Come vengono piegati i tubi metallici: dettagli tecnologici del lavoro
I tubi piegati ad angolo hanno trovato applicazione nell'industria petrolifera e chimica, nell'ingegneria meccanica e degli apparati.Nessun progetto architettonico o di costruzione può farne a meno.
Per le curve è possibile utilizzare tutti i tipi di raccordi, ma possono verificarsi perdite e talvolta questo è semplicemente inaccettabile per motivi estetici. Un aspetto più attraente e un'elevata affidabilità sono garantiti dalla piegatura dei tubi, un processo che non ne viola l'integrità.
Ti diremo come piegare al meglio un tubo metallico utilizzando sia la tecnologia fredda che quella calda. L'articolo che abbiamo presentato descrive le specifiche della piegatura di tubi di vari materiali. Vengono fornite le caratteristiche di lavorare con profili e tubi tondi convenzionali.
Il contenuto dell'articolo:
Caratteristiche del processo di piegatura
Ogni metallo ha le sue caratteristiche, senza tenerne conto è impossibile dare al metallo laminato una forma complessa. Il tubo piegato è soggetto a forze radiali e tangenziali.
I primi deformano la sezione, i secondi contribuiscono alla comparsa delle pieghe. Il requisito principale per il risultato finale è che la sezione trasversale del tubo rimanga invariata e che non siano presenti ondulazioni sulle pareti. La piegatura consente di ridurre al minimo il numero di saldature durante la posa di tubazioni con tutti i tipi di curve.
Metodi di piegatura dei tubi
In base all'angolo di piegatura richiesto, al materiale e al diametro del tubo, la piegatura può essere eseguita manualmente o utilizzando attrezzature speciali. Esistono anche piegature a caldo e a freddo, con e senza riempimento della cavità del tubo.
Dopo la rimozione del carico si verifica un fenomeno chiamato molleggio che è direttamente proporzionale al modulo elastico del materiale. L'entità della possibile deformazione dipende anche dal metodo di piegatura utilizzato e dalla geometria dell'oggetto.
Specifiche della tecnologia calda
Questo metodo viene scelto quando è necessario piegare un tubo di diametro pari o superiore a 10 cm e la deformazione avviene a caldo, sia manualmente che tramite meccanismi. Esiste un raggio di curvatura minimo.
La lunghezza della zona del tubo da riscaldare viene determinata in base al diametro del tubo e all'angolo di curvatura. In questo caso l'arrotondamento non può essere inferiore al diametro del tubo moltiplicato per 3.
Trova la lunghezza della sezione riscaldata utilizzando la formula:
L = αxd/15
Nella formula: L è la lunghezza richiesta in mm, α è l'angolo di curvatura in gradi, d è il diametro esterno del tubo in mm, 15 è il coefficiente. Diciamo che un tubo con un diametro di 200 mm deve essere piegato con un angolo di 60⁰, quindi L = 60 x 200/15 = 800 mm, cioè 4 diametri.
Per piegare il tubo è necessario riscaldarlo a 900⁰. La temperatura ottimale per iniziare la piegatura è 760⁰ e alla fine - 720⁰C. Quando bruciato, le caratteristiche di resistenza del materiale si deteriorano.
Il processo di piegatura a caldo comprende diverse operazioni:
- creare un modello;
- imballaggio in sabbia;
- marcatura del sito;
- Calore;
- flessione.
Per evitare che la sezione trasversale del tubo si deformi e che non si formino punti dolci nella sua parte interna in corrispondenza della curva, lo spazio interno viene riempito con sabbia di quarzo.
La sabbia viene prima essiccata e calcinata per rimuovere le impurità organiche ad una temperatura compresa tra 150 e 500⁰, quindi fatta passare attraverso un setaccio fine con dimensioni delle celle di 3,3 x 3,3 mm. Prima di iniziare a riempire il tubo, devi tapparne un'estremità.
