Гибка труб: «холодный» и «горячий» способы

Для просмотра видео требуется современный браузер с поддержкой видео HTML5.

Несмотря на то, что первые трубы, изготовленные из тростника и бамбука, были известны еще тысячи лет назад, технология гибки металлических труб насчитывает всего пару столетий. Точкой ее старта можно считать 1824 год, в котором изобретатель технологии изготовления труб из листового металла Джеймс Рассел получил патент на свое детище.

Примерно в то же время, когда с производства сошли первые образцы изделий, технологи задумались о создании трубогибов. Сегодня это универсальное оборудование может выполнить самые сложные операции: например, услуги гибки профильной трубы.

Технологии и оборудование для гибки труб

Все способы гибки труб диаметром от минимального до предельно допустимого можно условно разделить на “холодные” и “горячие”. В первом случае на заготовку не оказывают термического воздействия, во втором нагревают ее до определенной температуры. Понадобится ли трубе нагрев, зависит от пластичности материала и от диаметра трубы. Гибка труб малого диаметра в предварительном накаливании обычно не нуждается
Но заказчику следует учитывать, что под предложением “гнем трубы на заказ” в Интернете может скрываться абсолютно разное качество услуги. Частники и небольшие предприятия до сих пор пользуются ручными трубогибами. Для масштабных серийных производств этот вариант не подходит — они используют оборудование гидравлической или электромеханической модификаций.

Самый точный и безопасный для проката гиб гарантируют станки электромеханического типа: они могут бережно выполнить даже гибку хромированных труб, не повредив покрытия.

Холодная гибка – основные этапы технологического процесса

Используя холодную гибку, трубы можно согнуть практически под любым углом. Но сделать это можно всего двумя способами: вручную и с помощью специальных механизмов. Причем и сами механизмы могут использовать либо электрическую или иную энергию, либо энергию мускульной силы оператора.

К основным способам ручной деформации относятся следующие варианты:

• наматывание изделия на шаблон
• деформация изделия на опорах

Причем первый способ допустим только в том случае, если материал трубы будет достаточно пластичным. Ну а второй способ можно использовать и для более жестких труб.

Первый вариант – наматывание на шаблон – реализуется следующим способом. На первом этапе процесса гибки трубу нужно заполнить каким-либо сыпучим веществом. Поэтому в изделие засыпают песок (можно соль) или заливают воду, которую охлаждают до состояния льда. Сыпучее вещество не позволит измениться профилю трубы.

Далее мы берем калибр – округлую и твердую поверхность – и гнем трубу, наматывая изделия вокруг калибра. Само изделие, при этом, удерживается за края мерного отрезка, а гнется только середина.

По такой методике осуществляется гибка труб из дюраля или латуни, или иного материала с достаточно высокой пластичностью. Сам изгиб получается относительно ровным, но такая технология сопровождается большими объемами отходов. Ведь даже гибка медных труб – очень пластичных изделий – требует достаточно большого рычага. Следовательно, согнув участок в середине мерного отрезка, мы будем вынуждены избавиться от «рукоятей» — концов, за которые держались в процессе загиба.

Второй вариант – деформация на опорах – реализуется следующим способом:

• Сгибаемое изделие устанавливают на две точечные опоры. Центр трубы, при этом, находится над пустотой.
• Далее мы наносим удары в центральную точку, равноудаленную от двух опор. roksa . И под влиянием этих ударов труба немного сгибается. Причем саму трубу можно немного сдвигать, перенося центральную точку на пока еще недеформированный участок.

Подобная технология гибки труб грешит неаккуратностью – с внешней стороны изделия несут на себе следы ударов, а их поперечное сечение отклоняется от первоначального профиля. Кроме того, «лишний» металл соберется в складку на внутренней поверхности загиба. Поэтому холодная гибка на двух опорах – это не наш метод.

Правда, используя различные ручные приспособления для гибки труб, мы можем исправить эту ситуацию. Для этого нам нужны: ножовка по металлу, линейка и сварочный аппарат. Линейкой мы отмеряет несколько точек на трубе (в месте загиба изделия), ножовкой делаем надрезы в теле трубы. А сварочным аппаратом завариваем швы после завершения деформации на опорах. И никакого деформирования тела или профиля изделия – лишний металл мы уже удалили, сделав надрезы ножовкой.

Впрочем, несмотря на все наши ухищрения, ручная деформация уступает, по всем параметрам такому способу, как механическая гибка труб в стационарных условиях.

Основные способы механической гибки труб

Вся механическая гибка основана всего на двух способах:

• Обкатке трубы
• Гидравлической деформации трубы

Причем для реализации этих технологий используют как электрифицированные, так и ручные станки для гибки труб. Последние используют в качестве источника деформирующего усилия мускульную силу оператора, приложенную к рычагу или струбцине.

