Меню

Методы гибки металлических труб

Гибка труб различного типа: технология и необходимое оборудование

Человечество начало применять трубу очень давно — ее прототипом были тростник и бамбук, из которых сооружались первые водоводы. Еще в древнем Риме научились изготавливать трубы из бронзы. Первые методы промышленного производства таких металлических изделий возникли в начале 19 века. В настоящее время выпускаются миллионы и миллионы тонн продукта, без которого не могут обойтись огромное количество отраслей хозяйственной деятельности человека.

При производстве жестких металлоконструкций из цельной заготовки в качестве альтернативы сварке и резьбовому соединению все чаще применяется гибка труб. Это объясняется целым рядом причин:

  • снижение материалоемкости, так как нет ввариваемых патрубков;
  • уменьшение трудоемкости при создании конструкций по сравнению со сварными и резьбовыми соединениями;
  • лучшие гидроаэродинамические показатели прохода;
  • отсутствие неблагоприятного воздействия на структуру металла по сравнению со сваркой;
  • преимущество в герметизации относительно резьбовых соединений;
  • лучший внешний вид конечного изделия.

Гнутье труб осуществляется различными методами. Применение той или иной технологии определяется следующими основными факторами:

  • материал изготовления;
  • толщина стенок;
  • профиль;
  • размер сечения (диаметр или высота профиля);
  • радиус сгиба;
  • необходимая точность гнутья;
  • допустимые пределы деформации гнутой конструкции;
  • качественные показатели прочности и долговечности в месте изгиба.

Горячая гибка труб

Гнутье труб с предварительным разогревом применяют в случаях,


когда нет возможности применить трубогибочные устройства и приспособления для гиба холодным способом. Процесс гибки труб с предварительным разогревом весьма трудоемок и производится с наполнителем. В этом качестве используют сеяный речной песок без органических включений и слишком мелких фракций, которые при термическом воздействии могут спекаться и пригорать к стенкам. Песок не должен быть влажным, чтобы исключить возникновение высокого давления пара в трубе при ее нагреве.

Гибка стальных труб производится при температуре порядка 900 оС без пережога и с одним нагревом — иначе ухудшается качество продукции. Размер разогреваемого участка определяется сечением и радиусом гибки. По окончании процесса удаляют заглушки, извлекают песок, очищают и промывают полость трубы.

Почему песок и нагрев не решают проблему вредной деформации?

Песок, набиваемый внутрь трубы, призван поддерживать ее стенки изнутри при гибке и препятствовать «проваливанию» внешней стороны гиба. Однако, как бы тщательно не был утрамбован песок внутри трубы, плотность такой набивки не может соперничать с плотностью металла. Да, песок до какой-то степени удерживает внешнюю стенку от уплощения, а внутреннюю — от образования «гармошки». Но его плотность слишком мала, он сыпучий, а потому стремится «приспособиться» к изменяющейся форме трубы, вместо того, чтобы жестко держать форму. Поддерживающий эффект от песка не достаточен для тонкостенных труб при гибке с тем радиусом, который задан пуансоном арбалетного трубогиба. Поэтому в большинстве случаев это ухищрение не помогает.

Нагрев и вовсе только ухудшает ситуацию с вредными деформациями. Нагретый металл гораздо пластичнее холодного и он легче гнется. Но и вредные деформации в нагретой трубе возникают проще. Нагрев трубы не отменяет законов, по которым деформируются стенки, он лишь делает металл более пластичным. Для того, чтобы аккуратно согнуть трубу, нужно греть лишь маленький ее участок, после чего гнуть это место на небольшую величину. Затем греют следующий участок, и подгибают уже его. И так по все длине гиба. Такая техника позволяет получать неплохие результаты, но она исключительно трудоемка. И на арбалетном трубогибе ее не применить, т.к. трубу не получится прогреть равномерно (с внутренней части гиба она закрыта пуансоном). Да и долговременный контакт трубогиба с нагретой докрасна трубой не пойдет инструменту на пользу.

