Dobrando tubos de aço inoxidável: um guia para iniciantes

I. Fundamentos de dobra de tubos de aço inoxidável

Propriedades dos materiais

A tubulação de aço inoxidável é amplamente utilizada para diversas aplicações devido à sua resistência à corrosão, forçae apelo estético. As propriedades do material do aço inoxidável variam dependendo de fatores como composição da liga e tratamento térmico. É crucial compreender essas propriedades para garantir processos de dobra bem-sucedidos.

• Notas: Os tipos comuns de aço inoxidável usados ​​para tubos incluem 304, 316 e 409. Esses tipos têm propriedades mecânicas diferentes, que afetam o processo de dobra.
• Dureza: A dureza do aço inoxidável influencia a força necessária para flexão e o potencial de fissuração. O aço inoxidável recozido é mais macio e, portanto, mais fácil de dobrar.
• Ductilidade: Ductilidade refere-se à capacidade do material de se deformar sem quebrar. Maior ductilidade leva a processos de dobra mais suaves e menos defeitos.

Técnicas de Dobra

Várias técnicas de dobra podem ser empregadas para moldar tubos de aço inoxidável, cada uma com suas próprias vantagens e limitações. Aqui estão alguns métodos comuns:

1. Dobragem de mandril: Esta técnica utiliza um mandril (uma haste sólida) inserido no tubo para manter sua forma durante a flexão. Isso evita que o tubo fique achatado, enrugado ou colapsado. A dobra de mandril é ideal para produzir curvas com raios estreitos e é popular para aplicações automotivas e industriais.
2. Dobragem de rolo: A dobra por rolo, também conhecida como dobra em pirâmide, usa três rolos para aplicar pressão na tubulação, criando uma dobra suave. Este método é adequado para curvas de grandes raios e pode acomodar vários formatos de tubos, como tubos quadrados e retangulares.
3. Dobra de imprensa: Na dobra por prensa, uma matriz e um punção aplicam força ao tubo, fazendo com que ele dobre em torno de um raio da matriz. Embora este método seja relativamente simples e econômico, ele pode não produzir dobras exatas ou precisas em comparação com outras técnicas.
4. Dobra por indução de calor: A dobra por indução de calor envolve o aquecimento da área do tubo a ser dobrado usando uma bobina de indução. Uma vez atingida a temperatura desejada, o tubo é dobrado usando uma matriz de dobra. A aplicação controlada de calor permite melhor controle na flexão e minimização da distorção.

Ao selecionar uma técnica de dobra, fatores como raio de dobra desejado, propriedades do material e aplicação devem ser considerados. Cada método tem suas vantagens e desvantagens, e o emprego da técnica mais adequada resultará na dobra bem-sucedida de tubos de aço inoxidável.

II. Equipamentos e Ferramentas para Dobra

Ao dobrar tubos de aço inoxidável, é essencial utilizar equipamentos e ferramentas adequados. Esta seção descreverá brevemente dois tipos de dobradores de tubos: manuais e hidráulicos, sem qualquer conclusão ou resumo.

Dobradores de tubos manuais

Os dobradores manuais de tubos são uma escolha popular para quem exige precisão e preço acessível. Esses dispositivos operados manualmente funcionam exercendo força sobre o tubo e moldando-o na curva desejada. Algumas características dos dobradores manuais de tubos incluem:

• Fácil de usar: A maioria dos dobradores manuais de tubos não requer treinamento especializado.
• Portabilidade: Eles são leves e podem ser transportados facilmente para diferentes locais de trabalho.
• Acessibilidade: Em comparação com os dobradores de tubos hidráulicos, as opções manuais são geralmente mais econômicas.

No entanto, os dobradores manuais de tubos podem não ser adequados para tubos de diâmetro maior ou de paredes mais espessas, pois requerem considerável resistência física para operar.

Dobradores de tubos hidráulicos

Os dobradores de tubos hidráulicos usam fluido hidráulico e pressão para dobrar tubos de aço inoxidável, tornando o processo mais eficiente e menos trabalhoso. Algumas vantagens dos dobradores de tubos hidráulicos incluem:

• Poder: Eles podem lidar com tubos de diâmetro maior e paredes espessas com facilidade.
• Ao controle: Muitos dobradores de tubos hidráulicos oferecem controle preciso sobre ângulos e raios de curvatura.
• Velocidade: Ao usar a força hidráulica, essas dobradeiras podem concluir o processo de dobra mais rapidamente do que as alternativas manuais.

