اصول خمکاری لوله فولادی

خمش لوله، فرآیند تغییر شکل دائمی در لوله یا تیوپ است که به روش های مختلفی انجام می‌شود. با استفاده از روش های مختلف خمش میتوان در لوله صاف یک یا چند خم ایجاد کرد. خمکاری قالبا برای لوله های با سطح مقطع گرد استفاده می شود اما در بعضی مواقع لوله هایی با سطح مقطع مربع یا مستطیل نیز به این روش شکل داده می شوند. خمکاری لوله فولادی با توجه به زاویه و جهت خمش به سه صورت انجام می شود: خمش معمولی، خمش U شکل و خمش 180 درجه.

در فرآیند خمکاری لوله فولادی، دیواره ای که قسمت خارجی خم را تشکیل می دهد، کشیده و نازک می شود درحالی که دیواره داخلی، فشرده و ضخیم می‌گردد. یک هدف مشترک در خم لوله، ایجاد یک خم گرد صاف است. این بدان معنا می باشد که وقتی یک لوله دارای دیواره نازک یا سنگین است، ضخامت دیواره آن با قطر خارجی آن مقایسه می شود. به این نتیجه فاکتور دیواره لوله گفته می شود.

خمکاری لوله فولادی می تواند با سه ابزار اساسی ایجاد شود:

1. قالب خم، که در اطراف آن خم ایجاد می شود.
2. قابل گیره، که لوله را گرفته و هنگام شکل گیری خم، آن را در موقعیتی نگه می دارد.
3. فشار، که لوله را وادار به فشار خم می‌کند تا بتواند خم لوله شکل بگیرید.

متاسفانه اغلب اوقات نیازهای خمش به این سادگی نیست. با نازک شدن دیواره لوله (تعداد فاکتور دیواره بزرگتر می شود) و شعاع خم شدن محکم تر (D عدد خم شدن کوچکتر می شود) که ممکن است خمیدگی صاف ایجاد شود. خم شدن با دانستن خصوصیات لوله یا لوله ای که با آن کار می کنند شروع می‌شود. لوله ای که معمولا برای انتقال مایعات یا هوا استفاده می شود، با اندازه اسمی لوله مشخص می گردد. اما وقتی ماشین خمشی را تعیین می کنید، شعاع خط مرکزی، قطر خارج و ضخامت دیواره متغیرهای اساسی هستند.

امروزه ابزارهای شگفت انگیزی وجود دارد که افراد حرفه ای از آنها برای خم شدن لوله ها استفاده می‌کنند. خم کن های لوله ی کنترل شده توسط رایانه می توانند لوله های خروجی پیچیده را سریعتر از آنچه می توانید بگویید خارج کنند.

بیشتر بخوانید: راهنمای خرید لوله فولادی

روش های خمکاری لوله فولادی

برای انجام فرآیند خمکاری لوله فولادی باید ابتدا لوله را با استفاده از ابزارهای مختلف مانند اره، دیسک، تراشکاری یا لیزر به ابعاد موررد نیاز رسانده سپس با استفاده از روش های خمکاری، در زوایای دلخواه خم شوند. به صورت کلی خمکاری لوله فولادی به سه روش سرد، گرم و القایی انجام می شود:

خمکاری گرم

در خمکاری لوله به روش گرم، لوله تحت حرارت قرار میگیرد که این امر سبب تغییر در ساختار کریستالوگرافی و در نهایت تغییر در خواص قطعه می شود، به همین دلیل خمکاری لوله به روش گرم در مواردی که زوایه خمکاری بسیار زیاد باشد یا بخواهیم روی قطعه عملیات حرارتی انجام دهیم، مناسب است. البته خمکاری لوله به روش گرم معایبی نیز دارد مانند مصرف انرژی زیاد، گران بودن، چین خوردگی در سطح قطعه. منبع حرارتی برای گرم کردن لوله در این روش میتواند سوخت های فسیلی، القای مغناطیسی یا هدایت الکتریکی باشد.

خمکاری القایی

در خمکاری لوله به روش القایی ابتدا با قرار دادن لوله داخل یک کویل و عبور دادن جریان الکتریکی از سیم پیچ انجام می شود، که طی این فرآیند لوله به صورت موضعی گرم و بدون اعمال فشار، خم می شودو سپس به کمک آب سرد خنک می شود. این روش در خم کردن لوله های درزدار و بدون درز کاربرد فراوان دارد. اصولا لوله های با قطر بالا و شعاع خمکاری بزرگ برای خمکاری از این روش استفاده می کنند. از مزایای این روش می توان به هزینه اولیه کم و اینکه آلودگی زیادی ندارد، اشاره کرد، همچنین از نظر چروک خوردگی سطحی بهتر از روش‌های دیگر است.

بیشتر بخوانید: 10 روش برش لوله فولادی

خمکاری سرد

خمکاری با رام (Ram-type bending)

خمکاری لوله به روش رام یکی از قدیمی ترین، ساده ترین و کم هزینه ترین روش‌های خمکاری در دنیا است که با استفاده از یک سنبه و با اعمال نیروی هیدرولیکی باعث وارد شدن قطعه به داخل غلتک ها و بلوک‌های محوری می شود که سبب خم شدن لوله میگردد. از این روش زمانی استفاده می شود که میخواهید به سطح نهایی مقعر برسیم. معمولا در خمکاری لوله های شوفاژها و پایه های مبلمان به طور کلی در مواردی که شعاع نهایی دارای ویژگی خاصی نباشد استفاده می شود.

تصویر شماره 1 - خمکاری با رام

خمکاری فشاری (compression bending)

در خمش فشاری، قالب ثابت مانده و لوله با استفاده از یک کفشک دور قالب پیچیده شده و خم می شود. در این روش سطح خارجی خم ممکن است تا حدودی مسطح شود که دلیل این امر پشتیبانی نکردن این روش از قطر داخلی لوله می باشد و در نتیجه تغییر آن است. قطعاتی که در آن ها شعاع خم کمتر از سه برابر قطر داخلی لوله است نباید از این روش استفاده کنند.

تصویر شماره 2 - خمکاری فشاری

بیشتر بخوانید: بررسی معایب ایجاد شده در لوله حین خمکاری

خمکاری غلتکی

ماشین های مختلفی برای خمکاری لوله به روش غلتکی وجود دارد و عموما در خمکاری لوله فولادی با قطر زیاد کاربرد دارد. در این روش به کمک غلتط های متعدد و تنظیم فاصله و زاویه بین آنها، خم با زوایه دلخواه در قسمت های مختلف لوله های بزرگ ایجاد می شود. عمدتا از این روش برای تولید شکل های مارپیچی استفاده می شود.

تصویر شماره 3 - خمکاری غلتکی

بیشتر بخوانید: فرآیند جوشکاری لوله فولادی

خمکاری با ماندرل

زمانیکه نیاز به خمکاری دقیق لوله باشد از این روش استفاده می‌کنند. لوله صاف توسط یک گیره، محکم به قاب چفت می شود و سپس لوله و قالب به صورت به صورت همزمان شروع به چرخش می کنند. برای جلوگیری از ایجاد چروک در دیواره داخلی، از یک ماندرل استفاده می کنند. مزیت این روش امکان کنترل شعاع داخلی و بیرونی است.

تصویر شماره 4 - خمکاری با ماندرل