Perché si formano crepe quando una macchina per la piegatura di tubi piega un tubo?
Le crepe sono un difetto comune e problematico nella piegatura dei tubi. Una volta che compaiono, possono compromettere l’aspetto estetico o addirittura portare a un cedimento strutturale. Le cause delle crepe nei tubi piegati differiscono da quelle riscontrabili nella piegatura di lamiere, coinvolgendo lo stato meccanico unico del tubo e i dettagli del processo.
Plasticità del materiale insufficiente o spessore della parete eccessivamente ridotto
L'allungamento, il rapporto tra resistenza a snervamento e spessore della parete del tubo determinano direttamente il suo limite di piegatura. Quando il materiale stesso è troppo duro (ad esempio acciaio ad alta resistenza o alcuni acciai inossidabili) oppure lo spessore della parete è troppo sottile rispetto al diametro esterno, la deformazione per trazione delle fibre esterne supera il limite, causando l’insorgenza di fessure lungo il lato esterno della curvatura.
Raggio di piegatura insufficiente
Il rapporto tra il raggio del centro di piegatura (R) e il diametro esterno del tubo (D), ossia R/D, è un indicatore fondamentale. Se R/D è troppo piccolo (in genere si raccomanda R/D ≥ 3, a seconda del materiale e del processo), la deformazione di piegatura risulterà fortemente concentrata, la percentuale di riduzione dello spessore della parete esterna supererà il valore standard e si verificheranno facilmente fessurazioni.
Mancanza del mandrino o abbinamento improprio dello stampo
Quando si piegano tubi con una macchina per la piegatura di tubi, se non si utilizza un mandrino, se il mandrino è posizionato troppo indietro o se le matrici (ad esempio le matrici di piegatura, le matrici di serraggio e le matrici anti-increspamento) sono abbinati in modo improprio, la parte interna del tubo non riceverà un supporto efficace, causando una deformazione della sezione trasversale (appiattimento, increspamento) e aggravando ulteriormente la concentrazione delle sollecitazioni di trazione sul lato esterno, con conseguente formazione di fessure.
Posizionamento improprio del cordone di saldatura
Per i tubi saldati, se il cordone di saldatura si trova nella zona tesa sul lato esterno della curvatura, esso risulta particolarmente soggetto all’innesco di fessure a causa della differenza di plasticità tra la zona saldata e il materiale base, nonché della possibile presenza di mancata penetrazione o di tensioni residue. Il cordone di saldatura dovrebbe generalmente essere spostato nelle vicinanze del piano neutro.
Lubrificazione insufficiente e danni superficiali
Scratch o indentature sulla superficie del tubo, oppure un'eccessiva attrito tra stampo e tubo dovuto a una lubrificazione insufficiente durante la piegatura, possono generare concentrazioni localizzate di tensione, da cui possono originarsi e propagarsi fessurazioni.
Raccomandazioni preventive
Selezionare tubi con eccellente plasticità; per materiali duri, valutare la possibilità di effettuare la piegatura dopo un trattamento di ricottura.
Assicurarsi che il raggio di piegatura R/D non sia inferiore al valore minimo ammissibile per il materiale.
Selezionare un mandrino adeguato (ad esempio, un mandrino a testa sferica) in base al diametro del tubo, allo spessore della parete e al raggio di piegatura, e regolarlo nella posizione corretta.
Ruotare la saldatura del tubo saldato verso l'interno della curvatura o verso la zona del piano neutro.
Controllare lo stato di usura della matrice e utilizzare un olio specifico per la piegatura dei tubi per garantire una lubrificazione adeguata.
Ispezionare la superficie del grezzo tubolare prima della piegatura, rimuovendo bave, graffi e altri difetti.
La piegatura dei tubi è un processo fortemente influenzato dalle condizioni di sollecitazione e di stampo. Solo controllando con precisione ogni fase è possibile ottenere una qualità dei tubi piegati liscia, piena e priva di crepe.
