Doblado de tubos de acero inoxidable: una guía para principiantes

I. Conceptos básicos del doblado de tubos de acero inoxidable

Propiedades materiales

Las tuberías de acero inoxidable se utilizan ampliamente para diversas aplicaciones debido a su resistencia a la corrosión , solidez y atractivo estético . Las propiedades del material del acero inoxidable varían dependiendo de factores como la composición de la aleación y el tratamiento térmico. Es fundamental comprender estas propiedades para garantizar procesos de doblado exitosos.

  • Notas : Los tipos comunes de acero inoxidable utilizados para tuberías incluyen 304, 316 y 409. Estos tipos tienen diferentes propiedades mecánicas que afectan el proceso de curvado.
  • Dureza : La dureza del acero inoxidable influye en la fuerza necesaria para doblarse y la posibilidad de agrietamiento. El acero inoxidable recocido es más blando y, por tanto, más fácil de doblar.
  • Ductilidad : La ductilidad se refiere a la capacidad que tiene el material de deformarse sin romperse. Una mayor ductilidad conduce a procesos de flexión más suaves y a menos defectos.

Técnicas de flexión

Se pueden emplear varias técnicas de doblado para dar forma a tubos de acero inoxidable, cada una con sus propias ventajas y limitaciones. A continuación se muestran algunos métodos comunes:

  1. Doblado con mandril : esta técnica utiliza un mandril (una varilla sólida) insertado en el tubo para mantener su forma durante el doblado. Esto evita que el tubo se aplane, se arrugue o se colapse. El doblado por mandril es ideal para producir curvas con radios estrechos y es popular para aplicaciones industriales y automotrices.
  2. Doblado con rodillos : El doblado con rodillos, también conocido como doblado piramidal, utiliza tres rodillos para aplicar presión al tubo, creando una curva suave. Este método es adecuado para curvaturas de gran radio y puede adaptarse a varias formas de tubos, como tubos cuadrados y rectangulares.
  3. Doblado en prensa : En el doblado en prensa, un troquel y un punzón aplican fuerza al tubo, lo que hace que se doble alrededor de un radio del troquel. Aunque este método es relativamente simple y económico, es posible que no produzca curvaturas exactas o precisas en comparación con otras técnicas.
  4. Doblado por inducción de calor : El doblado por inducción de calor implica calentar el área de la tubería que se va a doblar mediante una bobina de inducción. Una vez alcanzada la temperatura deseada, el tubo se dobla utilizando una matriz curvadora. La aplicación controlada de calor permite un mejor control de la flexión y una distorsión minimizada.

Al seleccionar una técnica de plegado, se deben considerar factores como el radio de plegado deseado, las propiedades del material y la aplicación. Cada método tiene sus ventajas y desventajas, y emplear la técnica más adecuada dará como resultado el doblado exitoso de tuberías de acero inoxidable.

II. Equipos y herramientas de doblado

Al doblar tubos de acero inoxidable, es fundamental utilizar equipos y herramientas adecuados. Esta sección describirá brevemente dos tipos de dobladoras de tubos: manuales e hidráulicas, sin ninguna conclusión ni resumen.

Dobladora de tubos manual

Las dobladoras de tubos manuales son una opción popular para quienes exigen precisión y asequibilidad. Estos dispositivos operados manualmente funcionan ejerciendo fuerza sobre la tubería y dándole la forma de la curva deseada. Algunas características de las dobladoras de tubos manuales incluyen:

  • Fácil de usar: la mayoría de dobladoras de tubos manuales no requieren formación especializada.
  • Portabilidad: Son livianos y pueden transportarse fácilmente a diferentes lugares de trabajo.
  • Asequibilidad: en comparación con las dobladoras de tubos hidráulicas, las opciones manuales son generalmente más económicas.

Sin embargo, las dobladoras de tubos manuales pueden no ser adecuadas para tubos de mayor diámetro o paredes más gruesas, ya que requieren una fuerza física considerable para funcionar.

Dobladoras de tubos hidráulicas

Las dobladoras de tubos hidráulicas utilizan fluido hidráulico y presión para doblar tubos de acero inoxidable, lo que hace que el proceso sea más eficiente y requiera menos mano de obra. Algunas ventajas de las dobladoras de tubos hidráulicas incluyen:

  • Potencia: Pueden manejar tuberías de mayor diámetro y paredes gruesas con facilidad.
  • Control: muchas dobladoras de tubos hidráulicas ofrecen un control preciso sobre los ángulos y los radios de curvatura.
  • Velocidad: Al utilizar energía hidráulica, estas plegadoras pueden completar el proceso de doblado más rápido que las alternativas manuales.

