آلة ثني الأنابيب

التشققات عيب شائع ومزعج في عملية ثني الأنابيب. وبمجرد ظهورها، قد تؤثر على المظهر أو حتى تؤدي إلى فشل هيكلي. وأسباب التشققات في الأنابيب المنحنية تختلف عن أسبابها في ثني الصفائح المعدنية، وتشمل الحالة الميكانيكية الفريدة للأنبوب وتفاصيل العملية.

عدم كفاية ليونة المادة أو قلة سماكة الجدار بشكل مفرط

مدى الاستطالة، ونسبة قوة الخضوع، وسماكة جدار الأنبوب تحدد بشكل مباشر حد الانحناء الخاص به. وعندما يكون المادة نفسها صلبةً جدًا (مثل الفولاذ عالي القوة أو بعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ) أو تكون سماكة الجدار رقيقة جدًا مقارنةً بالقطر الخارجي، فإن التشوه الشدّي للألياف الخارجية يتجاوز الحد المسموح، ما يؤدي إلى ظهور شقوق على الجانب الخارجي للمنحنى.

نصف قطر الانحناء غير كافٍ

نسبة نصف قطر مركز الانحناء (R) إلى القطر الخارجي للأنبوب (D)، أي R/D، تُعد مؤشرًا رئيسيًّا. فإذا كانت قيمة R/D صغيرة جدًا (ويُوصى عمومًا بأن تكون R/D ≥ 3، وذلك حسب نوع المادة وعملية التصنيع)، فإن التشوه الناتج عن الانحناء يتركز بشدة، وتتجاوز نسبة انخفاض سماكة الجدار الخارجي الحد القياسي، ما يؤدي بسهولة إلى ظهور شقوق.

غياب الساند أو عدم توافق القالب معه بشكل مناسب

عند ثني الأنابيب باستخدام آلة ثني الأنابيب، إذا لم يُستخدم عمود تثبيت (ماندريل)، أو وُضع العمود بعيدًا جدًّا نحو الخلف، أو كانت القوالب (مثل قوالب الثني، وقوالب التثبيت، وقوالب منع التجعُّد) غير متناسقة بشكلٍ صحيح، فإن الجانب الداخلي للأنبوب سيفتقر إلى الدعم الفعّال، ما يؤدي إلى تشوه في المقطع العرضي (تسطّح أو تجعُّد)، ويُفاقم تركّز إجهاد الشد على الجانب الخارجي، مما يستحث ظهور الشقوق.

وضع اللحام غير الصحيح

بالنسبة للأنابيب الملحومة، إذا وقع اللحام في منطقة الشد على الجانب الخارجي للمنحنى، فإنه يكون عُرضةً جدًّا لأن يصبح نقطة بدء الشقوق نظرًا للاختلاف في المطيلية بين منطقة اللحام والمادة الأصلية، وكذلك بسبب احتمال وجود اختراق غير كامل أو إجهادات متبقية. وينبغي عمومًا أن يُحوَّل موضع اللحام ليقترب من الطبقة المحايدة.

عدم كفاية التشحيم وتلف السطح

الخدوش أو التضليلات على سطح الأنبوب، أو الاحتكاك المفرط بين القالب والأنبوب بسبب عدم كفاية التزييت أثناء الانحناء، يمكن أن تؤدي جميعها إلى تركيزات محلية للإجهادات، والتي قد تنطلق منها الشقوق وتنتشر.

توصيات الوقاية

اختر أنابيب ذات مرونة ممتازة؛ وللمواد الصلبة، فكّر في إجراء الانحناء بعد عملية التلدين.

تأكد من أن نصف قطر الانحناء R/D لا يقل عن القيمة الدنيا المسموح بها للمادة.

اختر عمود تثبيت مناسب (مثل عمود تثبيت برأس كروي) وفقًا لقطر الأنبوب وسماكة جداره ونصف قطر الانحناء، وقم بضبطه في الموضع الصحيح.

قم بتدوير خط اللحام لأنبوب ملحوم إلى الجزء الداخلي من المنحنى أو إلى منطقة الطبقة المحايدة.

افحص حالة اهتراء القالب واستخدم زيت انحناء خاص للأنابيب لضمان تزييت كافٍ.

افحص سطح قطعة الأنبوب الأولية قبل الانحناء، وأزل الحواف الحادة والخدوش وغيرها من العيوب.

ثني الأنابيب هو عملية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بظروف الإجهاد وظروف القالب. ولا يمكننا الحصول على أنابيب منحنية ذات جودة سلسة وكاملة وخالية من التشققات إلا من خلال التحكم الدقيق في كل خطوة.