Como são dobrados os tubos metálicos: detalhes tecnológicos da obra

Tubos dobrados em ângulo encontraram aplicação nas indústrias de petróleo e química, engenharia mecânica e de aparelhos.Nenhum projeto arquitetônico ou de construção pode prescindir deles.

Todos os tipos de acessórios podem ser usados ​​​​para curvas, mas podem ocorrer vazamentos e, às vezes, isso é simplesmente inaceitável por razões estéticas. Uma aparência mais atraente e alta confiabilidade são garantidas pela dobra de tubos - um processo que não viola sua integridade.

Diremos a você a melhor forma de dobrar um tubo de metal usando tecnologia fria e quente. O artigo que apresentamos descreve as especificidades da dobra de tubos feitos de diversos materiais. São fornecidas as características de trabalhar com tubos perfilados e redondos convencionais.

Características do processo de dobra

Cada metal possui características próprias, sem levá-las em consideração é impossível dar ao laminado uma forma complexa. O tubo dobrado está sujeito a forças radiais e tangenciais.

Os primeiros deformam o corte e os segundos contribuem para o aparecimento de dobras. O principal requisito para o resultado final é que a seção transversal do tubo permaneça inalterada e não haja ondulações nas paredes. A dobra permite minimizar o número de soldas ao colocar tubulações com todos os tipos de curvas.

Métodos de dobra de tubos

Com base no ângulo de curvatura necessário, no material e no diâmetro do tubo, a dobra pode ser feita manualmente ou usando equipamento especial. Existem também dobras a quente e a frio, com e sem preenchimento da cavidade do tubo.

Esquema e fórmulas para cálculo de flexão de tubos
Aqui está um diagrama, fórmulas e recomendações para o cálculo dos parâmetros de flexão de tubos, cujo seguimento é garantia de um bom resultado

Após a remoção da carga, ocorre um fenômeno denominado mola, que é diretamente proporcional ao módulo de elasticidade do material. A quantidade de deformação possível também depende do método de dobra utilizado e da geometria do objeto.

Especificidades da tecnologia quente

Este método é escolhido quando é necessário dobrar um tubo com diâmetro igual ou superior a 10 cm.Os tubos são deformados a quente, tanto manualmente quanto por mecanismos. Existe um raio de curvatura mínimo.

O comprimento da zona do tubo que precisa ser aquecida é determinado com base no diâmetro do tubo e no ângulo de curvatura. Neste caso, o arredondamento não pode ser inferior ao diâmetro do tubo multiplicado por 3.

Encontre o comprimento da seção aquecida usando a fórmula:

L=αxd/15

Na fórmula: L é o comprimento necessário em mm, α é o ângulo de curvatura em graus, d é o diâmetro externo do tubo em mm, 15 é o coeficiente. Digamos que um tubo com diâmetro de 200 mm precise ser dobrado em um ângulo de 60⁰, então L = 60 x 200/15 = 800 mm, ou seja, 4 diâmetros.

Tabela para determinação do diâmetro mínimo de flexão de tubos
O raio de curvatura mínimo permitido para tubos de água e gás de acordo com os requisitos do GOST 3262-92 pode ser obtido na tabela

Para dobrar o tubo, ele deve ser aquecido a 900⁰. A temperatura ideal para iniciar a dobra é 760⁰ e no final é 720⁰C. Quando queimado, as características de resistência do material se deterioram.

O processo de dobra a quente inclui várias operações:

  • fazendo um modelo;
  • embalagem de areia;
  • marcação do local;
  • aquecer;
  • flexão.

Para evitar que a seção transversal do tubo seja deformada e que não se formem pontos doces em sua parte interna na curva, o espaço interno é preenchido com areia de quartzo.

A areia é primeiro seca e calcinada para remoção de impurezas orgânicas a uma temperatura de 150 a 500⁰, e depois passada por uma peneira fina com células de 3,3 x 3,3 mm. Antes de começar a encher o cano, você precisa tampar uma das pontas dele.

Bujões de madeira ou metal com orifício para saída de gases são usados ​​​​como bujões. Areia fina e úmida não pode ser usada, pois... o primeiro é sinterizado sob influência térmica e adere firmemente às paredes dos tubos.

