Как се огъват метални тръби: технологични подробности за работата
Тръбите, огънати под ъгъл, са намерили приложение в нефтената и химическата промишленост, машиностроенето и апаратостроенето.Нито един архитектурен или строителен проект не може без тях.
За завои могат да се използват всякакви фитинги, но тогава могат да се появят течове, а понякога това е просто неприемливо по естетически причини. По-привлекателен външен вид и висока надеждност се осигуряват от огъване на тръби - процес, който не нарушава тяхната цялост.
Ще ви кажем как най-добре да огънете метална тръба, като използвате както студена, така и гореща технология. Представената от нас статия описва спецификата на огъване на тръби от различни материали. Дадени са характеристиките на работа с профилни и конвенционални кръгли тръби.
Съдържанието на статията:
Характеристики на процеса на огъване
Всеки метал има свои собствени характеристики, без да се вземат предвид, е невъзможно да се даде сложна форма на валцувания метал. Огънатата тръба е обект на радиални и тангенциални сили.
Първите деформират секцията, а вторите допринасят за появата на гънки. Основното изискване за крайния резултат е напречното сечение на тръбата да остане непроменено и да няма гофри по стените. Огъването ви позволява да сведете до минимум броя на заварките при полагане на тръбопроводи с всички видове завои.
Методи за огъване на тръби
Въз основа на необходимия ъгъл на огъване, материал и диаметър на тръбата, огъването може да се извърши ръчно или с помощта на специално оборудване. Има и горещо и студено огъване, със и без запълване на кухината на тръбата.
След премахване на натоварването възниква феномен, наречен пружиниране, който е право пропорционален на модула на еластичност на материала. Размерът на възможната деформация също зависи от използвания метод на огъване и геометрията на обекта.
Специфика на горещата технология
Този метод се избира, когато е необходимо да се огъне тръба с диаметър 10 см или повече.Тръбите се деформират горещо, както ръчно, така и с помощта на механизми. Има такова нещо като минимален радиус на огъване.
Дължината на зоната на тръбата, която трябва да се нагрее, се определя въз основа на диаметъра на тръбата и ъгъла на огъване. В този случай закръгляването не може да бъде по-малко от диаметъра на тръбата, умножен по 3.
Намерете дължината на нагрятата секция по формулата:
L = α x d / 15
Във формулата: L е необходимата дължина в mm, α е ъгълът на огъване в градуси, d е външният диаметър на тръбата в mm, 15 е коефициентът. Да кажем, че тръба с диаметър 200 mm трябва да се огъне под ъгъл 60⁰, тогава L = 60 x 200/15 = 800 mm, т.е. 4 диаметъра.
За да огънете тръбата, тя трябва да се нагрее до 900⁰. Оптималната температура за начало на огъване е 760⁰, а в края - 720⁰C. При изгаряне якостните характеристики на материала се влошават.
Процесът на горещо огъване включва няколко операции:
- изработка на шаблон;
- пясъчна опаковка;
- маркиране на обекта;
- топлина;
- огъване.
За да не се деформира напречното сечение на тръбата и да не се образуват сладки петна по вътрешната й част при завоя, вътрешното пространство се запълва с кварцов пясък.
Пясъкът първо се изсушава и калцинира, за да се отстранят органичните примеси при температура от 150 до 500⁰, след което се прекарва през фино сито с размер на клетката 3,3 x 3,3 mm. Преди да започнете да пълните тръбата, трябва да запушите единия й край.
Като тапи се използват дървени или метални тапи с отвор за излизане на газовете. Не може да се използва фин и мокър пясък, т.к. първият е синтерован под термично въздействие и здраво залепва към стените на тръбите.
Вторият, в резултат на образуването на пара, допринася за развитието на високо вътрешно налягане, което може да доведе до излитане на щепсела. Наличието на камъни в опаковката е неприемливо, те могат да пробият стената на тръбата.
Процесът на пълнене на тръбата е много трудоемък, така че тя се транспортира до кулата и се поставя в леко наклонено или вертикално положение. Тъй като качеството на огъването е пряко зависимо от уплътняването на уплътнението, тръбата се набива непрекъснато през целия процес. Тъп звук показва, че детайлът е добре запълнен.
Преди да преминете директно към основната операция, областите на бъдещи завои се изчертават върху тръба, пълна с пясък, като се прикрепя шаблон. Тръбите се нагряват в пещи или пещи. Огъвайте както ръчно, така и механизирано.
