نحوه خم کردن لوله برنجی بدون پیچ خوردگی: راهنمای کامل

مطمئن ترین راه برای خم کردن لوله های برنجی بدون پیچ خوردگی، استفاده از تکیه گاه داخلی - یا سنبه فنری، پر کننده شن یا یک خم کن لوله مناسب - همراه با یک حرکت خمشی آهسته و یکنواخت است. بدون پشتیبانی داخلی، دیواره لوله در سمت فشرده سازی به سمت داخل کمانش می کند و پیچ خوردگی های برگشت ناپذیری ایجاد می کند. این راهنما همه روش‌های اثبات‌شده، فیزیک پشت چرخیدن، و زمان استفاده از هر تکنیک را پوشش می‌دهد، خواه شما یک سرگرمی باشید و یا از روش‌های انبوه استفاده کنید. کارخانه لوله برنجی .

چرا لوله های برنجی پیچ خورده - و چه چیزی آن را متوقف می کند

هنگامی که یک لوله را خم می کنید، دیواره بیرونی تحت کشش کشیده می شود در حالی که دیواره داخلی فشرده می شود. برای میله جامد این مشکلی نیست، اما یک لوله توخالی در داخل هیچ ماده ای برای مقاومت در برابر نیروی فشاری ندارد. هنگامی که تنش دیوار از قدرت تسلیم ماده بیشتر شد، سطح داخلی کمانش می‌کند و چینی را تشکیل می‌دهد که به عنوان پیچ خوردگی شناخته می‌شود.

برنج (معمولاً برنج کارتریج C260 یا برنج ماشینکاری آزاد C330) استحکام کششی تقریباً دارد. 300-500 مگاپاسکال بسته به خلق و خوی و میزان سختی کار نسبتاً پایین در مقایسه با فولاد ضد زنگ. این امر خم شدن آن را آسان‌تر می‌کند، اما همچنین به این معنی است که لوله‌های جدار نازک به سرعت به آستانه کمانش خود می‌رسند.

سه عامل تعیین کننده پیچ خوردگی یک خم است:

• نسبت D/t (قطر بیرونی تقسیم بر ضخامت دیواره) - نسبت های بالای 20 دیواره نازک و مستعد پیچ خوردگی در نظر گرفته می شوند.
• شعاع خم شدن - هرچه شعاع نسبت به قطر تنگ تر باشد، تنش بیشتر است. شعاع خط مرکزی کمتر از 2× OD لوله "سفت" است و تقریباً همیشه به پشتیبانی داخلی نیاز دارد.
• خلق و خوی - برنج سخت کشیده (H80) راحت تر از برنج بازپخت شده (O60) پیچ خورده است. بازپخت قبل از خم شدن اغلب اولین راه حل است.

ابتدا لوله را برای انحناهای محکم تر باز کنید

بازپخت کردن فشار داخلی را کاهش می دهد و شکل پذیری را افزایش می دهد، و قبل از اینکه برنج کمانش کند، "بخشش" بیشتری می دهد. این تنها تاثیرگذارترین مرحله آماده سازی است، به ویژه برای لوله هایی که در حالت سخت یا نیمه سخت از کارخانه تولید لوله برنجی تهیه می شوند.

نحوه بازپخت لوله برنجی:

1. ناحیه خم را به طور یکنواخت گرم کنید 425–600 درجه سانتیگراد (800–1100 درجه فارنهایت) با یک مشعل پروپان یا اکسی استیلن تا زمانی که فلز در نور کم به رنگ قرمز کمرنگ درآید.
2. در آب خاموش کنید یا اجازه دهید در هوا خنک شود - بر خلاف فولاد، برنج در هنگام خاموش شدن سفت نمی شود.
3. قبل از خم شدن، هرگونه اکسیداسیون سطح را با پشم فولادی ریز یا یک پاک کننده ایمن برنجی پاک کنید.

پس از بازپخت، برنج با دیواره نازک (D/t ≥ 15) معمولاً می تواند به شعاع های خط مرکزی به همان اندازه محکم برسد. 1.5× OD با ابزار مناسب، در مقایسه با تقریباً 3× OD برای لوله های آنیل نشده.