Come tappi vengono utilizzati tappi di legno o di metallo con un foro per la fuoriuscita dei gas. Non è possibile utilizzare sabbia fine e bagnata, perché... il primo è sinterizzato sotto effetto termico e aderisce saldamente alle pareti dei tubi.
La seconda, a seguito della formazione di vapore, contribuisce allo sviluppo di un'elevata pressione interna, che può far volare via il tappo. La presenza di sassi nell'imballaggio non è accettabile; potrebbero penetrare attraverso la parete del tubo.
Il processo di riempimento del tubo è molto laborioso, quindi viene trasportato sulla torre e gli viene data una posizione leggermente inclinata o verticale. Poiché la qualità della curvatura dipende direttamente dalla compattazione della baderna, il tubo viene continuamente maschiato durante tutto il processo. Un suono sordo indica che il pezzo è ben riempito.
Prima di procedere direttamente all'operazione principale, le aree delle future curve vengono disegnate su un tubo riempito di sabbia, allegando una sagoma. I tubi vengono riscaldati in forni o forni. Piegatura sia manuale che meccanizzata.
In quest'ultimo caso vengono utilizzate piastre speciali, dotate di montanti di spinta, con l'aiuto dei quali viene fissata la sezione riscaldata del tubo, e fascette che servono a trattenere l'estremità del tubo sulla piastra.All'estremità opposta del tubo viene posizionato un cavo, la cui tensione con l'aiuto di un argano o di un argano fa piegare il tubo.
Per evitare che le pareti del tubo si deformino, nello spazio del supporto del tubo vengono posizionate delle guarnizioni, diritte o curve. L'estremità libera a cui è collegato il cavo è fissata mediante un supporto. Durante il processo, la geometria del tubo viene monitorata applicandovi periodicamente una sagoma.
Dopo aver piegato il tubo con l'angolazione desiderata, i tappi vengono rimossi da esso bruciandoli o semplicemente facendoli cadere. La sabbia viene versata, il tubo viene pulito e lavato. Eseguire un controllo finale della piega utilizzando un modello.
Piegatura a freddo
Per modificare la configurazione di tubi di piccolo diametro vengono utilizzati vari dispositivi manuali; per i grandi diametri vengono utilizzate piegatubi meccanizzate. A casa, molto spesso è necessaria la piegatura dei tubi dell'acqua e del gas. tubi di acciaioutilizzato nella costruzione di sistemi di approvvigionamento idrico e di riscaldamento.
La piegatura di un tubo a 90⁰ è chiamata curva, a 180⁰ è un rotolo, con la formazione di una sporgenza è una trama e sotto forma di un cappio è una staffa.
Esistono altri dispositivi per la piegatura manuale. In casa, per realizzare una serpentina per il riscaldamento dell'acqua, un tubo di acciaio inossidabile del diametro di circa 20 mm viene semplicemente avvolto su un pezzo di tubo di grande diametro. Innanzitutto, una staffa viene saldata su un tubo di grandi dimensioni, posizionata su supporti e fissata.
Il tubo viene riempito ermeticamente con sabbia e chiuso con tappi, quindi inserito nella staffa e inizia l'avvolgimento. Il tubo utilizzato come dima deve essere attorcigliato, quindi richiederà l'impegno di almeno due persone. Dopo aver terminato l'avvolgimento, la bobina viene livellata.
La piegatura di un tubo in acciaio inossidabile o altro materiale a casa può essere eseguita utilizzando il dispositivo più semplice. Si consiglia di utilizzarlo per piccoli volumi di lavoro.
Puoi costruire una semplice macchina piegatubi meccanica con le tue mani, soprattutto se hai capacità di saldatura e hai familiarità con una saldatrice:
Per la fabbricazione di primitivo dispositivo per piegare i tubi Hai bisogno di una lastra di cemento, perni metallici e un trapano a percussione. La lastra è divisa in celle 40 x 40 o 50 x 50 mm. Usando un perforatore, vengono praticati dei fori negli angoli delle celle e in essi vengono inseriti dei perni.