A segunda, em decorrência da formação de vapor, contribui para o desenvolvimento de alta pressão interna, que pode fazer com que o tampão voe. A presença de pedras na gaxeta é inaceitável, pois podem atravessar a parede do tubo.

O processo de enchimento do tubo é muito trabalhoso, por isso ele é transportado até a torre e fica em uma posição levemente inclinada ou vertical. Como a qualidade da curvatura depende diretamente da compactação da gaxeta, o tubo é rosqueado continuamente durante todo o processo. Um som abafado indica que a peça de trabalho está bem preenchida.

Antes de prosseguir diretamente para a operação principal, áreas de futuras curvas são desenhadas em um tubo cheio de areia, anexando um gabarito. Os tubos são aquecidos em fornos ou fornalhas. Dobre manualmente e mecanicamente.

Neste último caso, são utilizadas placas especiais, equipadas com postes de impulso, com o auxílio dos quais é fixada a seção aquecida do tubo, e braçadeiras que servem para segurar a extremidade do tubo na placa.Na extremidade oposta do tubo é colocado um cabo, cuja tensão com a ajuda de um guincho ou cabrestante faz com que o tubo dobre.

Para evitar a deformação das paredes do tubo, juntas - retas ou curvas - são colocadas no espaço do suporte do tubo. A extremidade livre com o cabo conectado é fixada com um suporte. Durante o processo, a geometria do tubo é monitorada aplicando-se periodicamente um gabarito.

Depois de dobrar o tubo no ângulo desejado, os plugues são removidos queimando-os ou simplesmente arrancando-os. A areia é despejada, o cano é limpo e lavado. Execute uma verificação final da dobra usando um modelo.

Dobragem a frio

Para alterar a configuração de tubos de pequenos diâmetros, são utilizados vários dispositivos manuais; para grandes diâmetros, são utilizados dobradores de tubos mecanizados. Em casa, muitas vezes é necessário dobrar canos de água e gás. canos de açoutilizado na construção de sistemas de abastecimento de água e aquecimento.

Dobrar um tubo em 90⁰ é chamado de dobra, 180⁰ é um rolo, com a formação de uma saliência é uma trama e na forma de um laço é um suporte.

Equipamento para dobrar tubos
Se a dobra de tubos raramente for feita, basta estocar os dispositivos mais simples. Uma placa de metal com furos nos quais são instalados pinos dependendo do raio (Fig. 2) ou um mandril - uma placa dupla plano-paralela instalada verticalmente com variações no ângulo de curvatura (Fig. 3)

Existem outros dispositivos para dobra manual. Em casa, para fazer uma serpentina para aquecimento de água, basta enrolar um tubo de aço inoxidável com cerca de 20 mm de diâmetro em um pedaço de tubo de grande diâmetro. Primeiro, um suporte é soldado em um tubo grande, colocado em suportes e preso.

O tubo é bem preenchido com areia e fechado com tampões, depois inserido no suporte e o enrolamento começa. O tubo usado como gabarito precisa ser torcido, por isso exigirá o esforço de pelo menos duas pessoas. Terminado o enrolamento, a bobina é nivelada.

Dobrador de tubos manual para dobrar tubos de metal
Com esse dispositivo são dobrados tubos com diâmetro de até 2 cm, que são fixados à bancada por meio de uma placa (1) e um cubo. O rolo modelo (6) é fixado no eixo comum da placa e do cubo. O rolo móvel (2) é fixado por um suporte (4) com alça (3), o tubo é colocado entre os rolos de forma que sua extremidade encaixe na braçadeira (7). O suporte é girado em torno do modelo usando a alça até obter o ângulo de curvatura desejado.

Dobrar um tubo de aço inoxidável ou outro material em casa pode ser feito usando o dispositivo mais simples. É aconselhável utilizá-lo para pequenos volumes de trabalho.

Você pode construir uma dobradeira mecânica de tubos simples com suas próprias mãos, especialmente se tiver habilidades de soldagem e estiver familiarizado com uma máquina de solda:

Para a fabricação de primitivo dispositivo para dobrar tubos Você precisará de uma laje de concreto, pinos de metal e um martelo perfurador. A laje é dividida em células de 40 x 40 ou 50 x 50 mm. Usando um perfurador, furos são feitos nos cantos das células e pinos são inseridos neles.