پنج روش اثبات شده برای خم کردن لوله های برنجی بدون پیچ خوردگی

1. سنبه فنری (درج فنر سیم پیچ)

یک فنر سیم پیچ محکم، به اندازه ای که به خوبی در داخل لوله بلغزد، دیوار را در طول خم شدن نگه می دارد. این در دسترس ترین روش برای علاقه مندان است و برای اندازه های لوله در دسترس است 3 میلی متر تا 35 میلی متر OD .

• فنر را طوری وارد کنید که حداقل 25 میلی متر (1 اینچ) فراتر از خمیدگی مورد نظر در هر طرف گسترش یابد.
• به آرامی روی یک شکل گرد - یک لوله، رولپلاک یا بلوک خمشی اختصاصی خم شوید.
• فنر را کمی در خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخانید تا شل شود، سپس آن را بیرون بکشید.

بهترین برای: قطر کوچک لوله برنجی (زیر 15 میلی متر)، منحنی های ملایم (زاویه خم تا 90 درجه)، کار با حجم کم.

2. روش پر کردن شن و ماسه

ماسه خشک و ریزدانه (ماسه بازی کار می کند؛ آن را در فر با دمای 120 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه خشک کنید) که به طور محکم در داخل لوله بسته بندی شده است، یک توده داخلی تراکم ناپذیر ایجاد می کند که تنش خمشی را در کل سطح مقطع دیوار توزیع می کند.

• یک انتهای آن را با یک پلاگ یا نوار چوبی بپوشانید، در حالی که روی لوله ضربه می‌زنید کاملاً پر کنید تا فضاهای خالی از بین برود، سپس سر دیگر را ببندید.
• با سرعت یکنواخت و یکنواخت روی یک پیشانی خم شوید - بدون حرکت تند.
• لوله را پس از خم شدن خالی و شستشو دهید.

بهترین برای: قطرهای بزرگتر (15 تا 50 میلی متر)، منحنی های نامنظم یا مرکب، موقعیت هایی که سنبه های فنری در دسترس نیستند.

3. خم کن لوله دوار

یک خم کن دوار (ماندرل) لوله را در برابر یک قالب شیاردار محکم می کند و آن را به دور یک چرخ شعاع مدرج می چرخاند. خم کننده های باکیفیت شامل یک قالب متقابل ( قالب تحت فشار) است که از بیضی شدن جلوگیری می کند. این روش تولید می کند خمش های ثابت و قابل تکرار در 1± درجه و استاندارد در هر تنظیمات کارخانه لوله برنجی حرفه ای است.

خم کن های ضامن دار دستی برای اندازه های معمولی تقریباً 40 تا 150 دلار آمریکا هزینه دارند. خم کن‌های چرخشی هیدرولیک یا CNC که در محیط‌های کارخانه استفاده می‌شوند، می‌توانند خم‌های چند شعاعی را در یک توالی برنامه‌ریزی‌شده با تلورانس‌های زیر ایجاد کنند. 0.5 میلی متر در شعاع خط مرکزی

بهترین برای: کار دقیق، خم شدن های مکرر به همان زاویه، تولید متوسط تا بزرگ.

4. آلیاژ کم ذوب (Cerrobend / آلیاژ بیسموت) را پر کنید

Cerrobend (آلیاژی مبتنی بر بیسموت) تقریباً با سرعت ذوب می شود 70 درجه سانتیگراد (158 درجه فارنهایت) - زیر نقطه جوش آب شما آن را مایع داخل لوله می ریزید، اجازه می دهید جامد شود، لوله را خم می کنید، سپس آلیاژ را در آب جوش یا فر داغ ذوب می کنید. این پشتیبانی داخلی تقریباً کامل را ارائه می دهد.

این روش در ساخت هوافضا و ابزار دقیق که تغییر شکل دیوار باید در زیر حفظ شود، مورد علاقه است. 2٪ از OD اسمی . این آلیاژ به شکل جامد قابل استفاده مجدد و غیر سمی است، اگرچه بخارات در طول ذوب نیاز به تهویه دارند.