Il prodotto tubolare viene inserito tra i perni e, applicando la forza, viene piegato. La precisione con questo metodo di piegatura non è ideale, ma è abbastanza sufficiente per l'utilizzo del pezzo in lavorazione a casa. Per piegare con maggiore precisione è possibile utilizzare un dispositivo realizzato sulla base di un martinetto.
Per evitare la deformazione del lume interno del tubo, vengono utilizzati mezzi per contrastare questo processo dall'interno. La sabbia viene spesso utilizzata come limitatore interno. In questo caso, un tappo viene inserito in un'estremità del tubo, la sabbia viene versata attraverso l'altra e quindi viene tappato con un tappo. Successivamente, viene eseguita la piegatura.
A volte il limitatore è una molla appositamente realizzata per questo scopo. Per l'avvolgimento viene utilizzato filo con un diametro da 1 a 4 mm. La molla dovrebbe inserirsi liberamente nel tubo nel punto di curvatura; una parte del filo deve rimanere all'esterno.
Il sistema idraulico di utensili manuali, macchine portatili e fisse facilita notevolmente il processo di piegatura e accelera il processo di deformazione del tubo:
Una volta completata la curva, la molla viene rimossa tirando il filo. Quando si lavora con un tubo a sezione quadrata, per realizzare una molla viene selezionato un filo con la stessa sezione trasversale.
A questo scopo è adatto anche un fascio di filo costituito da segmenti separati, che vengono spinti uno alla volta verso l'interno fino al punto di futura piegatura. Una volta completata l'operazione, anche i segmenti vengono rimossi uno per uno. Puoi piegare manualmente un tubo inossidabile con una sezione trasversale fino a 4 cm e uno spessore della parete di 0,3 cm.
Per lavorare con grandi diametri sono necessarie attrezzature professionali. Esistono macchine curvatubi dotate di mandrino. Questo elemento strutturale è una normale asta metallica.
Prima di iniziare il processo di piegatura, viene posizionato all'interno per evitare la deformazione delle pareti del tubo. I mandrini inclusi nel kit hanno sezioni diverse, quindi puoi scegliere quello che ti serve per un diametro specifico di prodotti per tubi.
Modifica della configurazione di tubi in metalli non ferrosi
I metalli non ferrosi hanno una proprietà molto utile: elevata duttilità. Tuttavia, non sono abbastanza forti. Durante il processo di piegatura, a seguito dell'applicazione di forze di compressione e tensione, il tubo potrebbe collassare o rompersi. Per evitare che ciò accada, è necessario seguire rigorosamente la tecnologia.
Come piegare tubi in rame e ottone?
Per piegare tubi in rame e ottone vengono utilizzati sia i metodi a caldo che a freddo. Quando si sceglie il primo, come riempitivo interno viene scelta la sabbia e come secondo riempitivo viene utilizzata la colofonia fusa. La tecnologia di piegatura è la stessa dei tubi in acciaio.
I prodotti tubolari in rame e ottone sono soggetti a ricottura e successivo raffreddamento prima della piegatura a freddo. L'intervallo di temperatura per entrambi i materiali è lo stesso: da 600 a 700 ⁰С. La differenza sta nel mezzo di raffreddamento: il rame viene posto nell'acqua e l'ottone viene raffreddato nell'aria.
Una volta completato il processo, la colofonia viene rimossa fondendola. Per evitare la rottura del tubo, il processo non dovrebbe mai iniziare dal centro del tubo, ma solo dalle estremità. Come dispositivi di piegatura vengono utilizzati sia strumenti semplici che attrezzature meccaniche complesse.
Le piegatubi manuali funzionano grazie agli sforzi fisici umani, mentre quelle idrauliche riducono questi sforzi al minimo. Entrambi sono dotati di ugelli intercambiabili per consentire di selezionare il diametro desiderato.
