MODERN CONCEPTS OF THE THEORY OF FRACTURE IN Metal Forming AND ITS APPLICATION FOR COLD ROLLING OF PIPESReport 2. PREDICTION OF FRACTURE DURING COLD ROLLING OF PIPES

Authors

  • G. A. ORLOV Ural Federal University after the first President of Russia B. N. Yeltsin, Russia, Ekaterinburg Author

DOI:

https://doi.org/10.32339/0135-5910-2026-2-31-41

Keywords:

холодная прокатка труб, пластичность, поврежденность, критерии разрушения, диаграммы пластичности, восстановление пластичности при термообработке

Abstract

The article develops an approach to assessing the possibility of pipe destruction during cold rolling based on the criterion of accumulated damage by A. A. Bogatov. In continuation of the well-known works, this study proposes a more complete and improved method for calculating damage based on dividing the rolling cone into sections of monotonous and quasi-monotonous deformation. In order to transfer the research results to the entire rolling passage, regression relationships between the geometric characteristics of momentary deformation foci and the components of the strain tensor were established based on known experimental data. The main stages of calculating the final damage are considered: calculation of the trajectory of the particle through the working cone; calculation of the stress-strain state in each section; calculation of accumulated damage and its assessment. When analyzing multi-pass rolling schemes with intermediate heat treatments, formulas are proposed for calculating the healing of damage during heat treatment. To assess the final damage, two threshold values were identified, corresponding to the formation of energy-stable micropores and chains of microcracks, which leads to a decrease in the operational characteristics of pipes. Generalization of the methodology made it possible to develop rational rolling routes based on the analysis of damage accumulation under various rolling modes and tool calibrations of cold rolling mills for pipes.

Author Biography

  • G. A. ORLOV, Ural Federal University after the first President of Russia B. N. Yeltsin, Russia, Ekaterinburg

    HD (Tech.), Professor, Department of Metal Forming 

References

Орлов Г. А. Современные представления о теории разрушения при ОМД и ее применение для холодной прокатки труб. Сообщение 1. Обзор современных теорий разрушения // Черная металлургия. Бюллетень науч-но-технической и экономической информации. 2026. Т. 82, № 1. С. 41–48.

Богатов А. А., Мижирицкий О. И., Смирнов С. В. Ресурс пластичности металлов при обработке давлени-ем. — М.: Металлургия, 1984. — 144 с.

Андрейцев Ю. Н. Исследование и разработка методов снижения дефектности холоднодеформированных и сварных труб: автореф. дис. ... канд. техн. наук. — Первоуральск, 1983. — 26 с.

Иванов А. В., Чередниченко А. В. Численное исследование процесса холодной прокатки труб на станах ХПТ // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2014. № 8. C. 9–29. EDN: SUFDFN.

Barzegar Y., Nedoushan R. J., Razazzade A. etc. Finite element modeling of damage evolution in cold pilgering process // Proceedings of the Romanian Academy – Series A: Mathematics, Physics, Technical Sciences, Information Science. 2016. V. 17, № 3. P. 267–276.

Гозман М. И., Ожмегов К. В., Матюшкин Н. А. К методике расчета оптимальной конфигурации калибров и оправки при холодной прокатке оболочек ТВЭЛов из сплавов системы Zr–Nb // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Материаловедение и новые материалы. 2020. Т. 102, № 1. С. 22–38.

Колмогоров В. Л., Уральский В. И., Плахотин В. С. и др. Использование ресурса пластичности металла при производстве холоднодеформированных труб. — Свердловск, 1966. — 55 с.

Соколовский В. И., Смирнов В. Г., Черненко А. Г. и др. Расчет степени использования запаса пластично-сти при холодной прокатке тонкостенных труб // Бюл. НТИ. Черная металлургия. 1981. № 21. С. 61, 62.

Орлов Г. А. Холодная прокатка и волочение труб: учебное пособие. — Екатеринбург: УрФУ, 2011. — 188 с.

Пилипенко С. В. Алгоритм оптимизации маршрутов холодной прокатки труб // Литье и металлургия. 2024. № 3. С. 72–79. EDN: UNFZAP.

Богатов А. А., Тропотов А. В., Орлов Г. А. и др. Пакет программ для автоматизированного анализа на ПЭВМ маршрутов холодной прокатки и волочения труб // Теория и технология процессов пластической де-формации: труды научно-технической конференции МИСиС. — М.: Изд-во МИСиС, 1997. С. 251–256.

Смирнов Н. А. Автоматизированное проектирование и анализ основных технологических операций в технологии производства холоднодеформированных труб // Металлург. 2025. № 7. С. 9–12. EDN: ORWEMH.

Орлов Г. А., Измайлов А. Р. Проектирование и анализ маршрутов холодной периодической прокатки труб // Известия вузов. Черная металлургия. 1998. № 1. С. 34–37.

Миронов В. Г. Деформации при прокатке труб на станах ХПТ: автореф. дис. ... канд. техн. наук. — Свердловск, 1967. — 24 с.

Orlov G. A. Designing Schedules for the Cold Rolling of Tubes Without Intermediate Annealings // Metallurgist. 2017. V. 61. № 1–2. P. 53–57.

Орлов Г. А. Анализ проходов роликовой прокатки труб // Известия вузов. Черная металлургия. 1996. № 12. С. 22–24.

Пупышев А. А., Богатов А. А., Орлов Г. А., Акчурин Р. З. Геометрические и кинематические ограничения при периодическом волочении труб // Известия вузов. Цветная металлургия. 2000. № 5. C. 43–46.

Вагапов Е. Н. Разработка математической модели роликового волочения труб на длинной оправке с це-лью прогнозирования точности: автореф. дис. ... канд. техн. наук. — Екатеринбург, 2012. — 23 с. EDN: ORMUIF.

Published

2026-06-02

Issue

Section

Прокатное производство

How to Cite

MODERN CONCEPTS OF THE THEORY OF FRACTURE IN Metal Forming AND ITS APPLICATION FOR COLD ROLLING OF PIPESReport 2. PREDICTION OF FRACTURE DURING COLD ROLLING OF PIPES. (2026). Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific , Technical and Economic Information, 82(2), 31-41. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2026-2-31-41