - 29 - 30 марта 2012 г. - Екатеринбург: УрФУ, 2012. - С. 76-79.

71. Колачев, Б.А. Водородная хрупкость металлов / Б.А. Колачев. - М.: Металлургия, 1985. -216с.

72. Спивак, JI.B. Механическая неустойчивость при фазовых переходах в системах металл-водород / JI.B. Спивак // Соросовский образовательный журнал. - 1999. - №10. - С.108-114.

73. Matting, A. Brittleness in Copper and Copper Alloys With Particular Reference to Hydrogen Embrittlement. Hydrogen Damage and Embrittlement, Failure Analysis and Prevention / A. Matting, R. Ziegler // ASM Handbook, ASM International. -Vol.11.-2002. P. 809-822.

74. Котова, И.С. Влияние водорода на пластичность меди / И.С. Котова, В.М. Розенберг, Ф.Н. Стрельцов, Ж.И. Дзенеладзе // Физика металлов и металловедение. - 1974. -Т.38., №4. - С. 858-863.

75. Mattsson, Е. An Investigation of Hydrogen Embrittlement in Copper / E. Mattsson, F. Schuckher // Journal Inst. Metals. - 1959. - Vol. 87. - P. 241- 247.

76. ГОСТ 7885-86 Углерод технический для производства резины. Технические условия. - Введен 1988-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1988. -19 с.

77. Шалаева, М.С. Изучение износа оправок для волочения капиллярных труб / М.С. Шалаева, Ю.Н. Логинов, С.Л. Демаков // Сб. науч. трудов XIII Междунар. науч.-технич. Уральской школы-семинара молодых ученых-металловедов, 12-16 ноябр. 2012 г. - Екатеринбург: УрФУ, 2012. С. 192-194.

Приложение А (обязательное)

Статистические параметры шероховатости при пластической деформации кольцевого сектора

Таблица 1 - Статистические параметры по результатам измерения шероховатости 11аВд внутренней поверхности в

продольном направлении до распрямления образца

№ образца № зоны Статистические параметры по зоне

мкм R&min? мкм Racp по зоне, мкм Медиана Мода Стандартное отклонение Дисперсия Эксцесс Асимметричность

1 1 0,43 0,34 0,39 0,40 — 0,03 0,00 0,70 -0,84

2 0,49 0,16 0,37 0,40 — 0,10 0,01 0,99 -1,26

3 0,26 0,13 0,17 0,16 0,13 0,04 0,00 2,64 1,48

4 0,33 0,20 0,24 0,23 0,20 0,04 0,00 1,57 1,33

5 0,23 0,10 0,15 0,15 0,13 0,04 0,00 -0,63 0,65

6 0,24 0,09 0,16 0,15 0,15 0,05 0,00 -0,59 0,44

2 1 0,71 0,50 0,58 0,59 0,55 0,06 0,00 1,86 0,96

2 0,94 0,35 0,68 0,71 — 0,15 0,02 1,28 -0,55

3 0,73 0,50 0,61 0,59 — 0,08 0,01 -1,20 0,25

4 0,72 0,33 0,51 0,48 — 0,12 0,01 -0,20 0,43

№ образца № зоны Статистические параметры по зоне

мкм К-^тпъ мкм ЯаСр по зоне, мкм Медиана Мода Стандартное отклонение Дисперсия Эксцесс Асимметричность