O produto tubular é inserido entre os pinos e, aplicando força, é dobrado. A precisão com este método de dobra não é ideal, mas é suficiente para usar a peça em casa. Para dobrar com maior precisão, você pode usar um dispositivo feito na base de um macaco.

Máquina dobradeira de tubos hidráulicos
Para fazer uma dobradeira hidráulica, você precisa de um macaco que suporte uma carga de 5 toneladas, uma base forte e pinos. Os tubos são dobrados com sapatos.O tamanho desses elementos deve corresponder aos parâmetros do tubo dobrado

Para evitar a deformação do lúmen interno do tubo, são utilizados meios que neutralizam esse processo por dentro. A areia é mais frequentemente usada como limitadores internos. Nesse caso, um tampão é inserido em uma extremidade do tubo, a areia é despejada na outra e, em seguida, é tampado com um tampão. Em seguida, é realizada a flexão.

Às vezes, o limitador é uma mola feita especialmente para esse fim. Para o enrolamento utiliza-se fio com diâmetro de 1 a 4 mm. A mola deve caber livremente no tubo no ponto de curvatura; uma parte do fio fica do lado de fora.

O sistema hidráulico de ferramentas manuais, máquinas portáteis e estacionárias facilita significativamente o processo de dobra e acelera o processo de deformação dos tubos:

Após a conclusão da dobra, a mola é removida puxando o fio. Ao trabalhar com um tubo de seção quadrada, seleciona-se um fio com a mesma seção para fazer uma mola.

Um feixe de arame composto por segmentos separados, que são empurrados para dentro, um de cada vez, até o ponto de futura dobra, também é adequado para esse propósito. Após a conclusão da operação, os segmentos também são removidos um por um. Você pode dobrar manualmente um tubo de aço inoxidável com seção transversal de até 4 cm e espessura de parede de 0,3 cm.

Esquema de dobra de tubos de aço inoxidável por laminação
Métodos comuns de dobra manual de tubos: com laminação, por enrolamento, em dois suportes, por dobra com estiramento. O último método é usado para materiais de tubos de paredes finas estirados sem costura. Desta forma, tubos curtos são dobrados em um pequeno ângulo.

Para trabalhar com grandes diâmetros é necessário equipamento profissional. Existem dobradeiras de tubos equipadas com mandril. Este elemento estrutural é uma haste de metal comum.

Equipamento para dobrar tubos em produção
As máquinas dobradeiras de tubos podem dobrar tubos com diferentes geometrias e tamanhos de seção transversal.Este é um equipamento universal, porque... É possível dobrar produtos dos mais diversos diâmetros e de diversos materiais, desde aço carbono até tubos de metais não ferrosos. As máquinas mais complexas são controladas eletronicamente

Antes de iniciar o processo de dobra, ele é colocado em seu interior para evitar a deformação das paredes do tubo. Os mandris incluídos no kit possuem seções diferentes, para que você possa escolher o que precisa para um diâmetro específico de tubos.

Alteração da configuração de tubos feitos de metais não ferrosos

Os metais não ferrosos têm uma propriedade muito útil - alta ductilidade. No entanto, eles não são fortes o suficiente. Durante o processo de flexão, como resultado da aplicação de forças de compressão e tensão, o tubo pode colapsar ou romper. Para evitar que isso aconteça, você deve seguir rigorosamente a tecnologia.

Como dobrar tubos de cobre e latão?

Os métodos a quente e a frio são usados ​​para dobrar tubos de cobre e latão. Ao escolher o primeiro, a areia é escolhida como enchimento interno e a colofónia derretida como segundo enchimento. A tecnologia de dobra é a mesma dos tubos de aço.

Os produtos tubulares feitos de cobre e latão são submetidos a recozimento e posterior resfriamento antes da dobra a frio. A faixa de temperatura para ambos os materiais é a mesma - de 600 a 700⁰С. A diferença está no meio de resfriamento - o cobre é colocado na água e o latão é resfriado no ar.

Assim que o processo for concluído, a colofónia é removida por fundição. Para evitar a ruptura do tubo, o processo nunca deve ser iniciado pelo meio do tubo, apenas pelas extremidades. Tanto ferramentas simples quanto equipamentos de máquinas complexos são usados ​​como dispositivos de dobra.

Os dobradores manuais de tubos funcionam devido aos esforços físicos humanos, enquanto os hidráulicos reduzem esses esforços ao mínimo. Ambos estão equipados com bicos intercambiáveis ​​para permitir selecionar o diâmetro desejado.

