Dicas de design de flexão de tubo superior

No sistema de precisão da fabricação moderna, A tecnologia de flexão de tubos é como um link entre imaginação e realidade . O sistema de exaustão ruindo de carros, os quadros de móveis firmemente suportados, as imponentes estruturas de construção e até as redes de oleodutos industriais cruzadas são todas inseparáveis do artesanato cuidadoso desse processo -chave. O design preciso da flexão não é apenas uma linha de defesa sólida para a qualidade do produto, mas também uma chave importante para abrir o canal para melhorar a eficiência da produção e alcançar a otimização de custos. Este artigo analisará profundamente as habilidades práticas do design de flexão de tubos e fornecerá aos engenheiros e designers um guia profissional para otimizar o design do produto.

o que causa o springback na flexão do tubo?

Springback após a flexão do tubo é um problema comum na indústria de fabricação , afetando a precisão dimensional e o desempenho da montagem. Uma profunda compreensão das causas do Springback e a tomada de medidas de controle científico pode melhorar significativamente a qualidade da moldagem. A seguir, é uma análise e solução detalhadas:

1. A causa central do Springback

(1) Recuperação de deformação elástica do material

① Lei de Hooke: quando curvando , o material passa por deformação elástica + plástico ao mesmo tempo, e a parte elástica se recupera após a descarga de parâmetros que influenciam
② Chave:

Quanto maior o módulo elástico (e), maior o springback (por exemplo,
Materiais com baixa resistência ao escoamento (σs) são mais propensos a deformação plástica

(2) liberação de estresse residual
① Distribuição de estresse desigual durante a flexão:

Estresse de tração no exterior e estresse compressivo por dentro
O reequilíbrio do estresse após a descarga leva a moldar Springback

② Caso típico:

O ângulo de springback de 304 tubos de aço inoxidável após a flexão pode atingir 3 ° -5 ° (dados reais de GB/T 12777)

(3) Parâmetros de processo inadequados
① Bending Radius é muito pequeno :

Quando r <2d, a deformação plástica é insuficiente e a taxa de springback aumenta em 30%+ (limiar de aviso ASME B16.49)

② Velocidade excessiva de formação:

Quando a velocidade da imprensa hidráulica é> 5mm/s, a fluidez do material é fraca e o estresse está concentrado

2. Tecnologias-chave para controle de rebote
Método de compensação de curvas
(1) 6061-T6 Tubo de liga de alumínio:

ângulo de pré-dobra = ângulo de destino 2 ° (ASTM B241 medido ideal)
Tubos de paredes finas (t <2mm) requerem 0,5 ° adicionais

(2) Q235 Tubo de aço carbono:

Ajuste da compensação de acordo com a relação diâmetro-espessura (d/t) (d/t> 1,5 ° em 20)

Tratamento térmico de alívio do estresse
(1) Otimização do tempo de temperatura:

Redução de 82% na taxa de recuperação devido ao recozimento × 1h a 300 ° C (SAE AMS 2750 Standard)
500 ° C × 2H para ligas de titânio (especificação de tratamento térmico MIL-H-81200)

(2) Tecnologia de aquecimento local:

Aquecimento preciso da zona de flexão pela bobina de indução (precisão do controle da temperatura ± 10 ° C)

Fortalecimento do sistema de molde

(1) Controle de pressão hidráulica:

Redução de 15% no Springback em ≥45MPa (padrão de pressão ISO 12165)
A precisão do controle de circuito fechado do motor servo ± 0,1MPA

(2) Nova estrutura de molde:

Molde composto com bloco de almofada elástica (design patenteado para compensação de rebote)
flexão progressiva de vários rolos (processo especial para condutos de aviação)

3. Comparação de dados de aplicativos do setor

Tipo de material ângulo típico de springback esquema de controle recomendado base padrão 6061 liga de alumínio 2 ° -3 ° Compensação excessiva de excesso + recozimento de baixa temperatura ASTM B241 304 Aço inoxidável 4 ° -6 ° curvagem quente + correção hidráulica gb/t 12777 liga de titânio tc4 7 ° -10 ° formação a quente + sobrepressão de molde mil-dtl-32567

4. Recomendações de solução final

① Prioridade de simulação numérica:

Use AutoForm/Dynaform para prever Springback, erro <0,5 °

② Sistema de compensação inteligente:

Digitalização a laser Feedback em tempo real + correção automática de robô (configuração da linha de produção da indústria 4.0)

O que causa o springback no tube b? width =

Como os tubos de parede fina evitam o colapso?

tubos de paredes finas (espessura da parede/relação de diâmetro <0,05) são propensas a colapso, rugas e outros defeitos quando dobrados. ls System combs as estratégias anti-colapso eficazes comprovadas do setor , cobrindo a seleção de hastes, controle de processos e tecnologias inovadoras de suporte.