بهترین برای: لوله های جدار نازک، شعاع های بسیار محکم، خمیدگی های سه بعدی پیچیده، کاربردهای با دقت بالا.

5. حرارت و خم شدن بیش از یک سابق

برای انحناهای ملایم (شعاع خط مرکزی ≥ 3× OD) در لوله برنجی با دیواره ضخیم، به سادگی بازپخت کردن لوله و خم کردن آن به آرامی روی یک شکل دهنده چوبی یا فلزی - یک لوله، جگر منحنی، یا بلوک شعاعی - می تواند بدون پر کردن کافی باشد.

فشار دست را در حداقل 100 میلی متر (4 اینچ) طول لوله توزیع کنید و در یک نقطه متمرکز نشوید. از استفاده از یک بلوک با لبه تیز مانند قبلی خودداری کنید. شعاع خمشی اولی باید با شعاع خمش لوله مورد نظر مطابقت داشته باشد یا بیشتر از آن باشد.

بهترین برای: لوله ضخیم با نسبت D/t کوچک؛ خمیدگی های تزئینی یا معماری با شعاع بزرگ.

انتخاب روش مناسب: مقایسه سریع

Springback: حسابداری برای بازیابی الاستیک برس

برنج، مانند تمام فلزات، پس از خم شدن به صورت ارتجاعی برمی گردد. برای برنج C260 آنیل شده، معمولاً فنر بک است 2-5 درجه در 90 درجه خمیدگی ; برای برنج نیمه سخت که می تواند به آن برسد 8-12 درجه . این بدان معنی است که شما باید عمداً خم شوید تا به زاویه هدف خود ضربه بزنید.

رویکرد عملی: یک خم آزمایشی روی طول ضایعات ایجاد کنید، پشت فنری را اندازه بگیرید، سپس آن اصلاح را به تمام خم‌های بعدی اضافه کنید. برای خم کن چرخشی، استاپ را تنظیم کنید 5 درجه از زاویه مورد نظر گذشته است به عنوان نقطه شروع برای برنج آنیل شده و از آنجا تنظیم کنید.

خم‌کننده‌های CNC در محیط‌های تولید کارخانه لوله‌های برنجی مقادیر اصلاح برگشت فنری را در برنامه‌ریزی خود ذخیره می‌کنند - اغلب به عنوان جدول جستجوی مواد و شعاع - بنابراین هر خمیدگی در یک دسته در ±0.5 درجه قرار می‌گیرد.

اشتباهات رایجی که باعث پیچ خوردن می شوند

• خم شدن خیلی سریع: نیروی سریع به جای توزیع تنش در امتداد منحنی، تنش را در یک نقطه متمرکز می کند. همیشه به تدریج فشار وارد کنید.
• سنبه فنری کم اندازه: فنری که حتی 0.5 میلی متر در OD بسیار کوچک است تقریباً هیچ پشتیبانی از دیوار را ایجاد نمی کند. فنر باید کاملاً جا بیفتد - هنگام قرار دادن آن باید مقاومت کمی احساس کنید.
• خم شدن در لبه تیز: هر گوشه تیز روی اولی به عنوان یک متمرکز کننده استرس عمل می کند. همه فرم دهنده ها باید شعاع شوند.
• نادیده گرفتن نسبت D/t: تلاش برای خم کردن یک لوله دیواری 25 میلی‌متری OD × 0.5 میلی‌متری (D/t = 50) بدون پشتیبانی داخلی تقریباً همیشه منجر به پیچ خوردگی بدون توجه به تکنیک می‌شود.
• پرش از بازپخت روی استوک سخت کشیده شده: لوله برنجی عرضه شده از یک کارخانه در حالت H80 یا H04 دارای انعطاف پذیری قابل توجهی کمتر است. همیشه قبل از تصمیم گیری در مورد بازپخت کردن، مزاج را بررسی کنید.