Холодная гибка труб

Технология гибки металлических труб холодным способом обладает существенными преимуществами по сравнению с горячим. Этот метод более технологичен и в несколько раз производительнее, что ведет к снижению себестоимости. Холодным способом производится и операция по сгибанию труб из цветных пластичных металлов. Медь и алюминий отличаются высокой ковкостью, что позволяет согнуть изделия без разогрева.

Читайте также:  Соединение металлопластиковых труб с металлическими трубами отопления

Строго говоря, гибка труб отрицательно влияет на характеристики их качества. Возникают заметные дефекты, основными из которых являются:

  • уменьшение толщины стенки на внешней стороне изгиба;
  • появление гофровых складок на внутренней стороне изгиба;
  • искажение формы прохода трубы — из круглой она превращается в овальную.

Особенно подвержены деформациям трубы из мягких металлов и с тонкими стенками. Поэтому гибка тонкостенных труб требует применения механического стабилизатора — им служит дорн.

Дорном называют специальный элемент оснастки, который в процессе гибки располагается в полости трубы по месту ее изгиба. Он предназначен для предотвращения деформаций стенок трубы в гибочном процессе. Дорн может быть жесткой или гибкой конструкции.

Жесткий дорн — это направляющий элемент, выполненный из твердого металла, с закругленным торцом с рабочей стороны. Его заправляют непосредственно в точку изгиба. Гибкий дорн также состоит из твердого стержня. На одном его краю находятся один или несколько изгибающихся сегментов, выполненных в виде шаров или полусфер особой формы.

Эти конструкции, находясь в месте изгиба, обеспечивают неизменность формы прохода. По завершении процесса дорн выталкивается из гибочной зоны, а шарики дополнительно калибруют внутреннюю поверхность. Использование гибкого дорна достаточно сложно. Для его применения в трубогибе должно быть устройство автоматического управления дорном.

Трубогибы с использованием дорна, в силу своей специфики, бывают только стационарными. Они производятся для работы как в полуавтоматическом, так и в полностью автоматическом режиме. Работа высокопроизводительных дорогостоящих трубогибов контролируется системой ЧПУ, которая отслеживает все текущие параметры технологического процесса.

Как производится гибка металлических труб: технологические тонкости выполнения работ

Трубы, согнутые под углом, нашли применение в нефтяной и химической отраслях, машино- и аппаратостроении. Без них не обходится ни один архитектурный или строительный проект.

Для поворотов можно использовать всевозможные фитинги, но тогда возможно возникновение течи, а иногда это просто недопустимо из эстетических соображений. Более привлекательный внешний вид и высокую надежность обеспечивает гибка труб — процесс, не нарушающий их целостность.

Мы расскажем, как лучше согнуть металлическую трубу как по холодной, так и по горячей технологии. В представленной нами статье описана специфика сгибания труб, выполненных из различных материалов. Приведены особенности работы с профильными и обычными круглыми трубами.

Переносные трубогибы

Процесс изгибания труб непосредственно на месте возведения конструкции удобнее всего производить с помощью переносных трубогибов различного исполнения:

    Трубогибы рычажные. За счет большого плеча возможно совершать необходимые действия исключительно мышечным усилием человека. В изделиях из пластичного металла, включая нержавеющую сталь сечением до 3/4 дюйма, они позволяют делать загиб до 180о.

ПОСМОТРЕТЬ Переносные трубогибы на AliExpress →

  • Трубогибы арбалетного типа. Изделие размещают на двух опорных точках, вращающихся вокруг собственных осей. Гибочный башмак, соединенный с перемещающимся штоком, прилагает усилие к той части трубы, которая расположена между опорами. Такие легко переносимые трубогибы способны согнуть трубу из нержавейки диаметром до 100 мм на угол до 90о. Шток, создающий давление, может быть выполнен как:
    • механический винтовой;
    • гидравлический с ручным приводом;
    • гидравлический с электроприводом.
    1. Электрические трубогибы. В них гибка труб производится на сменных гибочных сегментах различного радиуса. Здесь с помощью поворотной оправки заготовку загибают под определенным углом.