Por outro lado, os dobradores de tubos hidráulicos podem ser mais caros e exigir manutenção regular para garantir níveis adequados de fluido hidráulico e operação suave.

Usar equipamentos e ferramentas apropriados para dobrar tubos de aço inoxidável é crucial para obter resultados precisos e consistentes. Os dobradores de tubos manuais e hidráulicos têm suas respectivas vantagens e limitações, e a escolha dependerá, em última análise, de fatores como orçamento, tipo específico de tubulação e requisitos do projeto.

III. O que deve ser prestado atenção ao dobrar tubos de aço inoxidável?

A tubulação industrial de aço inoxidável é amplamente utilizada em vários sistemas de drenagem de fluidos devido à sua boa resistência à corrosão, tornando-a uma escolha popular em ambientes com altos níveis de corrosão.

Porém, ao dobrar a tubulação de aço inoxidável para uso de líquidos corrosivos, é importante considerar o raio de curvatura.

Dobrar tubos de aço inoxidável é uma forma de processamento comum na indústria, mas não é tão simples quanto pode parecer. Requer estudo cuidadoso e experiência, pois diferentes modelos de tubos de aço inoxidável apresentam diferentes níveis de ductilidade e dureza, sendo alguns mais propensos ao estiramento e outros à fissuração.

1. Ductilidade reduzida

Para evitar fissuras durante a dobra, pode ser necessário usar um raio de curvatura maior ao dobrar na direção da dobra. Ao dobrar na direção transversal, a ductilidade reduzida pode permitir uma dobra interna mais apertada sem danificar a superfície externa da dobra.

2. Material de aquecimento local

Ao dobrar materiais grossos, pode ser necessário pré-aquecer o material antes de dobrar para facilitar o processo e reduzir a quantidade de força necessária.

3. Tratamento de recuperação

A tubulação de aço inoxidável sofrerá retorno elástico quando for liberada da força de flexão. O retorno elástico é o resultado da liberação de deformação elástica, que está diretamente relacionada à resistência ao escoamento do material. Para atingir o ângulo de curvatura desejado, pode ser necessário um ângulo maior, especialmente para tubos de aço inoxidável com alta resistência ao escoamento.

A folga angular necessária aumenta com o aumento do raio e, com um raio grande, a quantidade de retorno elástico pode ser significativa. Se o material dobrado for rígido, pode ser necessário tratamento térmico.

No entanto, em alguns casos, o método de dobra a quente pode atingir apenas temporariamente o ângulo e o raio de curvatura desejados. Depois que o material esfria, ele pode sofrer um ligeiro retorno elástico.

4. Tubo de aço inoxidável termoformado

A conformação a quente de tubos de aço inoxidável elimina o endurecimento por deformação, rachaduras e deformação e altera sua estrutura molecular através de altas temperaturas.

Em comparação com a conformação a frio, é mais fácil manusear tubos de aço inoxidável formados a quente com uma dobradeira. No entanto, existem limitações para a conformação a quente, pois o aquecimento do tubo de aço inoxidável próximo ao seu ponto de fusão pode causar sua quebra.

A alta temperatura também pode levar à oxidação e descarbonetação da superfície, o que pode causar diversos problemas ao produto. Este método é geralmente usado com cautela ao dobrar tubos de aço inoxidável.

5. Raio de curvatura interno

Para tubos industriais de aço inoxidável, é necessário determinar o valor do raio de curvatura interno. O raio de flexão longitudinal deve ser maior que o da flexão transversal. A dureza e a espessura da tubulação industrial de aço inoxidável determinam o raio de curvatura necessário.

Para determinar o raio de curvatura, existe uma técnica que subtrai 50% da taxa de estiramento do material fornecida pelo fornecedor.

4. Processo de dobra de tubo redondo de aço inoxidável 304

O tubo redondo de aço inoxidável 304 é um tubo redondo oco de aço inoxidável que é amplamente utilizado em várias aplicações de decoração de edifícios, como cercas, corrimãos de escadas e portas de pátio.

O processo de dobra deve ser suave, preciso em termos de ângulo e livre de rachaduras.

A seguir, explicarei a tecnologia de dobra para tubos redondos de aço inoxidável 304.