1. Mandrel System Optimization Solution
(1) correspondência precisa do mandril elástico
① Fórmula de cálculo de diâmetro:

Diâmetro do mandril de poliuretano = diâmetro do tubo × 0,92 (valor ideal da patente CN113634765A)
O mandril de silicone é adequado para tubos finos com d <10mm (dureza em terra 70a é a melhor)

② Design de combinação de vários estágios:

Seção frontal Guia de carboneto Cabeça (HRC55)
Módulo Anti-Wrinkle da seção do meio
Dispositivo de compensação da pressão do ar da seção da cauda (0,2-0,5mpa)

(2) Tratamento especial de Metal Mandrel
① 304 Mandrel de aço inoxidável :

revestimento de teflon de superfície (coeficiente de atrito <0,1)
Groove axial aberto (pressão lubrificante para o óleo ≥ 15bar)

2. Controle preciso dos parâmetros do processo
(1) Gerenciamento de velocidade e temperatura
① Especificação de velocidade de alimentação:

Espessura da parede 1-2mm: ≤5mm/s
Espessura da parede <1mm: ≤3mm/s (EN 10305-4 obrigatória)

② Aquecimento Assistido por flexão:

liga de alumínio 200-250 ℃ (6061-t6)
Aço inoxidável 850-900 ℃ (Proteção de argônio necessária)

(2) Melhoramento do sistema de molde
① Otimização de molde de criação de perfil:

tolerância à cavidade ± 0,02 mm (padrão ISO 12164-2)
Adicione o bloco de rolagem lateral (pressão anti-ruga ajustável)

3. Aplicação de tecnologias inovadoras de suporte
(1) Método de enchimento de meio sólido
① Características de pó de NaCl:

Ponto de fusão 801 ℃ (adequado para tubos de liga de alta temperatura)
80-120 Tamanho da partícula de malha (fluidez ideal)

② Pontos de operação:

Densidade de preenchimento ≥ 95%
Dissolva -se em água quente após a flexão (processo ecológico)

(2) Suporte de liga de baixo ponto de fusão
① Fórmula de liga de madeira:

BI50%/PB27%/SN13%/CD10%(ponto de fusão 70 ℃)
Aplicável a tubos de liga de cobre-níquel

4. Estratégia de resposta de material especial

Tipo de tubo Razão de espessura da parede máxima Solução anti-colapso recomendada base padrão liga de alumínio da aviação 0,03 resfriamento de nitrogênio líquido + mandril de poliuretano AMS 2772G Tubo de aço inoxidável de energia nuclear 0,04 revestimento a laser interno da parede + abaulamento hidráulico ASME B31.1 Tubo fino de liga de titânio médico 0,02 núcleo de metal solúvel + tecnologia de micro-flexão ISO 13485

5. Método de verificação da qualidade
① Detecção de TC industrial:

Resolução ≤ 10μm (padrão ASTM E1695)
Análise de reconstrução 3D da taxa de redução da espessura da parede

② Teste de fluido:

Teste de passabilidade do medidor de diâmetro (GB/T 26080)
Teste de pressão do ar 1,5 vezes a pressão de trabalho

Como thin-walled collapsing? width =

Qual é o ângulo máximo de curva para tubos sem costura vs soldados?