2 5 0,66 0,37 0,52 0,51 0,47 0,11 0,01 -1,27 -0,06

6 0,97 0,54 0,68 0,67 0,54 0,14 0,02 0,45 1,06

3 1 0,70 0,27 0,47 0,45 — 0,12 0,01 0,96 0,49

2 0,81 0,24 0,50 0,50 0,56 0,14 0,02 2,63 0,50

3 0,46 0,11 0,31 0,30 0,30 0,11 0,01 -0,76 -0,35

4 0,53 0,16 0,35 0,33 — 0,11 0,01 -0,18 0,32

5 1,13 0,12 0,46 0,31 0,30 0,36 0,13 0,17 1,24

6 0,34 0,17 0,28 0,30 0,30 0,06 0,00 0,30 -1,14

4 1 0,36 0,18 0,26 0,26 0,26 0,06 0,00 -0,73 0,34

2 0,33 0,15 0,23 0,24 0,26 0,05 0,00 -0,02 0,13

3 0,58 0,27 0,42 0,45 0,27 0,11 0,01 -1,61 -0,19

4 0,58 0,18 0,36 0,35 0,20 0,17 0,03 -2,11 0,16

5 0,39 0,19 0,29 0,32 0,32 0,07 0,00 -1,36 -0,14

6 0,32 0,16 0,27 0,30 0,31 0,06 0,00 -0,14 -1,14

№ образца Статистические параметры по образцу Защитный материал

мкм Медиана Мода Стандартное отклонение Дисперсия Эксцесс Асимметричность

1 0,24 0,20 0,15 0,11 0,01 -0,73 0,74 Полиуретан

2 0,60 0,59 0,56 0,13 0,02 0,80 0,47 Ватин

3 0,40 0,34 0,30 0,19 0,04 4,33 1,69 Ватин

4 0,31 0,28 0,32 0,11 0,01 0,17 0,97 Полиуретан

Таблица 2 - Статистические параметры по результатам измерения шероховатости Rann внутренней поверхности в

продольном направлении после распрямления образца

№ образца № зоны Статистические параметры по зоне

Rämax) МКМ Rämin, МКМ Racp по зоне, мкм Медиана Мода Стандартное отклонение Дисперсия Эксцесс Асимметричность

1 1 1,98 1,18 1,67 1,67 — 0,25 0,06 0,54 -0,62

2 1,96 1,04 1,52 1,55 1,75 0,32 0,10 -1,41 -0,17

3 1,41 0,92 1,11 1,08 1,10 0,17 0,03 0,42 1,18

4 1,66 1,16 1,40 1,42 1,56 0,17 0,03 -1,29 -0,09

5 1,25 0,85 1,07 1,08 — 0,13 0,02 -0,61 -0,21

6 2,21 0,84 1,46 1,36 — 0,43 0,19 -0,52 0,47

2 1 1,82 1,30 1,59 1,62 — 0,18 0,03 -1,02 -0,25

2 1,99 1,21 1,52 1,54 — 0,22 0,05 1,32 0,73

3 1,99 0,82 1,48 1,53 — 0,40 0,16 -0,65 -0,42

4 1,60 1,22 1,44 1,44 — 0,12 0,01 -0,09 -0,55

5 2,30 1,02 1,52 1,43 — 0,44 0,19 -0,78 0,62

6 2,38 0,86 1,58 1,57 1,56 0,40 0,16 1,74 0,32

№ образца № зоны Статистические параметры по зоне

К-^тах, мкм мкм Яаср по зоне, мкм Медиана Мода Стандартное отклонение Дисперсия Эксцесс Асимметричность

3 1 1,99 0,76 1,50 1,61 — 0,39 0,15 0,22 -0,95

2 1,84 0,80 1,22 1,04 0,99 0,38 0,14 -0,99 0,80

3 2,18 0,68 1,44 1,40 — 0,48 0,23 -0,34 -0,21

4 2,16 0,63 1,34 1,38 — 0,41 0,17 1,31 0,36

5 1,80 0,84 1,33 1,37 — 0,34 0,11 -1,07 -0,16

6 1,26 0,93 1,13 1,12 — 0,10 0,01 0,46 -0,57

4 1 1,89 0,95 1,35 1,25 — 0,29 0,08 -0,31 0,62

2 1,92 1,14 1,60 1,57 1,41 0,26 0,07 -0,85 -0,19

3 1,00 0,47 0,73 0,73 0,58 0,17 0,03 -0,77 0,13

4 1,30 0,58 0,91 0,85 — 0,24 0,06 -0,83 0,48

5 1,67 0,77 1,25 1,23 — 0,27 0,07 0,00 -0,19

6 1,86 0,55 1,37 1,41 — 0,39 0,15 0,89 -0,93

№ образца Статистические параметры по образцу Защитный материал

Яаср, мкм Медиана Мода Стандартное отклонение Дисперсия Эксцесс Асимметричность

1 1,37 1,32 1,40 0,33 0,11 -0,58 0,51 Полиуретан

2 1,52 1,54 1,54 0,31 0,10 0,81 0,27 Ватин

3 1,33 1,35 1,39 0,38 0,14 -0,56 0,27 Ватин

4 1,20 1Д9 1,41 0,40 0,16 -0,93 0,05 Полиуретан

Таблица 3 - Статистические параметры по результатам измерения шероховатости Яавп внутренней поверхности в

продольном направлении после распрямления образца

Статистические параметры по зоне

№ образца № зоны К-^шах? мкм К&тт, мкм Яаср по зоне, мкм Медиана Мода Стандартное отклонение Дисперсия Эксцесс Асимметричность