Tabela com raios de curvatura mínimos
O raio mínimo para dobrar tubos de cobre e latão é regulamentado pelo GOST 617-90 e GOST 494-90, respectivamente. Os especialistas não recomendam o uso deste raio, a menos que seja absolutamente necessário. É sempre melhor usar um valor maior

É muito mais fácil trabalhar com tubos de cobre e latão do que com tubos de aço, mas a deformação do metal durante a flexão ocorre de acordo com as mesmas leis da física. Na seção de flexão, a superfície externa sofre tensão, como resultado as paredes se tornam mais finas.

Dentro do tubo ocorrem processos inversos - a parede encolhe e fica mais espessa. Existe o risco de a secção redonda se transformar em oval e reduzir o diâmetro nominal, pelo que a dobragem não deve ser iniciada sem tomar medidas para prevenir estes fenómenos.

Dobragem de tubos de alumínio

Métodos básicos dobramento de tubos de alumínio o mesmo que latão ou cobre:

  • empurrar entre rolos;
  • rolando;
  • reversão;
  • pressão.

Antes de tomar uma decisão sobre como e de que forma dobrar tubos de alumínio, você precisa se familiarizar com cada um deles. O primeiro método é utilizado para tubos de paredes finas com diâmetro máximo de 10 cm, quando é necessário obter uma dobra suave com baixos requisitos de precisão. O raio mínimo é estritamente regulamentado aqui. Seu tamanho é de 5 a 6 diâmetros de tubo.

A curvatura da seção é determinada pela posição do rolo de deflexão. Os elementos decorativos de interiores são geralmente feitos desta forma. O segundo método é dobrar materiais de tubos de grande diâmetro, para os quais são usados ​​​​dobradores de tubos de 3 rolos.O tubo é puxado entre rolos de acionamento, cuja orientação determina o raio de curvatura.

Máquina dobradeira de tubos de alumínio e cobre
A foto mostra um dobrador de tubos elétrico estacionário de 3 rolos, mas também existem modelos móveis manuais do equipamento. Nele, a peça se move através de rolos e é dobrada em um determinado ângulo ao longo de todo o seu comprimento. Em tal máquina, você pode alterar a configuração do tubo dobrando-o em um anel, uma espiral ou fazendo um arco de grande raio

A precisão deste método é ainda menor que a do anterior, mas a peça pode ser dobrada novamente e o processo repetido até que a geometria desejada seja alcançada.

A dobra de tubos de alumínio de paredes finas pode ser feita manualmente com preparação adequada:

O método de laminação não prevê a presença de filler interno, portanto não é utilizado para obter raios pequenos.Ao escolher este método, não será possível cumprir os rígidos requisitos relativos à ovalização da seção na dobra.

Para deformar um tubo de alumínio por pressão, são utilizadas prensas com carimbos instalados sobre eles com uma matriz do formato desejado. A geometria dada é obtida como resultado da influência da pressão exercida do exterior.

Em alguns casos, a pressão pode ser interna, quando o tubo é colocado em um molde e é fornecido líquido em seu interior com pressão suficiente para pressioná-lo contra as paredes.

Não é fácil dobrar tubos de duralumínio, porque... Este material é bastante duro e elástico. Para facilitar o processo, eles são queimados imediatamente antes da dobra a uma temperatura de 350 a 400⁰C, depois aguardam até que os tubos esfriem naturalmente ao ar.

Métodos para dobrar tubos de grande diâmetro

Métodos que surgiram recentemente são dobrar tubos usando correntes industriais e de alta frequência e dobrar com tensão. No primeiro caso, é utilizada uma instalação de alta frequência de alto desempenho, na qual um tubo com diâmetro de 95 a 300 mm é aquecido, dobrado e resfriado.

É composto por duas partes - uma mecânica em forma de dobradeira e outra elétrica, que inclui uma parte elétrica e uma instalação de alta frequência.

O tubo é deformado apenas na área aquecida localizada na zona do indutor. A geometria muda para um determinado tamanho sob a influência de um rolo defletor. Usando este método, você pode obter uma dobra com um pequeno raio de curvatura.