Existem diferenças significativas nos limites de flexão de diferentes processos de fabricação de tubos, e um entendimento correto dessas limitações é fundamental para a segurança dos projetos de pipeline. Os seguintes são especificações técnicas detalhadas compiladas de acordo com os padrões internacionais:

1. Especificação de limite de flexão do tubo de aço sem costura
(1) tubo de aço inoxidável geral
① ASTM A269 estipula padrão:

ângulo máximo de flexão permitido: 180 ° (completamente dobrado)
Restrição-chave: somente quando a relação diâmetro/espessura d/t ≥ 15 pode ser implementada
Aplicação típica: Sistema de oleoduto limpo na indústria farmacêutica

② Requisitos especiais de condições de trabalho:

316L CIPE DE GRADE MÉDICO : a rugosidade da superfície interna AR após a flexão deve ser garantida como ≤ 0,8μm
Ambiente de baixa temperatura (-196 ℃): O raio de flexão deve ser ≥ 8D (ASME B31.3 Requisitos suplementares)

(2) tubo sem costura para caldeiras de alta pressão
① ASME SA106 Especificação:

ângulo máximo de flexão do tubo de aço carbono: 120 °
Fórmula de compensação da espessura da parede: Para cada aumento de 10 ° no ângulo, a espessura da parede deve aumentar em 5%

2. Restrições de flexão de tubos de aço soldados
(1) tubo soldado de costura reta (erw)
① API 5L Requisitos padrão:

Limite básico: 90 ° (grau de aço abaixo de x60)
Especificações de tratamento de solda:
600 ℃ × 2h O recozimento é necessário antes de dobrar (para eliminar o estresse de soldagem)
O eixo de flexão deve estar em um ângulo de 45 ° para a solda

② Disposições especiais para oleodutos e gasodutos:

Tubos para ambientes ácidos: o ângulo máximo é reduzido para 60 °
A taxa de deformação por flexão a frio é controlada para ≤3% (requisitos de anticorrosão NACE MR0175)

(2) tubos soldados em espiral
① Asme B36.10m Proibição:

A flexão a frio superior a 45 ° é estritamente proibida

Requisitos de processo de flexão quente:

Temperatura de aquecimento: 900 ± 20 ℃ (Material Q235)
Os testes de soldagem UT são necessários simultaneamente

3. Análise comparativa de principais fatores de influência

Fatores determinantes influência do tubo sem costura Influência do tubo soldado Solução Razão de diâmetro/espessura (d/t) ★★★★★ ★★★★ Use o processo de flexão quente quando d/t ＜ 10 ductilidade material ★★★★ ★★★★★ Use tubos soldados de alta tensão, como L485MB Qualidade de solda - ★★★★★ 100% RT Inspeção antes de dobrar formando temperatura ★★ ★★★★ Pré-aqueça acima de 10 ℃ em ambiente de baixa temperatura

4. Recomendações de prática de engenharia

(1) Seleção do processo de flexão do tubo
① cenários aplicáveis para flexão a frio:

Tubo sem costura: d/t ≥ 15 e ângulo ≤ 180 °
ERW tubo soldado: ângulo ≤ 90 ° após recozimento

② Situações onde a flexão quente deve ser usada:

flexão do tubo soldado em espiral em qualquer ângulo
Tubo de tubulação de alta qualidade (x70 e acima)

(2) Método de verificação da qualidade
① Pontos-chave dos testes não destrutivos:

tubo sem costura: taxa de desbaste da espessura da parede externa no lado da flexão (≤ 15%)
Tubo soldado: Teste de penetração na área de solda (PT)

② Teste de propriedade mecânica:

Aumento da dureza após flexão ≤ 30HV (padrão ISO 6507)
Desvio de redondeza ≤ 5% (requisito de GB/T 19830)

5. Informações adicionais sobre materiais especiais
Tubo de aço inoxidável duplex:

Pipe sem costura 2205: Máximo 150 ° (tratamento de solução necessário)
Tubo soldado 2507: limite 60 ° (Evite σ precipitação da fase)

tubo de liga de titânio :

Gr.2 sem costura: Limite de flexão a frio 120 ° (AMS 4943)
Gr.5 soldado: Proibida de flexão a frio (850 ℃ Formação quente necessária)

Por que o design do mandril afeta o acabamento da superfície?

(1) Distribuição desigual da tensão de contato
① Mandrel segmentado: a estrutura dobrada de 8 segmentos reduz a flutuação do estresse em 70%, a rugosidade da superfície AR ＜ 3.2μm (ISO 1302 Standard)
② Controle de pressão: a pressão frontal é mantida em 25 mPA e a pressão traseira)
② Controle de pressão:

(2) Controle do coeficiente de atrito

Material da haste do núcleo Tratamento de superfície Coeficiente de atrito Cenários aplicáveis carboneto revestimento de diamante 0,02 Tubo de precisão de grau médico poliuretano Polimento de espelho 0,15 tubo de alumínio de paredes finas (t ＜ 1mm)

(3) Gerenciamento de campo de temperatura

Mandrel de resfriamento de nitrogênio líquido: controle de temperatura <150 ° C Quando dobra a liga de titânio para evitar a precipitação da fase α (AMS 4943)
Sistema de aquecimento de indução: flutuação de temperatura ± 5 ° C para garantir o fluxo de material uniforme

Como evitar enrugamentos ao dobrar grandes diâmetros?