1. Método de dobra de tubo redondo

1. Método de dobra a quente:

Primeiro, na preparação para dobrar o tubo redondo de aço inoxidável 304, prenda os rolos do carro em arco em uma placa de ferro com base no diâmetro externo do tubo. Encha o tubo com areia e tampe ambas as extremidades com tampões de madeira. Em seguida, pré-aqueça com uma chama o trecho do tubo que será dobrado.

2. Método de dobra a frio:

Antes de usar a dobradeira de tubos, é importante testar minuciosamente a máquina. Para evitar fissuras, deve haver um vão igual à espessura da placa na parte inferior e deve ser selecionado um entalhe de dobra com profundidade de 8 vezes a espessura da placa.

Veja também:

• Os 16 principais fabricantes de máquinas dobradeiras de tubos e tubos

2. Dificuldades técnicas

1. Durante a usinagem, o atrito entre a peça de trabalho e a ferramenta gerará alto calor e a ferramenta é fácil de usar.

Portanto, os requisitos para materiais de ferramentas são mais rígidos, exigindo resistência ao desgaste e resistência a altas temperaturas.

E deve atender aos requisitos de arestas vivas.

2. O processo de dobra é lento e requer uma grande força, levando a uma baixa eficiência de produção.

Além disso, devido à alta capacidade de aquecimento, o cloreto de enxofre é geralmente usado como um bom óleo refrigerante e o efeito é melhor.

Portanto, é importante que os trabalhadores que processam tubos redondos de aço inoxidável 304 tenham um bom nível de experiência e habilidade técnica.

3. Precauções

1. Dobrar:

Os requisitos gerais para o raio de curvatura (R) do tubo redondo de aço inoxidável 304 são que ele deve ter pelo menos 1,5 a 2 vezes o diâmetro.

Se o raio de curvatura (R) for muito pequeno, a dobra será plana.

O raio de curvatura (R) do mesmo tubo de aço inoxidável deve ser consistente para atender à consistência da matriz da roda.

O comprimento da borda reta da dobra deve ser pelo menos 2 vezes o diâmetro, caso contrário a matriz da dobra não pode ser fixada suavemente.

2. Orifício do processo:

Os furos do processo devem ser reservados para soldas de tubos redondos de aço inoxidável 304 para melhor descarregar a escória de soldagem gerada durante a soldagem.

3. Desempenho de processamento:

Primeiro, considere a usinabilidade de tubos redondos de aço inoxidável 304.

O aço inoxidável tem alta plasticidade, tenacidade, corte no consumo de energia, temperatura de corte, baixa condutividade térmica, baixa dissipação de calor e pode facilmente causar aumento da temperatura da ferramenta.

Esses fatores podem afetar a ligação e soldabilidade do aço inoxidável e causar bloqueios durante o processo de corte, levando à redução do acabamento superficial dos tubos de aço inoxidável.

V. Qualidade e inspeção de dobra

Raio de curvatura

O raio de curvatura é um aspecto essencial da qualidade da tubulação de aço inoxidável. É a medida da curvatura da curvatura do tubo. O raio mínimo de curvatura é determinado pelo diâmetro do tubo, espessura da parede e propriedades do material. A seleção de um raio de curvatura apropriado é crucial para evitar deformações, rachaduras e enfraquecimento da tubulação durante o processo de curvatura.

• Relação diâmetro/raio: Uma diretriz comum para o raio de curvatura é manter uma proporção entre diâmetro e raio de 2:1 ou superior. Uma proporção menor pode aumentar o risco de deformação ou danos ao tubo.
• Propriedades dos materiais: As classes de aço inoxidável possuem várias propriedades mecânicas que afetam sua capacidade de serem dobradas sem deformação. Fatores como dureza, resistência à tração e alongamento podem influenciar a recomendação do raio mínimo de curvatura.

Primavera de volta

Springback é o fenômeno no qual um tubo dobrado tenta retornar à sua forma original após ser liberado das forças de flexão. Isto pode levar a alterações indesejadas no ângulo e raio da dobra final, afetando negativamente a qualidade geral da dobra. Inspeção e medição adequadas são necessárias para garantir que a dobra atenda às especificações desejadas.

• Processo de dobra: Os fatores que podem impactar o retorno elástico incluem o tipo de processo de dobra empregado (como tração rotativa, compressão ou laminação), a velocidade de dobra e as propriedades do material do tubo.
• Medidas corretivas: Para compensar o retorno elástico, dobrar demais o tubo em um ângulo ligeiramente mais alto pode ajudar a alcançar o ângulo de curvatura final desejado. Este método requer cálculos cuidadosos e controle preciso durante o processo de dobra.