Por otro lado, las dobladoras de tubos hidráulicas pueden ser más costosas y requerir un mantenimiento regular para garantizar niveles adecuados de fluido hidráulico y un funcionamiento sin problemas.

El uso de equipos y herramientas adecuados para doblar tuberías de acero inoxidable es fundamental para lograr resultados precisos y consistentes. Las dobladoras de tubos manuales e hidráulicas tienen sus respectivas ventajas y limitaciones y, en última instancia, la elección dependerá de factores como el presupuesto, el tipo específico de tubería y los requisitos del proyecto.

III. ¿A qué se debe prestar atención al doblar tubos de acero inoxidable?

Las tuberías industriales de acero inoxidable se utilizan ampliamente en diversos sistemas de drenaje de fluidos debido a su buena resistencia a la corrosión, lo que las convierte en una opción popular en entornos con altos niveles de corrosión.

Sin embargo, al doblar tuberías de acero inoxidable para su uso en líquidos corrosivos, es importante tener en cuenta el radio de curvatura.

Doblar tubos de acero inoxidable es una forma común de procesamiento en la industria, pero no es tan simple como parece. Requiere un estudio cuidadoso y experiencia, ya que los diferentes modelos de tubos de acero inoxidable tienen diferentes niveles de ductilidad y dureza, siendo algunos más propensos a estirarse y otros a agrietarse.

1. Ductilidad reducida

Para evitar grietas durante la flexión, puede ser necesario utilizar un radio de curvatura mayor al doblar en la dirección de flexión. Al doblarse en la dirección transversal, la ductilidad reducida puede permitir una curvatura interior más cerrada sin dañar la superficie exterior de la curvatura.

2. Material de calefacción local

Al doblar materiales gruesos, puede ser necesario precalentar el material antes de doblarlo para facilitar el proceso y reducir la cantidad de fuerza requerida.

3. Tratamiento de recuperación

La tubería de acero inoxidable retrocederá cuando se libere de la fuerza de flexión. El springback es el resultado de la liberación de la deformación elástica, que está directamente relacionada con la resistencia al flujo del material. Para lograr el ángulo de flexión deseado, es posible que se requiera un ángulo mayor, especialmente para tubos de acero inoxidable con un alto límite elástico.

El juego angular requerido aumenta al aumentar el radio y, con un radio grande, la cantidad de recuperación elástica puede ser significativa. Si el material doblado es rígido, es posible que sea necesario un tratamiento térmico.

Sin embargo, en algunos casos, el método de doblado en caliente solo puede lograr temporalmente el ángulo y radio de doblado deseados. Después de que el material se enfríe, puede experimentar un ligero rebote.

4. Tubo de acero inoxidable termoformado

El conformado en caliente de tubos de acero inoxidable elimina el endurecimiento por deformación, el agrietamiento y la deformación y cambia su estructura molecular a través de altas temperaturas.

En comparación con el conformado en frío, es más fácil manipular tubos de acero inoxidable conformados en caliente con una máquina dobladora. Sin embargo, existen limitaciones para el conformado en caliente, ya que calentar el tubo de acero inoxidable cerca de su punto de fusión puede provocar su rotura.

Las altas temperaturas también pueden provocar oxidación y descarburación de la superficie, lo que puede causar varios problemas al producto. Este método generalmente se utiliza con precaución al doblar tuberías de acero inoxidable.

5. Radio de curvatura interno

Para tuberías industriales de acero inoxidable, es necesario determinar el valor del radio de curvatura interno. El radio de curvatura longitudinal debe ser mayor que el de curvatura transversal. La dureza y el espesor de las tuberías industriales de acero inoxidable determinan el radio de curvatura requerido.

Para determinar el radio de curvatura existe una técnica que resta el 50% de la tasa de estiramiento del material proporcionada por el proveedor.

4. Proceso de doblado de tubos redondos de acero inoxidable 304

Máquina especial para doblar tubos con diferentes ángulos.

El tubo redondo de acero inoxidable 304 es un tubo redondo hueco de acero inoxidable que se usa ampliamente en diversas aplicaciones de decoración de edificios, como cercas, pasamanos de escaleras y puertas de patio.

El proceso de doblado debe ser suave, preciso en cuanto a ángulos y libre de grietas.

A continuación, explicaré la tecnología de doblado de tubos redondos de acero inoxidable 304.