Электрифицированная и ручная гибка труб методом обкатки осуществляется следующим способом:

• изделие устанавливается на подающие вальцы станка
• Деформирующий валец подводится к поверхности трубы и упирается в нее с нужным усилием.
• Оператор включает мотор или начинает вращать барабан подающего механизма с помощью особой рукояти.
• Геометрические параметры процесса регулируют в ходе обкатки, поджимая деформирующий валец. Ведь чем большее усилие на этом вальце, тем больше радиус загиба трубы.

В итоге, такая, почти самостоятельная гибка труб – ведь большинство станков работают именно на ручном приводе – позволяет согнуть под нужным радиусом значительные партии заготовок. Причем качество гибки оказывается существенно выше любого, по-настоящему, ручного варианта. Да и сам процесс деформации происходит быстрее. Однако обработка круглых труб, а равно и гибка труб большого диаметра, на вальцевых трубогибах невозможна. Для этих целей лучше использовать либо прессы, либо специальные станки для гидравлического деформирования труб.

Последний способ основан на деформации изделия, заполненного жидкой средой (водой или маслом), проводимой в контакте со специальным калибром. По сути, этот процесс повторяет ручную гибку методом наматывания, только результаты этого процесса выглядят более впечатляющее. Кроме того, гидравлическое деформирование дает возможность не только согнуть трубу, но и изменить диаметр сечения изделия.

Гибка круглой трубы

Основная масса заказов, поступающих в наш цех металлообработки, связана с гибкой круглой трубы. Это более универсальное изделие, и именно оно используется ведущими сферами-потребителями трубного проката — монтажом сетей, строительством и жилищно-коммунальным хозяйством.
В современных реалиях всё чаще говорят о гибке труб по радиусу, хотя термин “радиусная деформация” изначально использовался для листов металла. Под ней понимается операция, которая помогает добиться скругленной формы заготовки без изменения ее внутренней структуры. В случае с гибкой труб круглого сечения эта задача намного усложняется, так как необходимо сохранить форму и размеры сечения в месте гиба.

Чтобы избежать утончения стен и разрыва, операцию проводят с учетом всех характеристик заготовки:

• материала;
• диаметра сечения;
• толщины стенок;
• угла, на который требуется согнуть трубу.

Для сложных изделий технологи специально рассчитывают предельно допустимые показатели деформации. Для сохранения формы заготовки, особенно при гибке трубы на вальцах, ее набивают наполнителем, в качестве которого обычно используется песок.

Гибка профильной трубы на оборудовании с чпу

Особые хлопоты доставляет гибка профильных труб по радиусу. В процессе деформации эти заготовки испытывают те же напряжения, что и круглый прокат: в процессе внешняя стенка трубы утончается под влиянием растяжения, а внутренняя, на которую воздействует сжатие, напротив, утолщается. Сложность в том, что для профильных труб по сравнению с круглыми этот эффект сжатия и напряжения намного возрастает.
Вот почему услуги по гибке профильной трубы, да и проката с круглым сечением, всё чаще оказываются на оборудовании с чпу. Электронные станки не только выполняют сверхточную, до десятых долей градуса, гибку, но и анализируют информацию по упругости металла, предупреждая о возможных рисках.

Этапы производства металлопрофиля

Основные этапы полного цикла производства следующие:

• обработка штрипса,
• изготовление круглой заготовки,
• профилирование трубы,
• нарезка,
• контроль качества,
• термообработка.

Обработка штрипса

Сырье для профилированных труб на линию производства поставляют с металлургических заводов в виде рулонов – штрипсов.

Рулоны разматывают, нарезают на станке продольной резки на полосы нужной ширины. Затем из нарезанных сегментов сваривают непрерывную ленту, которую наматывают на барабан.

Это делается для обеспечения непрерывности производства – создается технологический резерв материала, чтобы предотвратить простои в работе вальцовочного станка.

Изготовление заготовки

Металлическая лента передается на формовочный стан, где из нее формируется заготовка с круглым сечением.

При прохождении клетей и вальцов формовочного станка из ленты получается непрерывная труба, имеющая незакрытый шов.

На этом этапе пропускают через формовочный стан холодную полосу стали или проводят сразу и термическую обработку.

Рекомендуем ознакомиться: Основные заводы-производители профильных труб в РФ

Трубу передают в сварочную установку, где шов закрывается, и получается заготовка. Сварка производится печным способом, в защитном газе или высокочастотными токами. Шов может быть прямым или спиральным.