Ao inspecionar a qualidade da curvatura em tubos de aço inoxidável, é vital garantir que tanto o raio de curvatura quanto o retorno elástico atendam aos padrões exigidos. Empregar as técnicas de dobra apropriadas e levar em conta as propriedades do material pode ajudar a obter dobras precisas, consistentes e de alta qualidade em tubos de aço inoxidável.

VI. Solução de problemas e solução de problemas

Problemas comuns de flexão

Ao dobrar tubos de aço inoxidável, é fundamental identificar quaisquer problemas que possam afetar o produto final. Alguns problemas comuns de flexão incluem:

• Torcendo: Isso ocorre quando a tubulação entra em colapso ou dobra no ponto de dobra. Geralmente é causado por configuração inadequada do ferramental e pode levar a vazamentos ou falhas no produto final.
• Ovalidade: Isso acontece quando o tubo perde seu perfil redondo e se torna oval durante a flexão. Pode resultar de ferramentas inadequadas ou força excessiva durante o processo de dobra.
• Enrugamento: Isto é caracterizado por pequenas dobras ou ondas formadas ao longo da superfície interna de um raio de curvatura. Geralmente é causado por força excessiva ou suporte insuficiente durante a flexão.
• Primavera de volta: Isso ocorre quando o tubo dobrado retorna ao seu formato original, fazendo com que o ângulo de curvatura seja menor do que o pretendido. É uma característica natural dos materiais, principalmente daqueles com alto nível de elasticidade como o aço inoxidável.

Medidas corretivas

Para garantir longevidade, confiabilidade e funcionamento adequado de tubos dobrados de aço inoxidável, as seguintes medidas corretivas podem ser implementadas:

• Ferramentas adequadas: Use as ferramentas corretas específicas para o material, espessura e raio da tubulação. Utilize matrizes e mandris adequados para evitar problemas de deformação.
• Suporte adequado: Forneça suporte suficiente durante a flexão para evitar força excessiva no material da tubulação. Utilize limpadores, blocos de suporte e outros dispositivos para evitar colapso ou distorção da tubulação.
• Pressão consistente: A pressão consistente e a força controlada durante o processo de dobra ajudarão a manter a forma e o formato do tubo. Evite aplicar muita ou pouca pressão, pois isso pode resultar em dobras ou enrugamentos.
• Otimize as configurações de dobra: Ajuste as configurações da máquina de dobra. Ajuste a pressão, a velocidade e outros fatores para atingir o raio de curvatura desejado sem comprometer a integridade da tubulação.

Ao implementar essas medidas corretivas, é possível mitigar problemas comuns de flexão e manter a qualidade desejada em produtos de tubos de aço inoxidável.

VII. Padrões e Diretrizes de Dobra

Códigos da Indústria

Existem vários códigos e padrões da indústria que se aplicam à dobra de tubos de aço inoxidável. Esses códigos garantem que os processos de dobra alcancem resultados precisos e confiáveis. Alguns códigos e padrões proeminentes da indústria incluem:

• ASME B31.1: Esta norma cobre os requisitos para tubulação de energia, que inclui a dobra de tubulação de aço inoxidável.
• ASME B31.3: Esta norma se concentra em tubulações de processo, que também inclui a dobra de tubulações de aço inoxidável.

A adesão a esses códigos e padrões da indústria garante que a tubulação dobrada de aço inoxidável atenderá às especificações estruturais e de desempenho exigidas.

Especificações de materiais

Ao dobrar tubos de aço inoxidável, é crucial considerar as especificações do material que afetarão o produto final. Algumas das especificações essenciais do material incluem:

• Grau de aço inoxidável: A classe determinará as propriedades do material, como resistência à corrosão e ductilidade. As classes comuns usadas para dobrar tubos de aço inoxidável são 304, 316 e 321.
• Dimensões da tubulação: O diâmetro externo e a espessura da parede do tubo desempenham um papel crítico na determinação do raio de curvatura necessário e no sucesso geral do processo de curvatura. Normalmente, espessuras de parede mais altas requerem raios de curvatura maiores para obter resultados ideais.

A seleção das especificações de material apropriadas para a tubulação de aço inoxidável é essencial para alcançar o desempenho e as características estruturais desejadas no produto final dobrado.