В последния случай се използват специални плочи, оборудвани с опорни стълбове, с помощта на които се фиксира нагрятата част на тръбата и скоби, които служат за задържане на края на тръбата върху плочата.На противоположния край на тръбата се поставя кабел, чието опъване с помощта на лебедка или кабистан води до огъване на тръбата.
За да не се деформират стените на тръбата, в пространството на тръбната стойка се поставят уплътнения - прави или извити. Свободният край с прикрепения към него кабел се закрепва с помощта на стойка. По време на процеса геометрията на тръбата се следи чрез периодично прилагане на шаблон към нея.
След като огънете тръбата под желания ъгъл, щепселите се отстраняват от нея чрез изгаряне или просто избиване. Пясъкът се изсипва, тръбата се почиства и измива. Извършете окончателна проверка на огъване с помощта на шаблон.
Студено огъване
За промяна на конфигурацията на тръби с малки диаметри се използват различни ръчни устройства, за големи диаметри се използват механизирани тръбни огъвачи. В домашни условия най-често се изисква огъване на водопроводни и газови тръби. стоманени тръбиизползвани при изграждането на водоснабдителни и отоплителни системи.
Огъването на тръба при 90⁰ се нарича завой, 180⁰ е ролка, с образуването на перваза е вътък, а под формата на цикъл е скоба.
Има и други устройства за ръчно огъване. У дома, за да направите намотка за отопление на вода, тръба от неръждаема стомана с диаметър около 20 mm просто се навива върху парче тръба с голям диаметър. Първо, върху голяма тръба се заварява скоба, поставя се върху опори и се затяга.
Тръбата се напълва плътно с пясък и се затваря с тапи, след което се вкарва в скобата и започва навиването. Тръбата, използвана като шаблон, трябва да бъде усукана, така че ще изисква усилията на поне двама души. След завършване на намотката бобината се изравнява.
Огъването на тръба от неръждаема стомана или друг материал у дома може да се извърши с помощта на най-простото устройство. Препоръчително е да го използвате за малки обеми работа.
Можете да изградите проста механична машина за огъване на тръби със собствените си ръце, особено ако имате умения за заваряване и сте запознати със заваръчната машина:
За производството на примитивни устройство за огъване на тръби Имате нужда от бетонна плоча, метални щифтове и ударна бормашина. Плочата е разделена на клетки 40 х 40 или 50 х 50 mm. С помощта на перфоратор в ъглите на клетките се пробиват дупки и в тях се вкарват щифтове.
Тръбният продукт се вкарва между щифтовете и, прилагайки сила, се огъва. Точността при този метод на огъване не е идеална, но е напълно достатъчна за използване на детайла у дома. За огъване с по-висока точност можете да използвате устройство, направено на базата на крик.
За да се предотврати деформирането на вътрешния лумен на тръбата, се използват средства за противодействие на този процес отвътре. Като вътрешни ограничители най-често се използва пясък. В този случай в единия край на тръбата се вкарва щепсел, през другия се изсипва пясък и след това се запушва с тапа. След това се извършва огъване.
Понякога ограничителят е пружина, специално направена за тази цел. За навиване се използва тел с диаметър от 1 до 4 mm. Пружината трябва да влиза свободно в тръбата в точката на огъване; част от жицата остава отвън.
Хидравличната система от ръчни инструменти, преносими и стационарни машини значително улеснява процеса на огъване и ускорява процеса на деформация на тръбата:
След като огъването приключи, пружината се отстранява чрез издърпване на жицата. При работа с тръба с квадратно сечение се избира тел със същото сечение за направата на пружина.
За тази цел е подходящ и сноп от тел, състоящ се от отделни сегменти, които се избутват навътре един по един до точката на бъдещо огъване. След приключване на операцията сегментите също се отстраняват един по един. Можете ръчно да огънете неръждаема тръба със сечение до 4 cm и дебелина на стената 0,3 cm.
За работа с големи диаметри е необходимо професионално оборудване. Има машини за огъване на тръби, оборудвани с дорник. Този структурен елемент е обикновен метален прът.
Преди да започне процеса на огъване, той се поставя вътре, за да се предотврати деформация на стените на тръбата. Дорниците, включени в комплекта, имат различни секции, така че можете да изберете този, който ви е необходим за определен диаметър на тръбните продукти.