Во время сварки вальцы станка сжимают края шва для повышения прочности стыка, в результате образуется грат – излишки расплавленного металла, вдавленные внутрь трубы и на ее внешнюю поверхность. Грат снимается резцом, после чего заготовку охлаждают эмульсионным составом.

Важно! Процесс охлаждения заготовки эмульсионным составом продолжается и на этапе профилирования, и при нарезке.

Профилирование трубы

В зависимости от формы сечения, которое необходимо получить, профилирование трубы проходит в один или два этапа.

1. Заготовку пропускают через калибровочные вальцы, выравнивающие заготовку. После калибровки она имеет одинаковое сечение по всей длине. Если необходима труба овального или плоскоовального сечения, то на этом ее профилирование заканчивается.
2. Если необходима треугольного, квадратного, прямоугольного или многоугольного сечения, заготовку пропускают через профилирующий станок. Вальцы этого станка обжимают круглую трубу до нужной формы.

Нарезка

Готовую непрерывную трубу нарезают по заданным размерам, не прекращая процесс охлаждения.

Для дополнительной защиты готовых профильных труб используют холодную или горячую оцинковку:

1. Первый метод заключается в нанесении на металлопрофиль слоя порошковой или полимерной краски.
2. Второй метод отличается тем, что готовую трубу предварительно очищают, окунают в ванну с расплавленным цинком, а затем охлаждают и сушат.

Контроль качества

К профильным трубам, изготовленным в условиях полного цикла, предъявляют жесткие требования. Обязательным этапом производства металлопрофиля является проверка качества.

Особенно тщательно контролируют герметичность шва, так как слабым местом сварных труб является именно шов.

Применяется два метода проверки:

• визуальный осмотр,
• вихретоковая дефектоскопия.

Специалист осматривает шов и выявляет нарушения шва, вызванные дефектом сварки, и повреждения, полученные из-за неправильной работы вальцов.

Рекомендуем ознакомиться: Как очистить металлическую трубу от образовавшейся ржавчины

Второй метод проверки – аппаратный. Работа дефектоскопа основана на сравнении электромагнитных характеристик металла на всех участках шва.

На эти характеристики влияет химический состав материала и наличие физических дефектов. Дефектоскоп помогает выявить места непровара шва и раковины, не замеченные при визуальном осмотре.

Процесс производства считается завершенным, а изделие допускается к реализации только после проведения проверки качества.

Сферы использования гнутых труб

Несмотря на львиную долю спроса при строительстве сетей и магистралей, трубы используются не только в них. Они могут применяться:

• как конструктивный элемент при возведении зданий и сооружений;
• как элемент ограждений;
• в качестве кровельных элементов — например, навесов и карнизов;
• в строительстве оранжерей, теплиц, парников;
• в сборке техники;
• как элемент декора и дизайна.

В наших возможностях не только самые сложные гибочные операции, но и изготовление деталей из труб, а по необходимости — их сборка в конструкцию.

Технологии производства

Производители металлопроката изготавливают профильные трубы двумя способами: вальцовкой круглой трубы, когда она переделывается из обычной в профилированную и производство полного цикла, представляющее собой изготовление профильной трубы из листового материала.

Профиль из круглой трубы

Чтобы изготовить металлопрофиль из круглой трубы, достаточно одного лишь вальцовочного станка. Необходимое оборудование доступно по цене и компактно и используется как трубопрокатными компаниями, так и частными лицами. Технология, называемая холодной деформацией, не требует больших временных и энергетических затрат.

Рекомендуем ознакомиться: Принцип действия и варианты настройки балансировочного клапана

Производство состоит всего из двух этапов: закупки заготовки и ее доработки. Сварной или бесшовной трубе придают нужную форму, пропуская ее между вальцами станка.

Получаемая таким образом профилированная труба обладает достаточной прочностью для изготовления мебели и элементов декора, строительства беседки или теплицы. Для возведения серьезных объектов, требующих высокой прочности, такие трубы не подходят.

Полный цикл производства

Для сооружения конструкций, к прочности которых предъявляются высокие требования, используют только профильные трубы, полученные в условиях полного цикла.

Такой металлопрокат дороже, но гораздо надежнее, чем профилированный из круглой трубы.

Для изготовления профильной трубы используется штрипс – листовой материал из низколегированной или углеродистой стали. Из штрипса делают круглую заготовку, которую затем профилируют.

Линия полного цикла включает несколько станков, основные из них:

• профилегибочный,
• сварочный,
• вальцовочный,
• линия нарезки.

При полном цикле производства трубы проходят контроль качества. Дополнительно проводят оцинковку и термическую обработку.