Macchina per piegare tubi

Nella piegatura di tubi, le discrepanze tra il prodotto finito e i disegni progettuali o i risultati attesi rappresentano un problema frequente riscontrato dagli operatori sul campo. Queste deviazioni possono manifestarsi come angoli inaccurati, deformazione della sezione trasversale, increspature, rimbalzo eccessivo o addirittura orientamento spaziale errato. La causa principale non è spesso dovuta a un singolo fattore, bensì al disequilibrio tra materiali, stampi, attrezzature e processi.

1. Deviazione dell’angolo di piegatura

Sintomi: l’angolo di piegatura effettivo è maggiore o minore del valore impostato, oppure gli angoli dei prodotti appartenenti allo stesso lotto sono inconsistenti.

Cause possibili:

Stima insufficiente del rimbalzo elastico: i materiali subiscono un recupero elastico dopo la piegatura, in particolare l'acciaio ad alta resistenza e l'acciaio inossidabile. Se nel programma non viene previsto alcun valore di compensazione del rimbalzo elastico, l'angolo finale risulterà significativamente inferiore.

Impostazioni improprie della compensazione della sovrapiegatura: le macchine idrauliche o elettriche per la piegatura di tubi dispongono generalmente di un'impostazione di "angolo di sovrapiegatura" per controbilanciare il rimbalzo elastico. Una sovrapiegatura eccessiva o insufficiente provocherà deviazioni angolari.

Usura dello stampo: dopo che la superficie di lavoro dello stampo per la piegatura si è usurata, la tenuta tra il tubo e lo stampo diminuisce, modificando il raggio effettivo di piegatura e influenzando indirettamente l'angolo.

1. Forza di serraggio insufficiente: una pressione insufficiente dello stampo di serraggio causa lo scivolamento del tubo durante la piegatura, portando a un angolo non controllato.

2. Distorsione della sezione trasversale del tubo (forma ellittica, appiattita o collasso interno)

Sintomi: La sezione trasversale nella curvatura è ellittica oppure si verifica un evidente collasso interno e increspature; nei casi più gravi, compaiono crepe.

Cause possibili:

Raggio di curvatura insufficiente: Il valore R/D (rapporto tra raggio di curvatura e diametro del tubo) è inferiore al valore minimo ammissibile per il materiale, che costituisce la causa principale della deformazione della sezione trasversale.

Mandrello non utilizzato o posizionato in modo errato: Per tubi a parete sottile o per curve a raggio ridotto, non viene impiegato alcun mandrello, oppure l’estensione del mandrello è insufficiente, oppure la testa sferica del mandrello è fuori asse, con conseguente mancanza di un efficace supporto sulla superficie interna.

Matrice anti-increspamento non installata o regolata in modo errato: Il gioco tra la matrice anti-increspamento e la matrice di curvatura è eccessivamente ampio o troppo ridotto, impedendo una repressione efficace delle increspature interne.

Spessore ridotto della parete del tubo o materiale tenero: Nelle stesse condizioni di curvatura, minore è lo spessore della parete, peggiore è la stabilità della sezione trasversale.

3. Errore di orientamento spaziale (prodotti con più curvature)

Sintomo: Raccordi tubolari complessi con molte curvature presentano una prima curvatura corretta, ma la posizione spaziale finale non corrisponde al disegno, rendendo impossibile il montaggio.

Cause possibili:

* **Problemi di accuratezza dell'asse di rotazione (asse B):** Deviazioni dell'encoder o gioco meccanico tra una curvatura e l'altra provocano errori cumulativi nell'orientamento spaziale.

* **Posizionamento inaccurato della lunghezza di avanzamento (asse Y):** Deviazioni nelle dimensioni lineari di avanzamento fanno spostare la posizione iniziale delle curvature successive.

* **Impostazione errata del punto di riferimento:** Selezione impropria del punto di riferimento durante la programmazione oppure mancata considerazione del margine di tolleranza sull’estremità del tubo causano deviazioni dimensionali complessive.

* **Sequenza di curvatura inadeguata:** Sequenza di curvatura progettata in modo scorretto; la deformazione delle curvature successive influenza la forma di quelle precedenti, fenomeno particolarmente comune nelle curvature a passo ridotto.