1. Método de doblado de tubos redondos

1. Método de doblado en caliente:

Primero, como preparación para doblar el tubo redondo de acero inoxidable 304, sujete los rodillos del carro de arco sobre una placa de hierro según el diámetro exterior del tubo. Llene el tubo con arena y tape ambos extremos con tapones de madera. Luego, precalienta la sección de tubería que se doblará con una llama.

2. Método de doblado en frío:

Antes de utilizar la dobladora de tubos, es importante probar minuciosamente la máquina. Para evitar grietas, debe haber un espacio igual al espesor de la placa en la parte inferior y se debe seleccionar una muesca de doblez con una profundidad de 8 veces el espesor de la placa.

Vea también:

  • Los 16 principales fabricantes de máquinas dobladoras de tubos y tuberías

2. Dificultades técnicas

1. Durante el mecanizado, la fricción entre la pieza de trabajo y la herramienta generará mucho calor y la herramienta es fácil de usar.

Por lo tanto, los requisitos para los materiales de las herramientas son más estrictos y requieren resistencia al desgaste y resistencia a altas temperaturas.

Y debe cumplir con los requisitos de bordes afilados.

2. El proceso de doblado es lento y requiere gran fuerza, lo que lleva a una baja eficiencia de producción.

Además, debido a la alta capacidad de calentamiento, el cloruro de azufre se usa generalmente como un buen aceite refrigerante y el efecto es mejor.

Por lo tanto, es importante que los trabajadores que procesan tubos redondos de acero inoxidable 304 tengan un buen nivel de experiencia y habilidad técnica.

3. Precauciones

1. Doblar:

Los requisitos generales para el radio de curvatura (R) de la tubería redonda de acero inoxidable 304 son que debe ser al menos de 1,5 a 2 veces el diámetro.

Si el radio de curvatura (R) es demasiado pequeño, la curva será plana.

El radio de curvatura (R) del mismo tubo de acero inoxidable debe ser consistente para cumplir con la consistencia del molde de la rueda.

La longitud del borde recto del doblez debe ser al menos 2 veces el diámetro; de lo contrario, el troquel no podrá fijarse suavemente.

2. Orificio de proceso:

Los orificios de proceso deben reservarse para soldar tubos redondos de acero inoxidable 304 para descargar mejor la escoria de soldadura generada durante la soldadura.

3. Rendimiento del procesamiento:

Primero, considere la maquinabilidad de los tubos redondos de acero inoxidable 304.

El acero inoxidable tiene alta plasticidad, tenacidad, consumo de energía de corte, temperatura de corte, baja conductividad térmica, baja disipación de calor y puede hacer que la temperatura de la herramienta aumente fácilmente.

Estos factores pueden afectar la unión y soldabilidad del acero inoxidable y causar bloqueos durante el proceso de corte, lo que lleva a una reducción en el acabado superficial de los tubos de acero inoxidable.

V. Inspección de calidad y flexión.

radio de curvatura

El radio de curvatura es un aspecto esencial de la calidad de las tuberías de acero inoxidable. Es la medida de la curvatura de la tubería. El radio de curvatura mínimo está determinado por el diámetro de la tubería, el espesor de la pared y las propiedades del material. Seleccionar un radio de curvatura apropiado es crucial para evitar deformaciones, grietas y debilitamiento de la tubería durante el proceso de curvatura.

  • Relación diámetro-radio : una pauta común para el radio de curvatura es mantener una relación diámetro-radio de 2:1 o mayor. Una proporción menor puede aumentar el riesgo de deformación o daño a la tubería.
  • Propiedades del material : Los grados de acero inoxidable tienen varias propiedades mecánicas que afectan su capacidad para doblarse sin deformarse. Factores como la dureza, la resistencia a la tracción y el alargamiento pueden influir en la recomendación del radio de curvatura mínimo.

primavera de nuevo

El springback es el fenómeno en el que un tubo doblado intenta volver a su forma original después de ser liberado de las fuerzas de flexión. Esto puede provocar cambios no deseados en el ángulo y el radio del doblez final, afectando negativamente la calidad general del doblez. Es necesaria una inspección y medición adecuadas para garantizar que la curvatura cumpla con las especificaciones deseadas.

  • Proceso de doblado : Los factores que pueden afectar la recuperación elástica incluyen el tipo de proceso de doblado empleado (como tracción rotativa, compresión o laminado), la velocidad de doblado y las propiedades del material del tubo.
  • Medidas correctivas : Para compensar el retroceso elástico, doblar demasiado el tubo a un ángulo ligeramente mayor puede ayudar a lograr el ángulo de curvatura final deseado. Este método requiere cálculos cuidadosos y un control preciso durante el proceso de doblado.