    Положительные свойства этого инструмента:

    • универсальность, которую обеспечивает сменный набор сегментов и поворотных оправок для разных сечений труб;
    • угол изгиба до 180о;
    • автоматическая работа без дополнительных действий;
    • плавное изменение скорости, присутствие обратного хода;
    • фактическое отсутствие деформации изгиба, благодаря безукоризненному согласованию всех элементов оснастки и необходимой динамики подачи;
    • простота использования, легкая замена насадок;
    • высокая производительность;
    • компактность и малый вес, благодаря большой приведенной мощности привода.
    Читайте также:  Труба 325х10 вес одного метра

    При отсутствии электросети такие трубогибы обеспечиваются приводом, работающим от встроенного аккумулятора.

    Как гнуть профильную трубу своими руками в домашних условиях

    Вопросом о том, как согнуть профильную трубу, не используя для этого специальное оборудование, задаются многие из тех, кто собирается возвести на своем приусадебном участке теплицу. Такие сооружения, изготовленные из гнутых труб, не только пропускают значительно больше света, но и отличаются высокой устойчивостью и долговечностью, если сравнивать их с конструкциями из деревянных брусков. Кажется, что загнуть профтрубу, создав из нее арочную конструкцию, непросто, но, если разобраться в особенностях этого процесса, вполне возможно эффективно выполнить его, используя для этого простейшие приспособления.

    Самодельные конструкции из профильных труб характеризуются хорошей надежностью и низкой металлоёмкостью

    Станочная гибка труб

    Самый распространенный вид трубогибочного станка — классический трехроликовый (трехвалковый) вальцевый трубогиб. Он использует способ холодного деформирования металла, который называют вальцовкой. Станок такого типа может работать с любыми металлами, от цветных до титановых сплавов. Он может легко управиться с гибкой круглых и овальных трубных изделий, но при этом отлично гнет и заготовки квадратного, прямоугольного и даже треугольного сечения. ПОСМОТРЕТЬ Станок для гибки труб на AliExpress →
    Гибка профиля из металла не представляет для такого станка никакой проблемы, так же как и гибка профильной трубы. Универсальность оборудования данного типа обусловлена тем, что вальцовка по сути — это деформация материала по некоторому направлению. Этот метод можно отнести к самому общему виду гибки металла. Изгиб профильной трубы обеспечивается установкой необходимой формы (калибра) роликов или валков.

    К достоинствам такого станка следует отнести возможность получения гнутого профиля большой длины — более 5 метров, что бывает часто необходимо в строительстве. Кроме того, заготовку можно гнуть на угол до 360 градусов — на полный круг. Гибку труб большого диаметра производят на электрических станках со следующим принципом изгиба: сначала один конец заготовки устанавливается в специальный захват, а затем наматывается на колодку нужного радиуса.

    Такие станки позволяют реализовать точный угол загиба (до одного градуса). Это обеспечивается либо простым механическим путем, либо заданием параметров в цифре с контролем всего процесса на мониторе на высокоавтоматизированных комплексах. Станки используются только в заводских условиях.

    Особенности процесса гибки

    Каждый металл обладает своими особенностями, без их учета невозможно придать металлическому прокату сложную форму. На изгибаемую трубу воздействуют радиальные и тангенциальные силы.

    Первые деформируют сечение, а последние способствуют появлению складок. Основное требование к окончательному результату — сечение трубы должно остаться без изменений, а на стенках не должно быть гофр. Гибка позволяет свести к минимуму число сварных швов при прокладке трубопроводов со всяческими отводами.

    Параметры гибки и их определение

    Для выяснения принципиальной возможности гибки заготовки из конкретного металла или сплава требуется знать:

    • Величину предельного радиуса гиба, и сравнения его с фактической толщиной деформируемой заготовки.
    • Направление волокон прокатки.
    • Исходное значение предела текучести металла.
    • Допускаемые отклонения формы готового изделия после гибки.

    Гибка тонколистового металла
    Указанные исходные данные необходимы в случае гибки тонколистовых заготовок. Для гибки труб, а также некоторых видов профильного проката – круга, шестигранника, уголка и пр. – необходимо знать также допустимую относительную деформацию профиля после гибки.