È molto più semplice lavorare con tubi in rame e ottone che con tubi in acciaio, ma la deformazione del metallo durante la piegatura avviene secondo le stesse leggi della fisica. Nella sezione di piegatura, la superficie esterna subisce tensione, a seguito della quale le pareti diventano più sottili.
All'interno del tubo si verificano processi inversi: la parete si restringe e diventa più spessa. Esiste il rischio che la sezione rotonda diventi ovale e riduca il diametro nominale, pertanto non si dovrebbe iniziare la piegatura senza adottare misure per prevenire questi fenomeni.
Piegatura tubi in alluminio
Metodi di base piegatura tubi in alluminio lo stesso dell'ottone o del rame:
- spinta tra i rulli;
- rotolamento;
- rollback;
- pressione.
Prima di prendere una decisione su come e in che modo piegare i tubi di alluminio, è necessario familiarizzare con ciascuno di essi. Il primo metodo viene utilizzato per tubi a parete sottile con un diametro massimo di 10 cm, quando è necessario ottenere una curvatura dolce con bassi requisiti di precisione. Il raggio minimo è strettamente regolato qui. La sua dimensione è di 5-6 diametri di tubo.
La curvatura della sezione è determinata dalla posizione del rullo di rinvio. Gli elementi decorativi interni sono spesso realizzati in questo modo. Il secondo metodo consiste nel piegare materiale per tubi di grande diametro, per il quale vengono utilizzate piegatrici per tubi a 3 rulli.Il tubo viene tirato tra rulli motori, il cui orientamento determina il raggio di curvatura.
La precisione di questo metodo è addirittura inferiore a quella del precedente, ma la parte può essere piegata nuovamente e il processo ripetuto fino a ottenere la geometria desiderata.
La piegatura dei tubi in alluminio a parete sottile può essere eseguita manualmente con un'adeguata preparazione:
Il metodo di rullatura non prevede la presenza di riempitivo interno, quindi non viene utilizzato per ottenere raggi piccoli.Scegliendo questo metodo non sarà possibile soddisfare i severi requisiti relativi all'ovalità della sezione in curva.
Per deformare un tubo di alluminio mediante pressione, vengono utilizzate presse con stampi installati su di esse con una matrice della forma desiderata. La geometria data è ottenuta come risultato dell'influenza della pressione esercitata dall'esterno.
In alcuni casi la pressione può essere interna, quando il tubo viene posto in uno stampo e al suo interno viene immesso del liquido con una pressione sufficiente a premerlo contro le pareti.
Non è facile piegare i tubi in duralluminio, perché... Questo materiale è piuttosto duro ed elastico. Per facilitare il processo, vengono cotti immediatamente prima della piegatura ad una temperatura compresa tra 350 e 400⁰C, quindi si attende che i tubi si raffreddino naturalmente all'aria.
Metodi per piegare tubi di grande diametro
Metodi apparsi relativamente di recente sono la piegatura dei tubi utilizzando correnti industriali e ad alta frequenza e la piegatura con tensione. Nel primo caso viene utilizzato un impianto ad alta frequenza ad alte prestazioni, in cui un tubo con un diametro di 95-300 mm viene riscaldato, piegato e raffreddato.
Si compone di due parti: una meccanica sotto forma di piegatrice e una elettrica, che comprende una parte elettrica e un'installazione ad alta frequenza.
Il tubo si deforma solo nella zona riscaldata situata nella zona dell'induttore. La geometria cambia ad una determinata dimensione sotto l'influenza di un rullo deflettore. Utilizzando questo metodo è possibile ottenere una curva con un raggio di curvatura piccolo.
La piegatura con il secondo metodo viene eseguita su macchine piegatrici e allungatrici, che includono una tavola rotante. Il tubo è soggetto a grandi forze di trazione e flessione. Si ottengono così curve molto curve con uno spessore di parete costante lungo tutta la circonferenza.
