Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия:

Г. В. Шимов, доцент кафедры «Обработка металлов давлением», эл. почта: geosh@bk.ru

ОАО «Ревдинский завод по обработке цветных металлов», Ревда, Россия:
М. С. Шалаева, технолог

ОАО «Среднеуральский медеплавильный завод», Ревда, Россия:
М. М. Сладков, главный инженер

Традиционно медные и латунные трубы поставляют в мягком состоянии после отжига. Однако часть медных и латунных труб, например радиаторные трубки, поставляют в твердом состоянии, т. е. без проведения финишной термической обработки. В этом случае можно говорить о наличии в стенке трубы остаточных напряжений, которые, безусловно, влияют на эксплуатационную стойкость. Остаточные напряжения приводят к деформации и растрескиванию труб. Растрескивание медных и латунных труб (например, теплообменных аппаратов, радиаторов) в процессе их эксплуатации связано с коррозионными процессами, а также с наличием растягивающих остаточных напряжений в стенке трубы. Для правильной оценки эксплуатационных характеристик таких труб необходимо знать остаточные напряжения и их распределение по стенке трубы. Проведено компьютерное моделирование процесса волочения латунных труб. Представлена методика расчета остаточных напряжений. Она основана на расчете упругой и температурной разгрузки после выхода трубы из волоки. Проведен расчет остаточных напряжений в латунных трубах 8,00,2 мм из сплава Л96 после волочения. Получено распределение остаточных напряжений по стенке трубы. Установлены значения растягивающих остаточных напряжений на наружной поверхности труб.

Работа выполнена в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности № 11.1369.2014/K от 18.07.2014 (номер государственной регистрации 114122470051), а также в рамках программы повышения конкурентоспособности исследование поддержано программой 211 Правительства Российской Федерации, соглашение № 02.А.

1. Park S., Kwon H. H., Koo J. M., Seok C. S., Jung D. H., Mo J. Y. A Study on the fatigue life prediction for bending pipe // Advanced Materials Research. 2012. Vol. 415–417. P. 2219–2225.
2. Бобылев А. В. Коррозионное растрескивание латуни. — М. : Металлургиздат, 1956. — 126 с.
3. El-Amoush A. S., Zamil A., Jaber D., Ismail N. Stress corrosion cracking of the pre-immersed tin brass heat exchanger tube in an ammoniacal solution // Materials and Design. 2014. Vol. 56. P. 842–847.
4. Клинов И. Я. Коррозия химической аппаратуры. Коррозионностойкие материалы : учеб. пособие. — М. : Машиностроение, 1967. — 462 с.
5. Qu S., Yao G., Tian J. F., Zhang Z. F. Failure analysis of the brass tubes in a lubricating oil cooler // Engineering Failure Analysis. 2011. Vol. 18, iss. 8. P. 2232–2239.
6. Shimov G. V., Serebryakov A. V., Serebryakov A. I. Application with simultaneous electrocontact heating stretching to reduce residual stresses in the heat exchange tube // Advanced Materials Research. 2015. Vol. 1127. P. 121–126.
7. Мочалов Н. А., Белов М. И., Маслов С. Н. Определение величины овализации и уровня остаточных напряжений при бухтовом волочении труб // Изв. вузов. Цветная металлургия. 2002. № 1. С. 24–27.
8. ГОСТ 529–78. Трубки радиаторные. Технические условия. — Введ. 1979–01–01.
9. ГОСТ 21646–2003. Трубы медные и латунные для теплообменных аппаратов. Технические условия. — Введ. 2004–09–01.
10. Соколов И. А., Уральский В. И. Остаточные напряжения и качество металлопродукции. — М. : Металлургия, 1981. — 96 с.
11. Wang Z. F. Analysis of stress corrosion of brass tube on heat exchangers // Advanced Materials Research. 2013. Vol. 791–793. P. 554–557.
12. Буркин С. П., Логинов Ю. Н., Тропотов А. В. и др. Анализ способов определения и устранения остаточных напряжений в трубных заготовках // В сб. науч. тр. «Достижения в теории и практике трубного производства». — Екатеринбург : ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», 2004. С. 87–97.
13. Биргер И. А. Остаточные напряжения. — М. : Машгиз, 1963. — 232 с.
14. Буркин С. П., Картак Б. Р., Щипанов А. А. Расчет остаточных напряжений в холоднотянутой проволоке // В сб. «Обработка металлов давлением». Вып. 3. — Свердловск : УПИ, 1976. С. 76–80.
15. Клименко А. П. Холод в машиностроении. — М. : Машиностроение, 1979. — 192 с.
16. Буркин С. П., Шимов Г. В. Экспресс-анализ остаточных напряжений в трубах // Сталь. 2012. № 5. С. 72–75.