    Читайте также:  Тройник для пластиковых труб черные

    Гибка металлов не относится к числу энергоёмких операций штамповки. Усилие процесса невелико, поэтому основным критерием для выбора деформирующего оборудования являются длина рабочей зоны обработки, и скорость перемещения деформирующего инструмента. Во многих случаях тонколистовая гибка заготовок возможна даже на ручных станках – профилегибах, трубогибах и т.д.

    Из-за специфики деформирования металла во время его гибки процесс лучше проходит на оборудовании, которое имеет пониженное число ходов. Поэтому механическим кривошипным прессам часто предпочитают гидравлические. В частности, профилирование – разновидность полностью автоматизированного процесса неглубокой гибки.

    Выводы и полезное видео по теме

    Способов ручного изгибания профилированных труб довольно много. И все они имеют общий недостаток: требуется очень большое усилие для их сгибания. Физически неподготовленный мастер может и не справиться с такой работой. Изгибание деталей с помощью специализированных устройств намного проще, точнее и не требует особых физических усилий.

    Проблема в том, что стоимость такого оборудования достаточно велика. Поэтому покупать прибор только для того, чтобы выполнить разовую работу, безусловно, нерентабельно. Лучший вариант – аренда специализированного оборудования, что позволит за небольшую плату получить профильные изделия, согнутые точно по шаблону.

    Если у вас есть необходимые навыки, поделитесь, пожалуйста, опытом с нашими читателями. Форма для отзывов расположена под статьей. Там же можно по теме статьи, а мы постараемся оперативно на него ответить.

    Деформации при гибке

    Гибка малопластичных сталей (в частности, содержащих более 0,5% С) усложняется, главным образом, из-за явления пружинения – несоответствия конфигурации готовой детали требованиям чертежа. Пружинение – основная проблема при разработке технологического процесса гибки.

    Суть явления состоит в упругом последействии материала после снятия рабочей нагрузки. В результате форма заготовки искажается (в некоторых случаях фактический угол пружинения может доходить до 12…150, что впоследствии резко сказывается на точности сопряжения гнутой детали со смежной).

    • Компенсацией угла пружинения соответствующим изменением параметров рабочей части пуансона и матрицы. Метод эффективен, если точно известна марка металла/сплава или его прочностные характеристики, в частности, предел временного сопротивления. В особо ответственных ситуациях потребуется проведение технологических проб на загиб. Если, например, угол пружинения составляет 12, то рабочую кромку пуансона увеличивают на такой же угол.
    • Изменением рабочего профиля матрицы, в результате чего гибка металлов по всей длине зоны деформирования должна постоянно происходить при контакте с активным рабочим инструментом. Для этого в матрице выполняют технологические поднутрения или выемки, если это возможно.
    • Повышением пластичности металла, для чего его перед штамповкой подвергают отжигу. Для высокоуглеродистых сталей температуру отжига обычно устанавливают в пределах 570…600С, а для низкоуглеродистых 180…200С.
    • Проведением гибки в горячем состоянии, когда пластические характеристики металла заведомо лучше. Правда, при этом в технологический процесс вводится дополнительная операция очистки поверхности детали, а рабочую поверхность матрицы после каждого хода пуансона необходимо очищать от частиц окалины.

    Изменение первоначальной формы трубопровода сопровождается появлением дефектов, сказывающихся на последующей эксплуатации.

    • Овализация – круглая или овальная труба при изгибе теряет точную форму сечения – сплющивается. Полезная площадь сечения при этом не изменяется, но распределение потоков воды происходит иначе, что в водопроводной или отопительной системе создает дополнительную нагрузку.
    • Образование гофров и изломов – деформируется внутренняя часть трубопровода, что образует преграду для протекающей воды и провоцирует усиленное отложение солей.
    • Утоньшение – изменяется толщина стенки, что ведет к потере механической прочности.
    • Формирование упругого отпора – при этом изменяется радиус изгиба, то есть трубопровод не образует заданной конструкции.

    Гибкие материалы: Воздуховоды гибкие для вентиляции

    Источник

    Adblock
    detector