Fabricação de acessórios para tubos: desdobramento e expansão de acessórios para tubos soldados – fornecendo soluções de tubulação

2024年6月27日 Roberto Magalhães

O que é desdobramento e alargamento de juntas soldadas de tubos?

A implantação e disposição de juntas soldadas de tubos é um elo importante na fabricação e instalação de sistemas de tubulação. O rolamento e o layout corretos permitem que as juntas dos tubos sejam mantidas no tamanho e formato corretos, tornando os trabalhos de soldagem mais fáceis e eficientes. Abaixo está uma breve introdução ao processo básico de implantação e disposição de acessórios para tubos:

Seleção do método de liquidação apropriado: De acordo com o formato, tamanho e cenário de aplicação do pipeline, o método de implantação apropriado é selecionado. Os métodos comumente usados incluem: medição direta, métodos geométricos, métodos matemáticos e uso de software de computador.
Calcule o tamanho do desdobramento:

Para tubos retos tradicionais, o comprimento desenvolvido corresponde ao comprimento real.
Para cotovelos ou seções cônicas, pode ser necessário usar trigonometria ou outras fórmulas matemáticas para calcular a dimensão desdobrada.

Crie um modelo de lançamento: Um modelo de separação pode ser feito de papelão, folhas de plástico ou folhas finas de metal. Isso pode ser usado como referência ao cortar e modelar ferragens.
Liberar: Utilizando o gabarito ou com base em cálculos anteriores, marque as linhas a serem cortadas e formadas na matéria-prima.
Corte e modelagem: O corte e a modelagem são feitos de acordo com as linhas aprovadas usando ferramentas apropriadas (por exemplo, cortador, dobrador de tubos, etc.).
Montagem e ajuste de teste: Antes de soldar, faça um teste de montagem para garantir que as dimensões de cada peça estão corretas e a interface se ajusta. Pequenos ajustes podem ser feitos se necessário.
Soldagem: A soldagem é realizada de acordo com os requisitos de soldagem para garantir a qualidade da solda.

1. Os princípios básicos e métodos de desdobramento e modelagem

1.1 Extensão dos três princípios de amostragem

Princípio preciso e preciso: O método de implantação deve ser correto, o cálculo de implantação deve ser preciso, o comprimento real deve ser preciso, o desenho de implantação deve ser preciso e a placa de amostra deve ser precisa. Como pode haver erros no corte e descarregamento no futuro, a precisão do processo de liberação precisa ser maior e o erro geral é ≤ 0,25 mm.
Princípio tecnicamente viável: O amostrador deve estar familiarizado com o processo e o processo deve ser aprovado. Isso significa que a amostra pode ser coletada, mas também decifrada, e isso deve ser fácil de fazer e não causar problemas durante a produção posterior. A linha central, linha de dobra, linha de montagem reservada e demais elementos necessários para processos futuros devem ser marcados na placa de amostra.
Princípio económico e prático: Para uma determinada unidade de produção, o que é teoricamente correto não é necessariamente operacional, e o que é avançado não é necessariamente viável. O programa final deve basear-se nos requisitos técnicos existentes, factores de processo, condições dos equipamentos, oportunidades de terceirização, custos de produção, horas de trabalho, qualidade do pessoal, restrições financeiras, etc. Tendo em conta a situação, os problemas específicos e as análises específicas, esforçamo-nos por encontrar soluções economicamente viáveis, simples e rápidas, práticas e económicas. Encontraremos um programa economicamente viável, simples, rápido, prático e econômico, que não possa ser surreal e que não se desvincule da capacidade produtiva do sistema tecnológico existente.

1.2 Três métodos de desdobramento e partilha

Para desenhar o desenho de desenvolvimento no mesmo plano, precisamos saber o comprimento real das linhas que formam a superfície de substituição. Existem duas maneiras de encontrar esses comprimentos reais, ou seja, encontrar os comprimentos reais, seja por cálculo ou por desenho geométrico. Vários outros métodos de liquidação reivindicados, como o método de tabela, o método proporcional, etc., são derivados disso. Essas duas possibilidades resultam em dois métodos, e com o desenrolamento assistido por computador e o corte assistido muito promissores, os métodos de desenrolamento podem ser resumidos em três:

1) Método de desconvolução geométrica
2) Método de desconvolução auxiliado por computador
3) Desdobramento auxiliado por computador

Desdobramento geométrico

O método de desconvolução geométrica deveria ser chamado mais precisamente de método de deconvolução gráfica geométrica. No processo de desdobramento, o comprimento real e o desenho do diagrama de desdobramento são criados por desenhos geométricos. O método geométrico pode ser dividido em vários métodos práticos. Três são comumente usados: a. método da linha radial; b. método de linha paralela; c. Método do triângulo.