Промяна на конфигурацията на тръби от цветни метали
Цветните метали имат много полезно свойство - висока пластичност. Те обаче не са достатъчно силни. По време на процеса на огъване, в резултат на прилагането на сили на натиск и опън, тръбата може да се срути или спука. За да не се случи това, трябва стриктно да спазвате технологията.
Как да огънете медни и месингови тръби?
За огъване на медни и месингови тръби се използват както горещи, така и студени методи. При избора на първия пясъкът се избира като вътрешен пълнител, а разтопеният колофон се използва като втори пълнител. Технологията на огъване е същата като при стоманените тръби.
Тръбните продукти от мед и месинг се подлагат на отгряване и последващо охлаждане преди студено огъване. Температурният диапазон за двата материала е еднакъв - от 600 до 700⁰С. Разликата е в охлаждащата среда - медта се поставя във вода, а месинга се охлажда във въздуха.
След като процесът приключи, колофонът се отстранява чрез топенето му. За да предотвратите спукване на тръбата, процесът никога не трябва да започва от средата на тръбата, а само от краищата. Като устройства за огъване се използват както прости инструменти, така и сложно машинно оборудване.
Ръчните огъвачи на тръби работят поради физическите усилия на човека, докато хидравличните намаляват тези усилия до минимум. И двете са оборудвани със сменяеми дюзи, за да можете да изберете желания диаметър.
Много по-лесно е да се работи с медни и месингови тръби, отколкото със стоманени, но деформацията на метала по време на огъване се извършва съгласно същите закони на физиката. В участъка на огъване външната повърхност изпитва напрежение, в резултат на което стените стават по-тънки.
Вътре в тръбата протичат обратни процеси - стената се свива и става по-дебела. Съществува риск кръглото сечение да се превърне в овално и да се намали номиналният диаметър, така че не трябва да се започва огъване, без да се вземат мерки за предотвратяване на тези явления.
Огъване на алуминиеви тръби
Основни методи огъване на алуминиева тръба същото като месинг или мед:
- бутане между ролки;
- валцуване;
- връщане назад;
- налягане.
Преди да вземете решение как и по какъв начин да огънете алуминиевите тръби, трябва да се запознаете с всеки един. Първият метод се използва за тънкостенни тръби с максимален диаметър 10 cm, когато е необходимо да се получи леко огъване с ниски изисквания за точност. Тук минималният радиус е строго регламентиран. Размерът му е 5-6 диаметъра на тръбата.
Кривината на сечението се определя от позицията на отклоняващата ролка. Най-често по този начин се правят интериорни декоративни елементи. Вторият метод е огъване на тръбен материал с голям диаметър, за което се използват 3-ролкови тръбоогъвачи.Тръбата се изтегля между задвижващи ролки, чиято ориентация определя радиуса на огъване.
Точността на този метод е дори по-ниска от предишния, но детайлът може да бъде повторно огънат и процесът да се повтаря, докато се постигне желаната геометрия.
Огъването на тънкостенни алуминиеви тръби може да се извърши ръчно с подходяща подготовка:
Методът на валцуване не предвижда наличието на вътрешен пълнител, така че не се използва за получаване на малки радиуси.При избора на този метод няма да е възможно да се изпълнят строгите изисквания по отношение на овалността на сечението при завоя.
За да се деформира алуминиева тръба чрез натиск, се използват преси с монтирани върху тях печати с матрица с желаната форма. Дадената геометрия се получава в резултат на въздействието на натиска, упражняван отвън.
В някои случаи налягането може да бъде вътрешно, когато тръбата се поставя във форма и вътре се подава течност с достатъчно налягане, за да я притисне към стените.
Не е лесно да се огъват дуралуминиеви тръби, защото... Този материал е доста твърд и еластичен. За да се улесни процеса, те се изпичат непосредствено преди огъване при температура от 350 до 400⁰C, след което се изчаква, докато тръбите се охладят естествено във въздуха.
Методи за огъване на тръби с голям диаметър
Сравнително наскоро се появиха методи за огъване на тръби с помощта на промишлени и високочестотни токове и огъване с напрежение. В първия случай се използва високопроизводителна високочестотна инсталация, при която тръба с диаметър 95 - 300 mm се нагрява, огъва и охлажда.
Състои се от две части - механична под формата на огъваща машина и електрическа, която включва електрическа част и високочестотна инсталация.