1 2,26 1,47 1,76 1,68 1,62 0,23 0,05 0,81 1,10

2 2,64 1,60 2,01 2,02 2,13 0,30 0,09 1,03 0,70

1 3 2,26 1,20 1,55 1,45 1,33 0,31 0,10 2,39 1,48

4 2,25 1,03 1,56 1,55 1,61 0,42 0,17 -1,01 0,27

5 2,24 1,11 1,69 1,70 — 0,36 0,13 0,67 -0,13

6 2,22 1,44 1,86 1,86 — 0,26 0,07 -0,14 -0,33

1 3,06 1,21 2,05 2,07 — 0,57 0,33 -0,72 0,25

2 3,20 1,80 2,27 2,18 2,56 0,44 0,19 0,86 1,00

2 3 2,32 1,16 1,84 1,93 2,03 0,37 0,14 -0,56 -0,55

4 2,64 1,59 2,04 1,96 — 0,34 0,12 -0,71 0,62

5 2,60 1,43 2,20 2,28 2,28 0,40 0,16 -0,19 -0,87

6 2,85 1,61 2,28 2,33 2,55 0,43 0,19 -1,15 -0,45

№ образца № зоны Статистические параметры по зоне

R^max, мкм R^min, мкм Racp по зоне, мкм Медиана Мода Стандартное отклонение Дисперсия Эксцесс Асимметричность

3 1 2,16 1,13 1,62 1,64 — 0,30 0,09 -0,14 0,13

2 2,58 1,02 1,62 1,71 — 0,44 0,19 1,95 0,74

3 3,05 1,24 2,08 1,99 — 0,56 0,32 -0,66 0,29

4 2,77 1,66 2,20 2,18 — 0,37 0,13 -0,70 -0,12

5 2,15 1,16 1,58 1,50 — 0,34 0,12 -1,30 0,40

6 2,68 1,33 1,88 1,86 — 0,38 0,15 0,97 0,76

4 1 2Д1 1,10 1,58 1,58 1,64 0,33 0,11 -1,02 0,24

2 2,54 1,20 1,73 1,67 1,20 0,46 0,21 -0,61 0,62

3 1,97 1,21 1,54 1,51 1,21 0,24 0,06 -0,17 0,34

4 2,02 1,15 1,69 1,70 — 0,27 0,07 0,31 -0,80

5 2,20 1,02 1,53 1,45 1,39 0,41 0,17 -0,43 0,64

6 2,29 1,10 1,71 1,59 — 0,44 0,20 -1,68 0,13

№ образца Статистические параметры по образцу Защитный материал

мкм Медиана Мода Стандартное отклонение Дисперсия Эксцесс Асимметричность

1 1,73 1,70 1,62 0,35 0,12 -0,22 0,11 Полиуретан

2 2,11 2,08 2,28 0,44 0,20 -0,35 0,07 Ватин

3 1,83 1,76 1,76 0,46 0,21 -0,13 0,51 Ватин

4 1,63 1,60 1,64 0,36 0,13 -0,49 0,44 Полиуретан

Таблица 4 - Сравнение параметров шероховатости

№ образца Защитный материал Яав Капп, мкм Показатели

Кавд> мкм ЯаВ11, мкм Яавп -КаВд, мкм 11авп/к.авд После осадки Капп-Кавп, мкм Яапп/Яавп

1 Полиуретан 0,24 1,37 1,13 5,74 1,73 0,36 1,27

2 Ватин 0,60 1,52 0,93 2,55 2,11 0,59 1,39

3 Ватин 0,40 1,33 0,93 3,35 1,83 0,50 1,38

4 Полиуретан 0,31 1,20 0,90 3,94 1,63 0,43 1,36

Приложение Б (обязательное)

Статистические параметры шероховатости поверхности тонкостенных труб с учетом последствий отжига Таблица 1 - Статистические характеристики результатов измерений параметра шероховатости Ыа внутренней

поверхности медных труб, протянутых на касторовом масле (выборка 1)

№ прохода Этап измерения Параметр

К-^тт К&тах Яаср Медиана Мода Стандартное отклонение Дисперсия Эксцесс Асимметричность Объем выборки