Método de cálculo

O desdobramento auxiliado por computador, como o nome sugere, envolve cálculos. Na verdade, o desdobramento utiliza apenas o método de cálculo para encontrar o comprimento real. Ao desenhar o diagrama de desdobramento, ainda é utilizado um desenho geométrico.

Desdobramento auxiliado por computador

Uma das aplicações dos computadores no projeto e fabricação de chapas metálicas é o desdobramento e o corte auxiliados por computador, e ambos podem até ser executados simultaneamente em máquinas de corte CNC. Existem vários softwares aplicativos de desdobramento assistidos por computador, focados principalmente no projeto de peças de chapa metálica fina com recursos de desdobramento. O método é dividido em duas categorias, nomeadamente modelagem paramétrica e modelagem de recursos.

1.3 Três placas de amostra para amostragem comumente usada

Aplicação e classificação de placas de amostra
Para evitar danos à chapa de aço, normalmente não colocamos as amostras diretamente na chapa de aço, mas fazemos as amostras colocando as amostras e desenhando linhas na chapa de aço de acordo com as amostras.
Ao liberar amostras, geralmente devem ser feitas três amostras:

a. Desdobramento de amostras para descarga;
b. Formação de amostras para determinar o grau de flexão durante a formação;
c. Amostra de montagem para determinar a posição angular relativa da amostra de montagem. As duas últimas amostras são comumente chamadas de amostras de mapas.

1.4 Amostra de Materiais e Fabricação

Os materiais metálicos comumente usados para fazer amostras são papelão grosso, linóleo e ferro fino. Esses materiais metálicos têm resistência dependendo da sua necessidade: o papelão é barato e adequado para pequenas amostras; A emenda de feltro é prática, adequada para desenhar um grande desdobramento do mapa, amplamente utilizada, mas não pode ser usada com frequência; Embora a chapa fina seja cara para a produção de amostras, ela possui boa resistência e rigidez, precisa e durável, fácil de armazenar, principalmente para produção em massa, mas também como protótipo de cartão preferido para o material.

2. O redutor desdobra a liberação da amostra

2.1 Propriedades de superfície do redutor

As aberturas superior e inferior do redutor são paralelas, é um diâmetro de tubo redondo quando se utilizam conectores, existem pontos concêntricos e excêntricos. A superfície do redutor concêntrico é uma superfície cônica positiva e a superfície do redutor excêntrico é uma superfície cônica oblíqua; são todas superfícies retas.
A chamada superfície reta é um barramento que se move para fora da superfície de acordo com uma determinada regra ao longo de uma linha de base no espaço. O barramento possui uma linha de posição em cada ponto da linha de base, que é chamada de linha principal naquele ponto. Obviamente as superfícies são compostas de polilinhas.
Redutores concêntricos são frequentemente usados para reduções de riser para redutores horizontais, redutores excêntricos de 90° são usados para requisitos elevados.

2.2 Desdobrando o redutor concêntrico

1) Condições conhecidas

O diâmetro central da cabeça grande: ΦD = 120;
O diâmetro central da cabeça pequena: ΦX = 60;
Altura: h = 100;
Os planos das cabeças grandes e pequenas são paralelos entre si, e a projeção do centro da cabeça pequena no plano da cabeça grande coincide com o centro da cabeça grande.

Figura 1: Exemplo de expansão de um redutor concêntrico

2) Passos para desdobrar:
(1) Tome o plano horizontal como base da cabeça grande e crie a elevação nas condições conhecidas, ou seja, defina HS ⊥ SA, onde HS = h, SA = ΦD/2; definir HB//SA sobre H, HB = ΦX/2;
(2) Estenda a hipotenusa AB da mesa cônica até que ela cruze a linha de extensão do eixo central HS no ponto O. Tome O como centro do círculo e desenhe arcos com raios OA e OB.
(3) Meça o arco AD no arco OA de modo que o comprimento do arco seja igual à circunferência do círculo base (L = πΦD).
(4) Conecte OD e corte o arco OB com C; então o setor ABCD é o valor estendido desejado.
(5) Nota: Não é aconselhável medir primeiro a circunferência do pequeno círculo da cabeça na folha OB. Como o erro de medição OB está fora do arco (arco OA) na amplificação do erro, isso pode resultar na ultrapassagem da faixa de tolerância permitida.
(6) O diâmetro externo também pode ser determinado calculando o ângulo do centro do círculo do setor desenrolado. O ângulo do centro do círculo pode ser calculado usando a seguinte fórmula:

Substituindo as condições conhecidas desta questão, obtemos α = 103,4°
(7) Figura 2.a, na linha AA′ abaixo da metade superior do quebra-cabeça, o círculo inferior consiste em 6 peças iguais e cruza os mesmos pontos para desenhar vetores. Ao desdobrar a figura, faça também peças do mesmo tamanho e cruze os mesmos pontos para desenhar vetores.

