چرا مشکلات دمایی در دستگاههای خمکاری لوله منجر به عیوب خمکاری میشوند؟
دمای لوله یک متغیر قابل صرفنظر کردن آسان در فرآیند خمکردن لوله است. چه دمای خود لوله باشد و چه دمای کاری سیستم هیدرولیک و قالب، هر انحرافی از محدودهٔ نرمال بهطور مستقیم منجر به بروز عیوب خمشدن میشود. در ادامه اصلیترین مکانیزمها و مشکلات رایج ناشی از تأثیر دما بر کیفیت خمکردن لوله آورده شده است.
۱. دمای پایین لوله → ترکهای خارجی
هنگامی که دمای محیط پایین است (بهویژه در فصل زمستان)، پلاستیسیته موادی مانند فولاد کربنی و فولاد ضدزنگ بهطور قابلتوجهی کاهش مییابد و ازدیاد طول آنها نیز کاهش مییابد. اگر لوله بدون گرمکردن اولیه بهصورت مستقیم خم شود، منطقه کششی روی سطح بیرونی لوله مستعد عبور از حد تغییرشکل میشود که منجر به ایجاد ترکهای ریز یا حتی ترکهای عمقی میگردد. این یکی از شایعترین عیوب در فصلهای سرد است.
تظاهرات معمول: ترکهای ریز و بهصورت متراکم توزیعشده در خارج خم ظاهر میشوند؛ در موارد شدید، دیواره لوله از هم جدا میشود.
۲. دمای غیرطبیعی روغن هیدرولیک → زاویه ناپایدار، چینخوردگی
سیستم هیدرولیک منبع توان ماشین خمکننده لوله است و دمای روغن بهطور مستقیم بر پاسخدهی سیستم و نیروی خروجی تأثیر میگذارد:
دمای پایین روغن (<۱۵ ℃ویسکوزیته روغن هیدرولیک بیش از حد بالا است که منجر به مقاومت زیاد در جریان، حرکت کند و نامنظم بازوی خمکننده و پدیده خزش میشود. سرعت خمشدن نوسان دارد و باعث تغییر شکل ناهموار مواد میگردد و چینوچروکهای موجدار بهراحتی در سطح داخلی ایجاد میشوند.
دمای بالای روغن (>۵۵ ℃): روغن رقیقتر میشود و نشت داخلی در سیستم افزایش یافته و نیروی واقعی خمکردن کاهش مییابد. همزمان، آببندیها سریعتر فرسوده میشوند و نوسانات فشار شدیدتر میگردند. نتیجه این امر، ناسازگانی ضعیف در زوایای خم و دشواری در کنترل بازگشت الاستیک (اسپرینگبک) است.
علائم معمول: انحراف زاویهای قابل توجه درون یک دسته لولهها و چینوچروکهای نامنظم در سطح داخلی ناحیه خم.
۳. گرمایش بیش از حد ناشی از اصطکاک بین قالب و لوله → خطخوردگی سطحی و چسبندگی مواد
در طی خمکردن پیوسته لوله با سرعت بالا، اصطکاک لغزشی بین لوله و قالب مقدار زیادی گرما تولید میکند. اگر روانکاری ناکافی یا خنککاری نامناسب باشد، دمای سطح تماس میتواند از ۱۰۰ درجه سانتیگراد فراتر رود. ℃که منجر به موارد زیر میشود:
پارگی فیلم روغن در ناحیه خم، تماس مستقیم فلز به فلز و ایجاد خراش روی سطح لوله.
نرمشدن محلی سطح قالب، که باعث میشود ماده لوله به حفره قالب «چسبیده» و لبه تراکمیافته (Built-up Edge) ایجاد کند و در نتیجه لولههای بعدی را نیز خراش دهد.
علائم типیک: ظهور خراشهای محوری گسترده در سمت خارجی یا داخلی ناحیه خم و تجمع فلز روی سطح کارکرد قالب.
۴. گرمشدن محلی لوله (برای مثال، خمکردن با استفاده از گرمای القایی) → کاهش ضخامت دیواره و ایجاد چینخوردگی
برخی فرآیندها از گرمکردن موضعی برای کمک به خمکردن استفاده میکنند. اگر دمای گرمکردن بیش از حد بالا باشد (از دمای بازبلورشدن ماده فراتر رود) یا نوار گرمکننده بیش از حد پهن باشد، سطح فشاری لوله بیش از حد نرم شده و منجر به ناپایداری و ایجاد چینوچروک حتی تحت تنش فشاری نسبتاً کوچک میشود. همزمان، کاهش ضخامت دیواره در سطح کششی تشدید خواهد شد.
manifestations نمونههای типی: چینوچروکهای متراکم و بزرگ روی سطح داخلی خم ظاهر میشوند، در حالی که ضخامت دیواره خارجی بهطور قابلتوجهی کاهش مییابد یا حتی ترکخورده میشود.
توصیههای کنترل دما
پیشگرمکردن لوله: قبل از پردازش در فصل زمستان، لولهها را به مدت ۲۴ ساعت در کارگاه نگهداری کنید تا دمای آنها افزایش یابد، یا با استفاده از دستگاه گرمکننده آنها را به دمای بالاتر از ۱۵ درجه سانتیگراد گرم کنید ℃ (بهویژه برای فولادهای پرح strength و فولاد ضدزنگ).
مدیریت دمای روغن: پس از راهاندازی دستگاه، آن را به مدت ۵ تا ۱۰ دقیقه بدون بار کار اندازید تا روغن هیدرولیک از پیش گرم شود؛ در حین پردازش پیوسته با بار سنگین، خنککننده روغن را روشن کنید تا دمای روغن در محدوده ۳۵ تا ۵۰ درجه سانتیگراد کنترل شود. ℃.
روانکاری و خنککاری: از روغن خمکردن لوله مقاوم در برابر دماهای بالا و اختصاصی استفاده کنید تا فیلمی پیوسته از روغن روی سطح قالب ایجاد شود؛ برای خمکردن پیوسته لوله با سرعت بالا، میتوان دستگاه خنککننده میکرو (با هوای خنککننده یا افشانه روغن) نصب کرد.
ابزارهای نظارتی: برای نظارت بلادرنگ بر دمای سطحی قالب و لولهها، یک دماسنج مادون قرمز یا ترموکوپل نصب کنید. اگر دما از آستانه تعیینشده فراتر رود (مثلاً دمای قالب بیش از ۸۰ درجه سانتیگراد)، سرعت را کاهش دهید یا دستگاه را متوقف کنید تا گرما پراکنده شود. ℃، سرعت را کاهش دهید یا دستگاه را متوقف کنید تا گرما پراکنده شود.
دمای محیط یا مواد در فرآیند خمکردن لوله عاملی ثانویه نیست، بلکه عاملی اساسی است که موفقیت یا شکست این فرآیند را تعیین میکند. کنترل مناسب دما میتواند عیوبی مانند ترکخوردگی، چینخوردگی و خراش را بهطور قابل توجهی کاهش دهد.
