چرا در هنگام خمکردن لوله توسط دستگاه خمکن لوله، ترک ایجاد میشود؟
ترکها عیبی رایج و مزاحم در خمکردن لولهها هستند. پس از ظاهر شدن آنها، میتوانند بر ظاهر قطعه تأثیر بگذارند یا حتی منجر به شکست سازهای شوند. عوامل ایجاد ترک در لولههای خمشده با عوامل ایجاد ترک در خمکردن ورقهای فلزی متفاوت است و شامل وضعیت مکانیکی منحصربهفرد لوله و جزئیات فرآیند میشود.
کمبود انعطافپذیری ماده یا ضخامت دیواره بیش از حد کم
میزان ازدیاد طول، نسبت استحکام تسلیم و ضخامت دیواره لوله بهطور مستقیم بر حد خمش آن تأثیر میگذارد. هنگامی که خود ماده بسیار سخت باشد (مانند فولاد با استحکام بالا یا برخی از انواع فولاد ضدزنگ) یا ضخامت دیواره نسبت به قطر خارجی لوله بسیار کم باشد، تغییرشکل کششی الیاف خارجی از حد مجاز فراتر رفته و ترکها در سمت خارجی قوس ایجاد میشوند.
شعاع خمش ناکافی
نسبت شعاع مرکز خمش (R) به قطر خارجی لوله (D)، یعنی R/D، شاخصی کلیدی است. اگر این نسبت بسیار کوچک باشد (بهطور کلی توصیه میشود R/D ≥ ۳ باشد، که این مقدار بستگی به جنس ماده و فرآیند تولید دارد)، تغییرشکل خمش بسیار متمرکز شده و نرخ کاهش ضخامت دیواره خارجی از حد استاندارد فراتر رفته و ایجاد ترک را تسهیل میکند.
عدم استفاده از ماندرل یا عدم تطابق مناسب قالب
هنگام خمکردن لولهها با دستگاه خمکن لوله، اگر از ماندرل استفاده نشود، یا ماندرل بیش از حد به عقب قرار گرفته باشد، یا قالبها (مانند قالبهای خمکن، قالبهای گیرهگیری و قالبهای ضد چین) بهدرستی تطبیق داده نشده باشند، سطح داخلی لوله از حمایت مؤثری برخوردار نخواهد بود که منجر به تحریف مقطع عرضی (تختشدن، چینخوردگی) شده و تمرکز تنش کششی در سطح بیرونی را بیشتر تشدید کرده و باعث ایجاد ترک میشود.
قرارگیری نادرست جوش
برای لولههای جوشخورده، اگر جوش در ناحیه کششی سطح بیرونی خم قرار گرفته باشد، به دلیل تفاوت در پلاستیسیته بین ناحیه جوش و ماده پایه و همچنین احتمال وجود نفوذ ناقص یا تنشهای پسماند، بسیار مستعد ایجاد نقطه آغاز ترک است. بهطور کلی، جوش باید به نزدیکی لایه خنثی منحرف شود.
روانکاری ناکافی و آسیب سطحی
خراشها یا فرورفتگیهای روی سطح لوله، یا اصطکاک بیش از حد بین قالب و لوله ناشی از روانکاری نامناسب در حین خمکردن، همه میتوانند تمرکز تنشهای محلی ایجاد کنند که از آنجا ترکها شکل گرفته و گسترش مییابند.
توصیههای پیشگیری
لولههایی با قابلیت تغییر شکل عالی را انتخاب کنید؛ برای مواد سخت، خمکردن پس از عملیات انیل را در نظر بگیرید.
اطمینان حاصل کنید که شعاع خمکردن R/D کمتر از حداقل مقدار مجاز برای آن ماده نباشد.
ماندرل مناسبی (مانند ماندرل سرگلولهای) را بر اساس قطر لوله، ضخامت دیواره و شعاع خمکردن انتخاب کرده و آن را در موقعیت صحیح تنظیم نمایید.
درز جوش لولههای جوشخورده را به سمت داخل قوس یا ناحیه لایه بیاثر دوران دهید.
شرایط سایش قالب را بررسی کرده و از روغن اختصاصی خمکردن لوله برای اطمینان از روانکاری کافی استفاده کنید.
پیش از خمکردن، سطح بلانک لوله را بازرسی کرده و لبههای تیز، خراشها و سایر نقصها را حذف نمایید.
خم کردن لوله فرآیندی است که بهطور شدیدی با تنشها و شرایط قالب مرتبط است. تنها با کنترل دقیق هر مرحله میتوانیم کیفیت لولههای خمشدهای را بهدست آوریم که صاف، پر و بدون ترک باشند.