2.3 A extensão do redutor excêntrico

1) Condições conhecidas
O diâmetro central da cabeça grande Φx, o diâmetro central da cabeça pequena Φs, a altura da mesa cônica inclinada h, a distância de excentricidade e, o paralelismo entre a parte superior e inferior da mesa cônica inclinada e a simetria em relação a o plano central 0S7.
2) Expandir e analisar
(1) Em △0S6, 0S é a altura do cone inclinado, 06 (linha grossa) é a linha principal e S6 (linha tracejada) é a projeção na vista superior. Como 0S é perpendicular à base, △0S6 é um triângulo retângulo; ∠0S6 é um ângulo reto; e a linha principal 06 é a hipotenusa deste triângulo retângulo. Esta é a base para determinar o comprimento real da hipotenusa do cone da hipotenusa.

Figura 2-a Condições conhecidas e análise do comprimento real de um cone oblíquo

(2) A mesa cônica é na verdade formada cortando o pequeno cone superior do mesmo cone inclinado. Obviamente, uma relação semelhante também existe na composição do diagrama desdobrado. Ao desdobrar, primeiro tratamos do cone grande e depois liberamos o cone pequeno.
3) Desenhe a elevação e a vista superior com base nas condições conhecidas.
Atenção: Ao desenhar uma vista, utilize o diâmetro central como padrão. Se a condição especificada for o diâmetro externo ou o diâmetro do círculo primitivo, o diâmetro do círculo primitivo deve primeiro ser determinado com base na espessura da placa.
4) Calcule a longitude real usando ∠ OS7 como 90°.
5) Desenhe um diagrama de expansão

(1) Tome 01 como linha de corte e desenhe a linha central 07 verticalmente em um local adequado.
(2) Desenhe os arcos 1, 2, 3, 4, 5 e 6 conforme mostrado na Figura 2.b, onde o ponto S é o centro do círculo e o comprimento real das isolinhas em cada ponto é o raio.
(3) Desenhe um arco com 7 pontos como centro e 1/12 do perímetro da base como raio, corte 6 arcos em dois pontos de 6, depois desenhe um arco com dois pontos de 6 como centro e 1/12 do perímetro da base como o raio, corte 5 arcos em dois 5 pontos; Continue assim e encontre dois pontos 1 usando o mesmo método;
(4) Verifique o comprimento da curva dos 13 pontos obtidos. Se o erro na circunferência base calculada for superior a 3 mm, deverá ser corrigido a tempo.
(5) Conexão suave de tubos de expansão de grande abertura em diferentes pontos;
(6) Conecte o ponto 0 a cada ponto conforme mostrado na figura e meça o comprimento real correspondente do pequeno cone do ponto 0 em cada uma das linhas acima. Os pontos obtidos pela ligação suave formam uma pequena linha de expansão de abertura.
(7) Conecte os pontos finais correspondentes das aberturas grandes e pequenas para completar todo o diagrama de expansão.

Figura 2-b Extensão do cone diagonal – determinação do comprimento real

Figura.2-c Diagrama de expansão de cone oblíquo

3. Desdobrando os cotovelos

3.1 Cotovelo de soldagem de tubo redondo e seus principais parâmetros

Cotovelos são conectores usados para girar tubulações. De acordo com a classificação do calibre, os contra-ângulos podem ser divididos em contra-ângulos de tamanhos iguais e contra-ângulos redutores. De acordo com a classificação dos métodos de produção, os cotovelos podem ser divididos em cotovelos, cotovelos de prensagem, extrusão e cotovelos de soldagem. De acordo com o formato da seção transversal, eles podem ser divididos em cotovelos de tubo redondo, cotovelos de tubo quadrado, cotovelos de conversão de tubo quadrado, cotovelos redutores e cotovelos de conversão irregulares.
A extensão do arco aqui mencionada é um “arco em forma de camarão” formado pela montagem e soldagem de segmentos. Estes incluem principalmente cotovelos redondos de diâmetro igual, cotovelos redondos de diâmetro decrescente e cotovelos de conversão de tubos quadrados e redondos.
Arco soldado e seus principais parâmetros

Alguns parâmetros principais para soldagem de cotovelos: (ver Figura 3.a)
Ângulo do arco: refere-se ao ângulo entre as duas superfícies do bico de um arco;
Diâmetro do cotovelo: Refere-se ao diâmetro externo, diâmetro interno ou diâmetro parcial do material do tubo cotovelo;
Raio de curvatura: Refere-se ao raio do círculo interno do eixo do segmento de tubo. A distância do centro do bico até a intersecção das duas superfícies do bico;
Número de seções do arco: A seção final do arco é metade da seção intermediária e as duas seções finais juntas formam uma seção. A soma do número de seções intermediárias resulta no número de seções do arco.