Al inspeccionar la calidad de la curvatura en tubos de acero inoxidable, es vital garantizar que tanto el radio de curvatura como la recuperación elástica cumplan con los estándares requeridos. Emplear técnicas de doblado apropiadas y tener en cuenta las propiedades del material puede ayudar a lograr doblados precisos, consistentes y de alta calidad en tuberías de acero inoxidable.

SIERRA. Solución de problemas y solución de problemas

Problemas comunes de flexión

Al doblar tuberías de acero inoxidable, es fundamental identificar cualquier problema que pueda afectar el producto final. Algunos problemas comunes de flexión incluyen:

  • Torsión : esto ocurre cuando el tubo colapsa o se dobla en el punto de curvatura. Generalmente es causado por una configuración inadecuada de las herramientas y puede provocar fugas o fallas en el producto final.
  • Ovalidad : Esto sucede cuando el tubo pierde su perfil redondo y se vuelve ovalado al doblarlo. Puede deberse a herramientas inadecuadas o fuerza excesiva durante el proceso de doblado.
  • Arrugas : Se caracterizan por pequeños pliegues u ondas que se forman a lo largo de la superficie interior de un radio de curvatura. Generalmente es causado por una fuerza excesiva o un soporte insuficiente durante la flexión.
  • Retorno elástico : esto ocurre cuando la tubería doblada vuelve a su forma original, lo que hace que el ángulo de curvatura sea menor de lo previsto. Es una característica natural de los materiales, especialmente aquellos con un alto nivel de elasticidad como el acero inoxidable.

Medidas correctivas

Para garantizar la longevidad, confiabilidad y funcionamiento adecuado de los tubos curvados de acero inoxidable, se pueden implementar las siguientes medidas correctivas:

  • Herramientas adecuadas : utilice las herramientas correctas específicas para el material, espesor y radio de la tubería. Utilice matrices y mandriles adecuados para evitar problemas de deformación.
  • Soporte adecuado : Proporcione suficiente soporte durante el doblado para evitar una fuerza excesiva sobre el material de la tubería. Utilice limpiadores, bloques de soporte y otros dispositivos para evitar el colapso o la distorsión de la tubería.
  • Presión constante : La presión constante y la fuerza controlada durante el proceso de doblado ayudarán a mantener la forma y la forma del tubo. Evite aplicar demasiada o muy poca presión, ya que esto puede provocar pliegues o arrugas.
  • Optimice la configuración de doblado : ajuste la configuración de la máquina dobladora. Ajuste la presión, la velocidad y otros factores para lograr el radio de curvatura deseado sin comprometer la integridad de la tubería.

Al implementar estas medidas correctivas, es posible mitigar los problemas comunes de flexión y mantener la calidad deseada en los productos de tuberías de acero inoxidable.

VII. Normas y directrices de plegado

Códigos de industria

Existen varios códigos y normas industriales que se aplican al doblado de tubos de acero inoxidable. Estos códigos garantizan que los procesos de plegado logren resultados precisos y confiables. Algunos códigos y estándares industriales destacados incluyen:

  • ASME B31.1 : esta norma cubre los requisitos para tuberías de energía, que incluyen el doblado de tuberías de acero inoxidable.
  • ASME B31.3 : Esta norma se centra en las tuberías de proceso, que también incluye el doblado de tuberías de acero inoxidable.

El cumplimiento de estos códigos y estándares de la industria garantiza que las tuberías curvadas de acero inoxidable cumplirán con las especificaciones estructurales y de rendimiento requeridas.

Especificaciones de material

Al doblar tuberías de acero inoxidable, es fundamental considerar las especificaciones del material que afectarán el producto final. Algunas de las especificaciones de materiales esenciales incluyen:

  • Grado de acero inoxidable : El grado determinará las propiedades del material, como la resistencia a la corrosión y la ductilidad. Los grados comunes utilizados para doblar tuberías de acero inoxidable son 304, 316 y 321.
  • Dimensiones de la tubería : el diámetro exterior y el espesor de la pared de la tubería desempeñan un papel fundamental a la hora de determinar el radio de curvatura requerido y el éxito general del proceso de curvatura. Normalmente, los espesores de pared más altos requieren radios de curvatura más grandes para lograr resultados óptimos.

Seleccionar las especificaciones de material apropiadas para las tuberías de acero inoxidable es esencial para lograr el rendimiento y las características estructurales deseadas en el producto doblado final.

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