Introduzione
PIEGATURA DEL TUBO è un processo chiave utilizzato nella produzione per creare angoli e raggi personalizzati nei sistemi di tubazioni in molti settori. Esistono due metodi principali – piegatura a freddo e piegatura a caldo – ciascuno con vantaggi e limitazioni a seconda della lega, diametro, spessore e grado di piegatura richiesti. Questo rapporto fornisce una panoramica del processo di piegatura dei tubi, descrive in dettaglio le principali differenze tra le tecniche di piegatura a freddo e a caldo, ed esplora le loro applicazioni e l'idoneità per vari scenari di piegatura.
Prima di piegare tubi e tubazioni
Indipendentemente dal metodo di piegatura, la corretta preparazione del tubo o del tubo è fondamentale. Ciò comporta la pulizia e la sbavatura delle estremità, garantendo la rettilineità entro le specifiche, e misurare e segnare accuratamente la linea di piegatura. Potrebbe essere necessario smussare le estremità dei tubi per favorire saldature a piena penetrazione dopo la piegatura. I test non distruttivi che utilizzano metodi come gli ultrasuoni o i raggi X verificano che non vi siano difetti inaccettabili prima della piegatura.
Cos'è la piegatura a freddo?
La piegatura a freddo prevede la piegatura del tubo a temperatura ambiente o prossima a quella ambiente, senza alcun riscaldamento esterno del materiale. Poiché il tubo è piegato, la superficie esterna subisce tensione mentre la superficie interna viene compressa, facendo sì che il materiale si indurisca e riduca la duttilità. Ciò rende più difficile la formazione di curve strette senza crepe o grinze nella parete del tubo. La piegatura a freddo è più adatta per materiali più morbidi come il rame, plastica, e alluminio, così come tubi in acciaio di piccolo diametro fino a circa 2-3 pollici a seconda dello spessore della parete. Pareti più sottili e diametri maggiori aumentano il rischio di fessurazioni durante la piegatura a freddo.
Piegatura a freddo di tubi
Il tubo viene piegato utilizzando uno dei diversi metodi – calandratura tramite rulli scanalati per formare progressivamente la Bend, piegatura della imbardata e del mandrino utilizzando il supporto interno insieme a vantaggi meccanici come ingranaggi o idraulica per applicare la pressione, o piegatura a tre rulli che inserisce il tubo tra rulli a forma di C. Potrebbero essere necessari più passaggi con rotazione del tubo intermedia per formare in modo incrementale raggi di curvatura stretti senza superare i limiti di piegatura del materiale. Il trattamento termico dopo la piegatura può aiutare ad alleviare le tensioni interne e la predisposizione alle fessurazioni.
Piegatura a caldo
La piegatura a caldo prevede il riscaldamento del tubo per ammorbidirlo prima della piegatura, riducendo l'effetto di incrudimento e consentendo una maggiore nitidezza Bend raggi da raggiungere. I metodi di riscaldamento comuni sono il riscaldamento a induzione, che riscalda indirettamente la superficie del tubo e il volume interno tramite serpentine, oppure riscaldamento diretto a fiamma libera in modo controllato. La temperatura è un fattore critico – le forme troppo basse e piegate saranno difficili, troppo elevato e le proprietà del materiale potrebbero deteriorarsi. Sono necessari tempi di attesa adeguati per garantire un profilo di temperatura uniforme prima della piegatura. A temperatura, la piegatura viene eseguita sul tubo ancora malleabile utilizzando macchine piegatubi capaci di raggi e forze in gioco più stretti. Metodi di raffreddamento come gli spruzzi d'acqua vengono utilizzati dopo la modellatura per indurire la forma piegata.
Piegatura a freddo vs. Piegatura a caldo
Le differenze principali sono descritte nella tabella 1. La piegatura a freddo è generalmente preferita per tubi di diametro inferiore fino a 2-3″ utilizzando tecniche come la piegatura a rullo. Al di sopra di questa dimensione, la resistenza della lega aumenta il rischio di fessurazione, che necessitano di piegatura a caldo mediante macchine curvatrici a mandrino o a tre rulli in grado di indurre la curvatura necessaria. La piegatura a caldo consente inoltre di piegare tubi di diametro maggiore e con pareti più sottili che risulterebbero inflessibili con tecniche a freddo a causa della ridotta duttilità. Tuttavia la piegatura a caldo richiede attrezzature più specializzate, controlli del riscaldamento e precauzioni per evitare il surriscaldamento o il raffreddamento irregolare dopo la piegatura.
tavolo 1. Freddo contro. Confronto di piegatura a caldo
Attributo Piegatura a freddo Piegatura a caldo
Diametri idonei Fino a 2-3″ tipicamente sopra 2-3″
Temperatura A/vicino alla temperatura ambiente Aumentata a 800-1200°F
Effetti sul materiale Aumenta l'incrudimento Ammorbidisce per piegarsi più facilmente
Raggi di curvatura più stretti Diametro maggiore di 3-5 volte Diametro più piccolo di 2-3 volte
Rischio di cracking Superiore a 2″ diametro Inferiore con preriscaldamento
Attrezzatura Macchine roll/yawl Macchine a mandrino/tre rulli
Complessità dei controlli Meno apparecchiature/controlli Richiedi controlli di riscaldamento/raffreddamento
Esempi di applicazione
La piegatura a freddo viene comunemente applicata a leghe più morbide come i tubi di rame per applicazioni idrauliche, condotto in acciaio a pareti sottili, e tubi di plastica. I tubi in acciaio più grandi per oleodotti/gasdotti o tubazioni strutturali richiedono la piegatura a caldo per ottenere i gomiti e le croci strettamente curvati necessari. L'acciaio inossidabile e le leghe ad alta resistenza richiedono la piegatura a caldo indipendentemente dal diametro a causa della predisposizione all'incrudimento. L'apporto di calore riduce anche le sollecitazioni residue imposte durante la piegatura che potrebbero favorire future fessurazioni.
Conclusione
Insomma, sia le tecniche di piegatura a freddo che quelle a caldo forniscono metodi efficaci per formare curve nei sistemi di tubazioni, con idoneità a seconda del tipo di materiale, dimensione e gravità della piegatura. Mentre la piegatura a freddo prevede attrezzature più semplici, la piegatura a caldo consente raggi più stretti e la lavorazione di tubi più grandi e ad alta resistenza. Con una preparazione adeguata, controlli e tecniche, entrambi i metodi possono produrre risultati robusti, curve di tubo strutturalmente solide adatte per le varie applicazioni di trasporto di fluidi. Complessivamente, la comprensione dei limiti e l'ottimizzazione della selezione dei parametri di piegatura garantiscono precisione dimensionale e lunga durata delle configurazioni di tubi finiti.
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