A dobra pelo segundo método é realizada em máquinas de dobrar e esticar, que incluem uma mesa rotativa. O tubo está sujeito a grandes forças de tração e flexão. É assim que são obtidas curvas acentuadamente curvas com uma espessura de parede constante ao longo de toda a circunferência.

O método é usado para dobrar tubos de grande diâmetro usados ​​nas indústrias de aviação, automotiva e de construção naval, onde há altas demandas no duto. A vantagem é a capacidade de dobrar tubos com parede de 2 a 4 mm em 180⁰.

Características de flexão de perfil

Os produtos de tubos perfilados têm uma aparência mais estética do que seus equivalentes redondos, razão pela qual são frequentemente encontrados em estruturas domésticas. Ao dobrar, uma força de compressão atua sobre ele por dentro e uma força de tração por fora. Você deve selecionar cuidadosamente o método de dobra antes de iniciar esta operação.

A linha de perfis inclui tubos com seção transversal quadrada, oval ou retangular.

Existem várias nuances e você não deve esquecê-las ao fazer tubos de perfil flexível em casa sem equipamento especial:

  1. O comprimento ideal da seção de flexão para tubos corrugados com paredes finas e seção transversal de até 2 cm é a altura do tubo multiplicada por 2,5.
  2. Para tubos de paredes espessas, o comprimento da zona de flexão é determinado multiplicando a seção transversal por três. Caso contrário, a fissuração do material por fora ou a deformação por dentro não podem ser evitadas.
  3. O valor mínimo do raio de curvatura é a seção de flexão multiplicada por 2,5.

Sem levar em conta esses requisitos, não dá nem para esperar um bom resultado. Os métodos de dobra não diferem daqueles utilizados no trabalho com produtos de seção redonda. Além disso, você pode usar o método de dobra manual com cortes transversais, que são feitos nos três lados do tubo.

O comprimento dos cortes e seu número são determinados por cálculos. Digamos que haja um tubo de 40 x 90 mm. Você precisa realizar uma volta completa, ou seja, dobre ao longo da parede 40 mm em um ângulo de 180⁰ com um raio de 150 mm. Primeiro, calcule o comprimento do semicírculo com base no raio externo:

L = (2π r: 2 = 2x 3,14 x 190): 2 = 596,6 mm

Para o raio interno, os cálculos são os mesmos:

Lin. = (2 x 3,14 x 150): 2 = 471 mm.

A soma dos comprimentos de corte no raio interno é determinada pela fórmula: Lout = L – Lin = 596,6 – 471 = 126 mm.

Aqueles que querem fazer isso sozinhos dobrador de tubos manual ou máquina de dobra de tubo de perfil Faça você mesmo, nos artigos que oferecemos, você encontrará muitas informações úteis, diagramas e recomendações úteis.

Se levarmos em conta que uma retificadora pode fazer um corte de 5 mm de largura, então em um plano de dobra de 126 mm de comprimento você obterá 25 fendas, após as quais o tubo é dobrado até que as bordas dos recortes se toquem. As ranhuras são soldadas e as costuras limpas.

Tubo perfilado dobrado
Os dobradores de tubos convencionais não são adequados para dobrar tubos perfilados. Existem dobradeiras de tubos especiais para essa finalidade, mas mesmo com esse equipamento é quase impossível obter um ângulo reto. É mais fácil usar o método de soldagem ou usar acessórios

Existe outra forma de dobrar tubos perfilados e redondos, mas só pode ser usada no inverno. Para isso, insira os tampões nas pontas do tubo, despeje água dentro e espere até endurecer. O tubo é dobrado, controlando o processo com um gabarito, em seguida os bujões são retirados e o líquido é retirado.

Útil: Como fazer um gazebo a partir de um tubo perfilado com suas próprias mãos.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo nº 1. Como dobrar um tubo usando meios improvisados, você aprenderá neste vídeo:

Vídeo nº 2. Como dobrar um tubo de qualquer seção transversal em um círculo:

Vídeo nº 3. Um dobrador de tubos caseiro é algo necessário em casa:

Ao realizar reparos ou construir uma casa, muitas vezes surge a necessidade de dobrar um tubo - redondo ou perfilado. Se o volume for pequeno, você mesmo pode fazer. A dobra em massa de produtos tubulares só é possível com equipamento especial.

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Comentários dos visitantes
  1. Artem

    Ótimo artigo :)

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