(1) Otimização do sistema de mandril
① Mandrel de suporte hidráulico: Quando o diâmetro é ≥200 mm, a pressão interna é mantida em 15-20MPa (en 10305-4)
② Multi-Ball: 5-Ball Design, Pacacamento = 1.5D (DiRESSE DIANTE (DIANTE (Diâmetro)
② Multi-Ball: 5-Ball, Pacacamento = 1.5d (Diâmetro (DiSiE é a Tube (DiS-DiBe) (DiS-Ball).

(2) Controle de parâmetros do processo

diâmetro do tubo (mm) raio mínimo de flexão Velocidade recomendada (mm/s) Controle de temperatura 200 4D 2 temperatura normal 300 5D 1.5 aquecimento local 150 ℃

(3) fortalecimento do molde

Conjunto de rolos de criação de perfil: 3 conjuntos de rolos auxiliares, gradiente de pressão aumentando (10/15/20MPA)
Bloco de pressão lateral: impedir que a ovalidade de seção transversal exceda a tolerância (GB/T 19830 requer ≤3%)

top tube bêbing tip tips Dimensão de flexão Taxa de desgaste da matriz Carga do sistema hidráulico plano único 1x 100% três aviões 2,5x 180%

Quais materiais precisam ser dobrados?

(1) Materiais de alta resistência
① liga de titânio:

espessura do limite de flexão frio t = 3mm (AMS 4943)

Temperatura de flexão quente 750-900 ℃ (MIL-DTL-32567)
② Inconel 718: Deve ser uma taxa de rachaduras de flexão a frio e a frio 100%

(2) Tubos de paredes grossas
Aço carbono: T/D ＞ 0,1 precisa ser aquecido para 600-800 ℃

Aço inoxidável: espessura da parede ＞ 12mm requer aquecimento local de indução

(3) Condições de trabalho especiais

Material limite de flexão a frio Especificação de flexão quente aço inoxidável duplex r ＜ 5d requer flexão quente ASTM A790 850 ℃ ± 20 ℃ liga de alumínio 7075 qualquer curva requer flexão quente AMS 2772G 200-250 ℃

Como verificar efetivamente a qualidade de flexão?

(1) Detecção de dimensão
① Medição de três coordenadas:

tolerância ao ângulo ± 0,5 ° (grau ISO 2768-m)

Segurança ≤0,1mm/300mm
② vá/não-go-gay Detecção:

vá/não-go-bitle passam taxa 100% (GB/T 26080)

(2) Qualidade da superfície
Detecção de rugosidade: Ra≤3,2μm (tubo médico requer RA0.8μm)

tomografia computadorizada industrial: Resolução 20μm, detecte rugas internas

(3) Teste de desempenho

Tipo de teste Método padrão ÍNDICE QUIFICADO teste de pressão 1,5 vezes a pressão de trabalho Mantenha a pressão por 10 minutos sem vazamento Análise metalográfica ASTM E3 deformação de grãos ≤30% teste de fadiga 10^6 ciclos nenhuma extensão de crack

Resumo

Ao integrar o design do mandril segmentado, o controle inteligente de temperatura e pressão e otimização precisa dos parâmetros de processo, combinados com padrões internacionais como modelos de previsão de ISO/ASTM e IA, a tecnologia de flexão de tubo moderna supera com sucesso problemas da indústria como defeitos de superfície e a vantagem e a altura da forma de altura e a formação de altura-rei-rei, como a formação de altura e a altura da forma de altura e a formação de altura-rei. taxa de sucata dentro de 0,5%. Em conjunto com a TC industrial e os sistemas de inspeção completa de três coordenadas, um ecossistema de qualidade de circuito fechado da simulação de design à fabricação inteligente foi construída, fornecendo uma solução econômica e confiável para processamento de tubos complexo.

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