4. Increspature e graffi superficiali

Sintomo: Appaiono increspature ondulate sulla parte interna delle curvature oppure evidenti ammaccature o graffi sulla superficie del tubo.

Cause possibili:

Gioco eccessivo tra la matrice anti-increspatura e la matrice di piegatura: uno spazio troppo ampio può causare instabilità del materiale interno e formazione di increspature; uno spazio troppo ridotto aumenta l'attrito e può provocare graffi sulla superficie.

Rugosità insufficiente della superficie della matrice: superfici di lavoro ruvide della matrice di piegatura e della matrice di bloccaggio, oppure ruggine e detriti accumulatisi dopo un lungo utilizzo, lasciano segni sulla superficie del tubo.

Lubrificazione inadeguata: lubrificazione insufficiente o assenza di olio specifico per la piegatura dei tubi provoca attrito secco tra il tubo e la matrice.

Difetti presenti sulla superficie del tubo: graffi e fossette sul grezzo del tubo si amplificano in difetti evidenti durante la piegatura.

5. Coerenza insufficiente del rimbalzo tra lotti

Fenomeno: tubi appartenenti allo stesso lotto e lavorati con la stessa procedura presentano angoli o forme di piegatura non uniformi tra diversi pezzi.

Cause possibili:

Differenze tra lotti di materiale: le fluttuazioni della resistenza a snervamento, dell’allungamento e delle tolleranze dello spessore della parete tra diversi lotti di tubo provocano quantità variabili di ritorno elastico.

Variazioni della temperatura dell’olio idraulico: durante il funzionamento continuo, la temperatura dell’olio idraulico della macchina per la curvatura dei tubi aumenta, causando variazioni della pressione del sistema e della velocità di risposta, con conseguente riduzione della precisione di curvatura.

Allentamento dello stampo: i bulloni di fissaggio dello stampo si sono allentati a seguito di vibrazioni prolungate, provocando un lieve spostamento della posizione dello stampo ad ogni operazione di curvatura.

Procedure di individuazione e risoluzione dei guasti e strategie di miglioramento

Conferma del materiale: verificare che la classe del tubo, lo spessore della parete e la posizione del giunto saldato siano conformi ai requisiti del processo. Per materiali ad alta resilienza, ricalcolare il valore di compensazione del ritorno elastico.

Ispezione dello stampo: verificare che gli stampi per la curvatura, per il serraggio, anti-increspamento e il mandrino siano compatibili con il diametro del tubo e il raggio di curvatura correnti. Controllare l’usura e la corretta tensione di fissaggio.

Calibrazione dell'attrezzatura: Calibrare regolarmente i valori effettivi dell'angolo di piegatura, della lunghezza di avanzamento e dell'angolo di rotazione per garantire la coerenza con i valori visualizzati. Verificare il corretto funzionamento dell'encoder e degli interruttori di prossimità.

Verifica del programma: Accertarsi che tutti i parametri impostati nel programma (velocità di piegatura, forza di serraggio, posizione del mandrino, angolo di piegatura) corrispondano alle effettive condizioni operative.

Verifica del primo pezzo: Dopo ogni modifica del diametro del tubo, dello spessore della parete o dello stampo, deve essere eseguita una prova di piegatura sul primo pezzo e un’ispezione dimensionale completa. La produzione in serie può iniziare soltanto dopo che il primo pezzo ha superato l’ispezione.

Registrazione dei processi: Creare un foglio di registrazione dei parametri di processo per archiviare i parametri riusciti relativi a diversi materiali e specifiche, riducendo così i tempi di messa a punto ripetuti.

La discrepanza tra il tubo piegato finito e le aspettative è essenzialmente un segnale di uno squilibrio nel sistema di processo. Dai materiali agli stampi, dalla programmazione allo stato delle attrezzature, ogni anello può essere una fonte di deviazione. Solo adottando un approccio sistematico alla risoluzione dei problemi, verificando ciascun elemento uno per uno e istituendo un sistema standardizzato di conferma del primo pezzo e di registrazione del processo è possibile controllare la qualità dei tubi piegati entro un intervallo stabile e affidabile.