Основной операцией по изготовлению криволинейного участка трубопровода является гибка. Технология гибки труб относительно проста и хорошо поддаётся автоматизации. В настоящее время у многих предприятий есть тенденция не внедрять новые производственные линии, а получать готовые комплекты трубопроводов от специализированных предприятий. Такая практика полностью оправдана и позволяет концентрировать усилия непосредственно на профильном бизнесе. Гнутая труба востребована в коммунальном хозяйстве, нефтяной и газовой промышленности, в отраслях общего и специального машиностроения.
При сгибе трубы возникают явления, обусловленные радиальными и тангенциальными силами, действующими на стенку металла. Такие явления снижают прочность трубы и несут угрозу для последующей эксплуатации данного участка трубопровода. К таким дефектам относят сплющивание (деформацию профиля), излом, возникновение гофрированной поверхности, чрезмерное утончение стенки.
При сгибании всегда имеет место следующий процесс: внешняя сторона трубы растягивается, а внутренняя, наоборот – утолщается под действием сжимающего напряжения. Если не принимать во внимание материал, толщину стенки и другие характеристики, то качество сгиба трубы зависит от радиуса сгиба (R), который определяется диаметром (D). И если при R>3D, качество сгиба может считаться удовлетворительным, а при R<2D начинают проявляться указанные выше дефекты. Чем тоньше труба, тем сильнее они проявляются, и часто возникает ситуация, когда сгибание тонкостенной трубы традиционным способом невозможно.
Технология гиба трубы определяется после определения параметров материала, геометрии, требований по радиусу сгиба, точности и показателям надёжности.
Основные методы по предотвращению дефектов гибки труб:
При разработке технологии сгибания трубы анализируются дефекты различного вида, а принятые меры могут значительно улучшить качество. Следует уделять внимание качеству труб – анизотропные характеристики должны быть распределены по материалу равномерно, чтобы обеспечить предсказуемость расчёта и моделирования.
Все методы гибки выполняются холодным или горячим способом. Гибка труб на малые радиусы чаще всего выполняется горячим способом. Нагрев места сгиба осуществляется с помощью узкозонального нагрева кольцевым индуктором током высокой частоты (ТВЧ). Горячий метод даёт минимальные напряжения стенок трубы в месте сгиба, что позволяет снизить брак и создавать крупногабаритные изделия сложной формы.
Недостатком горячего способа сгибания является его длительность и необходимость последующей механической и термической обработки для обеспечения заданных характеристик. Существенным недостатком горячей гибки является стоимость оборудования и его энергоёмкость.
Холодная гибка, при создании определённых условий, может обеспечивать высокую точность и качество поверхности. Так как цена холодной гибки невысока, совершенствование метода представляет собой актуальную научно-техническую задачу.
При холодном способе проще стабилизировать силу противодействия внешнему давлению, наполнив трубу изнутри дорном – песком, пружиной или металлическим прутком. Дорновая гибка позволяет выполнять сложные сгибы даже в холодном состоянии. Современный дорн – это оснастка, представляющая собой гибкий металлический пруток, который способен принимать форму внутренней поверхности изогнутой трубы. После сгиба дорн извлекается из трубы и его можно использовать вторично. Дорны могут быть и цельными, имеющими плоский, классический или скруглённый нос.
Вероятно, в ближайшее время не будет «прорывных» технологий для гибки труб, но направление активно развивается в сторону удешевления конечной продукции. Производители всё чаще выпускают оборудование с дополнительными устройствами для резки, пробивки, контроля размеров и снижения эффекта пружинения трубы в одном рабочем цикле.
Актуальными задачами является роботизация загрузки-выгрузки и создание линий потокового производства, где технологический процесс гибки совмещается с формовкой, установкой дополнительных элементов или изменением геометрии изделия. Современные станки умеют задавать направление изгиба в любую сторону с помощью позиционирования головки, а не традиционной оснастки под радиус гиба.
Существует тенденция замены станков с ТВЧ на крупногабаритные сервоэлектрические станки большой мощности.
Активнее всего развивается моделирование и симуляция гибочного процесса. Параметрическое задание 3D модели детали позволяет определить возможность её изготовления с учётом множества факторов – таких, как упругости, изменения заготовки с учётом удлинения трубы в месте гиба, марки металла, температуры и т.п. При этом система позволяет моделировать в трёх и пяти координатных осях, автоматически формируя гиб трубы на заданный угол, выдвижение и поворот, добавляя выбор инструментов для обеспечения требуемой задачи. Моделирование отражает возможности станка и его производительность, дополняет процесс перечнем возникающих дефектов и предоставляя оператору каталог исправлений дефектов.
Наше предприятие оказывает услуги холодной и горячей гибки труб и профилей на оборудовании с ЧПУ. Работаем со сталью, нержавейкой, алюминием, медью, латунью и различными сплавами.
Возможности оборудования позволяют гнуть круглые и профильные (прямоугольные, квадратные, овальные, плоскоовальные) трубы, прутки и арматуру разного сечения, профили сложного сечения. Работаем с профильным прокатом – гнём уголки, тавр, двутавр, швеллер и другие изделия.
Специалисты компании изготавливают детали по чертежам, эскизам, а так же образцам, с выдачей заказчику чертежа изделия. Выполняем гибку единичных экземпляров, серийных и мелкосерийных партий труб и профилей, с высокой точностью и повторяемостью – в соответствии с документацией.