چگونه کارخانه های لوله برنجی خمش دقیق را در مقیاس مدیریت می کنند

یک کارخانه لوله برنجی که قطعات پیش خم شده را برای مشتریان OEM تولید می کند، از رویکردی اساساً متفاوت از کارگاه DIY استفاده می کند. تفاوت های کلیدی:

• خمش سنبه CNC: یک سنبه داخلی فولادی سخت شده (از نوع توپی یا پلاگین) در نقطه مماس خمشی دقیق به داخل لوله رانده می شود و ریزش دیوار را به طور کامل از بین می برد. این اجازه می دهد تا شعاع خط مرکزی به همان اندازه محکم باشد 0.8× OD روی آلیاژهای خاص
• برف پاک کن می میرد: یک قالب برف پاک کن نازک و روغن کاری شده که در مماس خمش قرار داده شده است، چین و چروک‌های روی اینترادوس (شعاع داخلی) را قبل از اینکه چروک شوند، صاف می‌کند.
• گواهی مواد: خم شدن کارخانه با ابعاد و مزاج لوله تایید شده شروع می شود. تلورانس ضخامت دیوار برای خمش دقیق معمولاً رعایت می شود ± 5% از اسمی (سخت تر از تلورانس های استاندارد ASTM B135 ± 10٪).
• روغن کاری: روان کننده های خمشی اصطکاک بین لوله OD و قالب فشاری را کاهش می دهند و نیروی مورد نیاز را کاهش می دهند و نمره سطح را کاهش می دهند. روغن معدنی یا ترکیب تخصصی خم لوله استاندارد است.

هنگام سفارش لوله برنجی پیش خم شده از یک کارخانه، مشخص کنید شعاع خط مرکزی (CLR) ، زاویه خم و بیضی قابل قبول (معمولاً ≤ 3٪ OD برای اعمال فشار) اطلاعات مورد نیاز برای انتخاب ابزار و فرآیند مناسب را به سازنده می دهد.

انتخاب لوله برنجی مناسب برای خم شدن

همه آلیاژهای برنج به خوبی خم نمی شوند. جدول زیر رایج ترین آلیاژهای مورد استفاده در کاربردهای خمشی را نشان می دهد.

هنگام تعیین لوله از کارخانه لوله برنجی برای کاربرد خمشی، همیشه درخواست کنید C260 در مزاج O60 (پخت شده). مگر اینکه برنامه شما به طور خاص به دلیل فشار یا دلایل ساختاری به خلق و خوی سخت تری نیاز داشته باشد.

پس از خم شدن: بازرسی و اصلاح

حتی با بهترین شیوه ها، مشکلات جزئی ممکن است ظاهر شوند. در اینجا نحوه ارزیابی و رسیدگی به آنها آمده است:

• بیضی کمی: اگر بیضی (تفاوت بین حداکثر و حداقل OD) کمتر از 3٪ باشد در اکثر برنامه ها قابل قبول است. یک پلاگین اندازه‌گیری چوب سخت یا فلز را می‌توان برای بازگرداندن گرد بودن لوله بازپخت شده با دیواره نازک فشار داد.
• چین و چروک جزئی در شعاع داخلی: در صورت گیرکردن زودهنگام، قبل از اینکه کار برنجی سخت تر شود، می توان آن را با میله گرد بر روی سطح سخت غلت داد.
• پیچیدگی واقعی: پیچ خوردگی با فروریختن دیوار قابل مشاهده را نمی توان به طور قابل اعتماد اصلاح کرد. بخش باید بریده شود و جایگزین شود. تلاش برای صاف کردن لوله برنجی پیچ خورده معمولاً باعث ترک خوردن می شود.

برای لوله های سرویس تحت فشار (خطوط تبرید، هیدرولیک)، هر گونه خمشی که مایع یا گاز را حمل می کند، باید نشت آزمایش شود. 1.5× فشار کاری قبل از نصب - یک استاندارد صنعتی پایه صرف نظر از اینکه خم از نظر بصری چقدر تمیز به نظر می رسد.