3.2 Desdobrando peças angulares de igual tamanho

1) Condições e requisitos conhecidos para uso de cotovelo
(1) Condições médicas conhecidas

Ângulo de flexão: α = 90°;
Diâmetro externo do tubo: ΦB = 60;
Raio de curvatura: r = 150
Número de peças angulares: n = 3;
Espessura do estêncil: δ = 0,5

Figura.3.a Condições conhecidas do cotovelo

2) Requisitos de implantação

① O método de linha paralela é usado para produzir o modelo de seção completa terceirizado para tubos com diâmetro externo de Φ60.
② O método está correto.
③ Desenho preciso: Erro de desenho geométrico ≤ 0,25, erro de comprimento de desdobramento ≤ ± 1.

3) Preparação para implantação
① Calcular o ângulo da meia seção: Calcule o ângulo de inclinação da meia seção (extremidade) com base no número de seções（α_b = α/2n).
② Processamento de implantação: Determine o diâmetro do círculo primitivo de implantação, posição da interface e margem com base no diâmetro do tubo, espessura da placa de material, método de conexão e processo de fabricação.
4) Busca pela Verdade e Força:
(1) De acordo com as condições conhecidas, primeiro desenhe a linha angular ∠ BOK da meia seção do cotovelo e, em seguida, desenhe a vista plana da meia seção do cotovelo 1′ 177′, onde OS=R;
(2) Use a linha da boca do tubo na vista como linha central da vista superior e monte metade da vista superior.
(3) Conforme mostrado na figura, quando o círculo do bico é dividido em 12 partes iguais na vista plana, o comprimento do segmento de linha comprimido entre os dois lados do meio ângulo de divisão é o comprimento real da linha principal que passa através cada ponto do mesmo tamanho e OB está alinhado perpendicularmente a cada ponto parcial de igual tamanho.

Figura 3.b: Diagrama do comprimento real do arco
5) Desenhe um diagrama desdobrado de um cotovelo
Etapas para desenvolver um gráfico:
(1) Calcule o comprimento desdobrado: L = p (60 + 0,5) = 190;
(2) Forme uma família de linhas primárias paralelas: pegue AB = 190 na linha de extensão OS, divida AB igualmente por 12 e desenhe linhas AB perpendiculares através de cada ponto de divisão igual.
(3) Encontre a curva de expansão da porta: passe linhas AB paralelas através dos pontos finais de cada linha sólida para encontrar cada ponto de expansão e conecte cada ponto de expansão suavemente.
(4) Desenhe um diagrama completo da extensão da seção.

Figura 3.c Diagrama de implantação do cotovelo
6) Corte de tubo reto
Ao fazer cotovelos, a amostra geralmente é enrolada diretamente no tubo a ser cortado. Folhas laminadas de maior diâmetro também podem ser enroladas em tubos antes de serem cortadas e cortadas em folhas. Desta forma, o corte direto tornou-se uma operação importante.
(1) Primeiro calcule o comprimento do tubo reto.
(2) Ao cortar, no quarto da circunferência da extremidade do tubo, quatro linhas de contorno devem ser traçadas ao longo da direção axial como linha de referência para o alinhamento do gabarito de recuperação, e os pontos de posicionamento devem ser marcados de acordo com o pré -dados calculados.
(3) Usando um modelo, desenhe linhas de acordo com a linha de referência, analise quaisquer erros e ajuste-os e corrija-os a tempo.
(4) Cada linha de referência também é um ponto de alinhamento importante na montagem do cotovelo. Para evitar que as linhas desenhadas sejam apagadas durante o trabalho, é melhor perfurar alguns pontos ou fazer outras marcas na linha de referência.