1 до отжига 0,08 0,75 0,39 0,30 0,29 0,22 0,05 -1,29 0,33 21

после отжига 0,12 1,10 0,55 0,46 0,81 0,26 0,07 -0,32 0,67 20

изменение 0,04 0,35 0,15 0,16 0,52 0,04 0,02 0,97 0,34 -

2 до отжига 0,06 0,69 0,33 0,33 0,09 0,18 0,03 -0,04 0,41 19

после отжига 0,18 1,21 0,64 0,63 0,44 0,30 0,09 -0,55 0,40 20

изменение 0,12 0,52 0,32 0,30 0,35 0,12 0,06 -0,51 -0,02 -

3 до отжига 0,06 0,40 0,20 0,18 0,29 0,10 0,01 -0,97 0,35 19

после отжига 0,16 0,87 0,48 0,49 0,52 0,19 0,03 -0,20 0,41 20

изменение 0,10 0,47 0,29 0,31 0,23 0,09 0,03 0,77 0,06 -

№ прохода Этап измерения Параметр

R^mm Rämax Racp Медиана Мода Стандартное отклонение Дисперсия Эксцесс Асимметричность Объем выборки

4 до отжига 0,01 0,10 0,06 0,06 0,04 0,03 0,00 -0,88 0,20 19

после отжига 0,08 0,31 0,17 0,16 0,16 0,07 0,00 0,18 0,89 18

изменение 0,07 0,21 0,12 0,10 0,12 0,04 0,00 1,06 0,69 -

5 до отжига 0,02 0,12 0,05 0,05 0,04 0,03 0,00 1,50 1,28 10

после отжига 0,08 0,35 0,19 0,18 0,19 0,09 0,01 -0,41 0,73 18

изменение 0,06 0,23 0,13 0,13 0,15 0,05 0,01 -1,91 -0,55 -

6 до отжига 0,41 0,68 0,53 0,54 0,41 0,08 0,01 -0,50 0,08 И

после отжига 0,33 0,78 0,56 0,57 0,78 0,13 0,02 -0,72 0,11 17

изменение -0,08 0,10 0,03 0,03 0,37 0,05 0,01 -0,23 0,03 -

Таблица 2 - Статистические характеристики результатов измерений параметра шероховатости Яа внутренней поверхности медных труб, протянутых на масле КиЬкгас 4092 (выборка 2)

№ прохода Этап измерения Параметр

К-атт Каср Медиана Мода Стандартное отклонение Дисперсия Эксцесс Асимметричность Объем выборки

1 до отжига 0,34 1,26 0,69 0,62 0,62 0,23 0,05 0,24 0,62 21

после отжига 0,40 1,72 0,96 0,90 1,09 0,35 0,12 0,39 0,77 20

изменение 0,06 0,46 0,26 0,28 0,47 0,12 0,07 0,15 0,15 -

2 до отжига 0,16 1,47 0,61 0,49 0,16 0,36 0,13 0,26 0,88 21

после отжига 0,28 2,33 1,32 1,32 - 0,42 0,18 2,28 -0,13 19

изменение 0,12 0,86 0,71 0,83 - 0,06 0,05 2,02 -1,02 -

3 до отжига 0,08 0,38 0,24 0,25 0,30 0,08 0,01 -0,39 -0,15 18

после отжига 0,11 1,01 0,50 0,50 0,50 0,21 0,05 0,46 0,37 20

изменение 0,03 0,63 0,26 0,26 0,20 0,13 0,04 0,86 0,52

№ прохода Этап измерения Параметр

Кйтт Каср Медиана Мода Стандартное отклонение Дисперсия Эксцесс Асимметричность Объем выборки

4 до отжига 0,04 0,19 0,09 0,09 - 0,04 0,00 -0,10 0,68 15

после отжига 0,12 0,46 0,29 0,30 0,33 0,09 0,01 -0,27 0,07 18

изменение 0,08 0,27 0,20 0,21 - 0,05 0,01 -0,17 -0,61 -

5 до отжига 0,03 0,22 0,10 0,07 0,05 0,07 0,00 -0,11 0,95 9

после отжига 0,07 0,42 0,18 0,14 0,10 0,10 0,01 0,28 1,08 20

изменение 0,04 0,20 0,09 0,07 0,05 0,03 0,01 0,38 0,13 -

6 до отжига 0,02 0,12 0,07 0,07 0,07 0,03 0,00 0,20 0,00 17

после отжига 0,03 0,76 0,28 0,17 0,12 0,23 0,05 -0,66 0,89 20

изменение 0,01 0,64 0,21 0,10 0,05 0,20 0,05 -0,86 0,89 -