Тръбата се деформира само в нагрятата зона, разположена в зоната на индуктора. Геометрията се променя до даден размер под въздействието на отклоняваща ролка. Използвайки този метод, можете да получите завой с малък радиус на кривина.
Огъването по втория метод се извършва на машини за огъване и разтягане, които включват въртяща се маса. Тръбата е подложена на големи сили на опън и огъване. Така се получават стръмно извити чупки с постоянна дебелина на стената по цялата обиколка.
Методът се използва за огъване на тръби с голям диаметър, използвани в авиационната, автомобилната и корабостроителната промишленост, където има високи изисквания към тръбопровода. Предимството е възможността за огъване на тръби със стена от 2 - 4 mm на 180⁰.
Характеристики на профилното огъване
Продуктите от профилни тръби имат по-естетичен външен вид от техните кръгли колеги, поради което често се срещат в домакински конструкции. При огъване върху него отвътре действа сила на натиск, а отвън - сила на опън. Трябва внимателно да изберете метода на огъване, преди да започнете тази операция.
Профилната гама включва тръби с напречно сечение под формата на квадрат, овал или правоъгълник.
Има няколко нюанса и не трябва да ги забравяте, когато правите гъвкави профилни тръби у дома без специално оборудване:
- Оптималната дължина на огъващия участък за гофрирани тръби с тънки стени и напречно сечение до 2 см е височината на тръбата, умножена по 2,5.
- За дебелостенни тръби дължината на зоната на огъване се определя чрез умножаване на напречното сечение по три. В противен случай не може да се избегне напукване на материала отвън или деформация отвътре.
- Минималната стойност на радиуса на кривина е сечението на огъване, умножено по 2,5.
Без да вземете предвид тези изисквания, дори не можете да се надявате на добър резултат. Методите на огъване не се различават от тези, използвани при работа с продукти с кръгло напречно сечение. Освен това можете да използвате метода на ръчно огъване с напречни разрези, които се правят от трите страни на тръбата.
Дължината на разфасовките и техният брой се определят чрез изчисления. Да кажем, че има тръба 40 х 90 мм. Трябва да извършите пълен завой, т.е. огънете по стената 40 mm под ъгъл 180⁰ с радиус 150 mm. Първо изчислете дължината на полукръга въз основа на външния радиус:
L = (2π r: 2 = 2x 3,14 x 190) : 2 = 596,6 mm
За вътрешния радиус изчисленията са същите:
Лин. = (2 x 3,14 x 150) : 2 = 471 mm.
Сумата от дължините на рязане по вътрешния радиус се определя по формулата: Lout = L – Lin = 596,6 – 471 = 126 mm.
Тези, които искат да го направят сами ръчно огъване на тръби или машина за огъване на профилни тръби Със собствените си ръце в статиите, които предлагаме, ще намерите много полезна информация, диаграми и полезни препоръки.
Ако вземем предвид, че мелницата може да направи разрез с ширина 5 mm, тогава на равнина на огъване с дължина 126 mm ще получите 25 прореза, след което тръбата се огъва, докато ръбовете на изрезите се докоснат. Слотовете се заваряват и шевовете се почистват.
Има и друг начин за огъване на профилни и кръгли тръби, но той може да се използва само през зимата. За да направите това, поставете тапи в краищата на тръбата, налейте вода вътре и изчакайте, докато се втвърди. Тръбата се огъва, контролирайки процеса с шаблон, след това щепселите се отстраняват и течността се отстранява.
Полезен: Как да направите беседка от профилна тръба със собствените си ръце.
Изводи и полезно видео по темата
Видео #1. Как да огънете тръба с помощта на импровизирани средства, ще научите от това видео:
Видео #2. Как да огънете тръба с произволно напречно сечение в кръг:
Видео #3. Домашно огъване на тръби е необходимо нещо в домакинството:
При извършване на ремонт или изграждане на къща често възниква необходимостта от огъване на тръба - кръгла или профилна. Ако обемът е малък, можете да го направите сами. Масовото огъване на тръбни продукти е възможно само със специално оборудване.
Разкажете ни как сте огънали метална тръба, за да построите оранжерия или други цели. Споделете с посетителите на сайта технологични нюанси, известни само на вас. Моля, пишете коментари в блока по-долу, публикувайте снимки, свързани с темата на статията, и задавайте въпроси.
Страхотна статия :)