Il metodo viene utilizzato per piegare tubi di grande diametro utilizzati nell'industria aeronautica, automobilistica e navale, dove le tubazioni hanno requisiti elevati. Il vantaggio è la possibilità di piegare tubi con una parete di 2 - 4 mm di 180⁰.
Caratteristiche della piegatura del profilo
I prodotti con tubi profilati hanno un aspetto più estetico rispetto ai loro colleghi rotondi, motivo per cui si trovano spesso nelle strutture domestiche. Quando si piega, su di esso agisce una forza di compressione dall'interno e una forza di trazione dall'esterno. È necessario selezionare attentamente il metodo di piegatura prima di iniziare questa operazione.
La gamma di profili comprende tubi con sezione trasversale a forma di quadrato, ovale o rettangolo.
Ci sono molte sfumature e non dovresti dimenticarle quando lo fai tubi profilati flessibili a casa senza attrezzature speciali:
- La lunghezza ottimale del tratto di curvatura per tubi corrugati con pareti sottili e sezione fino a 2 cm è l'altezza del tubo moltiplicata per 2,5.
- Per i tubi a parete spessa, la lunghezza della zona di piegatura viene determinata moltiplicando la sezione trasversale per tre. In caso contrario non è possibile evitare la rottura del materiale dall'esterno o la deformazione dall'interno.
- Il valore minimo del raggio di curvatura è la sezione di curvatura moltiplicata per 2,5.
Senza tenere conto di questi requisiti, non puoi nemmeno sperare in un buon risultato. I metodi di piegatura non differiscono da quelli utilizzati quando si lavora con prodotti a sezione rotonda. Inoltre, è possibile utilizzare il metodo di piegatura manuale con tagli trasversali, eseguiti su tre lati del tubo.
La lunghezza dei tagli e il loro numero sono determinati mediante calcoli. Diciamo che c'è un tubo 40 x 90 mm. Devi eseguire un giro completo, ad es. piegare lungo il muro di 40 mm con un angolo di 180⁰ con un raggio di 150 mm. Innanzitutto, calcola la lunghezza del semicerchio in base al raggio esterno:
L = (2π r: 2 = 2x 3,14 x 190) : 2 = 596,6 mm
Per il raggio interno i calcoli sono gli stessi:
Lin. = (2 x 3,14 x 150): 2 = 471 mm.
La somma delle lunghezze di taglio sul raggio interno è determinata dalla formula: Lout = L – Lin = 596,6 – 471 = 126 mm.
Coloro che vogliono farlo da soli piegatubi manuale O macchina piegatubi per tubi profilati Con le tue mani, negli articoli che offriamo troverai molte informazioni utili, diagrammi e consigli utili.
Se consideriamo che una smerigliatrice può eseguire un taglio largo 5 mm, su un piano di piega lungo 126 mm si otterranno 25 fessure, dopodiché il tubo viene piegato fino a quando i bordi dei ritagli non si toccano. Le fessure sono saldate e le cuciture sono pulite.
Esiste un altro modo per piegare i tubi profilati e tondi, ma può essere utilizzato solo in inverno. Per fare ciò, inserire i tappi alle estremità del tubo, versare l'acqua all'interno e attendere che si indurisca. Il tubo viene piegato, controllando il processo con una dima, quindi vengono rimossi i tappi e viene rimosso il liquido.
Utile: Come realizzare un gazebo da un tubo profilato con le tue mani.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Video n.1. Come piegare un tubo usando mezzi improvvisati, imparerai da questo video:
Video n.2. Come piegare un tubo di qualsiasi sezione trasversale in un cerchio:
Video n.3. Una curvatubi fatta in casa è una cosa necessaria in casa:
Quando si eseguono riparazioni o si costruisce una casa, spesso sorge la necessità di piegare un tubo, rotondo o profilato. Se il volume è piccolo, puoi farlo da solo. La piegatura in massa dei prodotti per tubi è possibile solo con attrezzature speciali.
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Ottimo articolo :)