Figura 3.d: Diagrama de corte de tubo reto

4. Expansão dos pontos de partida

4.1 Peça em T e seus principais parâmetros

Um tee é um acessório usado quando uma tubulação sai de um ramal. Um T com o mesmo diâmetro do tubo principal é chamado de T de diâmetro igual, enquanto um T com diâmetro diferente é chamado de T de diâmetro reduzido. A intersecção da linha central do tubo ramificado e da linha central do tubo principal em um ângulo de 90° é chamada de tee reto, caso contrário, é chamado de tee diagonal. Se a linha central não cruzar, é chamado de tee parcial. Uma peça em T com diferentes formatos de seção transversal entre o ramal e os tubos principais também é chamada de peça em T com formato especial. O foco deste treinamento só pode ser a confecção de tees de tubo redondo, o que não é muito difícil.
Os principais parâmetros de um tee circular incluem: o ângulo do tee; o diâmetro do tubo principal e do ramal; a excentricidade do tubo ramificado em relação ao tubo principal; outros tamanhos relevantes. O desenvolvimento de um T circular é feito usando o método de linhas paralelas, assim como o desenvolvimento de um cotovelo de tubo circular.

4.2 Desdobrando as peças em T laterais

1) As condições conhecidas são mostradas na Figura 4.a:

Diâmetro externo do tubo principal: Ф88,5
Diâmetro externo do tubo de ramal: Ф88,5
Ângulo da linha central: 45°
Espessura da amostra: 0,5
A distância mais curta do final das linhas principal e secundária até a abertura é 50.

Figura.4.a Condições conhecidas para 45° Igual peças em T laterais

2) Necessidade de expansão

(1) Prepare uma amostra do revestimento externo do tubo ramificado e uma amostra da abertura do tubo principal;
(2) O método está correto e o desenho é preciso.

3) Expandir e analisar

(1) Os dois tubos com o mesmo diâmetro são contíguos e suas linhas centrais se cruzam. Como os diâmetros são iguais, a linha contínua não pode ser movida para um lado. Portanto, a linha conectada no diagrama de altura só pode ser a bissetriz da linha central.
(2) Se você observar os ramos ∠A0C e ∠A0D no diagrama, poderá ver que eles são, na verdade, dois ângulos diferentes dentro da metade do arco. Portanto, a expansão do ramo é a mesma no método de expansão do arco.
(3) A curva de desconvolução deve consistir em duas senoides de meia onda conectadas por uma diferença de fase de 180°.

4). Processo de implantação
(1). Encontre o comprimento real (ver Fig. 4.b)

① Desenhe a altura do tubo de ramal de acordo com o diâmetro central do rolo de amostra da embalagem externa.
② Desenho correspondente com meia seção do tubo do jardim e 6 partes iguais do semicírculo;
③ O comprimento real do tubo ramificado em cada ponto igual na linha central.

(2). Desenho da expansão do tubo ramificado
(1) Crie uma série de linhas paralelas de acordo com o comprimento (89π) e o número de partes iguais (12).

① Tome os pontos de extensão nas linhas paralelas correspondentes correspondentes aos comprimentos reais correspondentes;
② Conecte os pontos suavemente e complete o diagrama de desdobramento.

(3). Desenhe a abertura do tubo principal. (Figura 4.d)

Figura 4.b Diagrama expandido de um ramal de um T lateral

4.3 Extensão do conector redutor

1) Termos e condições conhecidos
(1) Doenças conhecidas:

Diâmetro externo do tubo de ramificação: Φ70;
O diâmetro externo do tubo principal: Φ80;
Interseção e ângulo do eixo: 45°;
A distância do ponto de intersecção na superfície intermediária até a extremidade do tubo é 50;
Para garantir a simetria da superfície central, os dois eixos ficam na superfície.

(2) A produção de um T oblíquo ao inserir o invólucro externo da placa de amostra e o tubo principal da placa de amostra com orifícios abertos;
(3) Análise: A chave para este problema é traçar a linha de coerência dos dois tubos no desenho de elevação. Para desenhar uma linha coerente, primeiro encontre os pontos-chave na linha e depois conecte os pontos em uma linha. Para a aquisição dos pontos coerentes, utilizamos o método de trajetória aprendido anteriormente para resolver o problema, ou seja, desenhando a superfície do tubo principal e a superfície do tubo ramificado a partir da superfície central 17 a uma distância igual do ponto da trajetória e do interseção da abordagem. A expansão do ramal e a expansão da abertura principal com a mesma extensão em T com o mesmo diâmetro.
2) Encontre a interseção:

Figura 4.c Linha de corte do tee redutor
3) Desdobrando o tubo de inserção:
4) Implantação de furo aberto:

Fig. 4.d Desenvolvimento das aberturas para um tubo principal de um ramal redutor

5. Conclusão

Este é apenas o processo básico de implantação e disposição de juntas de tubos soldados. As etapas e métodos específicos podem variar dependendo dos requisitos e especificações reais do projeto.