Чому на трубі з’являються тріщини під час її гнуття на трубогібному верстаті?
Тріщини — це поширений і проблематичний дефект при гнутті труб. Їх поява може вплинути на зовнішній вигляд або навіть призвести до структурного руйнування. Причини виникнення тріщин у загнутих трубах відрізняються від причин їх виникнення при гнутті листового металу й пов’язані з унікальним механічним станом труби та деталями процесу.
Недостатня пластичність матеріалу або надто мала товщина стінки
Видовження, співвідношення межі текучості до межі міцності та товщина стінки труби безпосередньо визначають її граничний радіус згину. Коли сам матеріал надто твердий (наприклад, високоміцна сталь або деякі марки нержавіючої сталі) або товщина стінки занадто мала порівняно з зовнішнім діаметром, розтягнутий стан зовнішніх волокон перевищує граничне значення, що призводить до утворення тріщин по зовнішньому боку вигину.
Недостатній радіус згину
Співвідношення радіуса центра згину (R) до зовнішнього діаметра труби (D), тобто R/D, є ключовим показником. Якщо R/D занадто малий (зазвичай рекомендовано R/D ≥ 3, залежно від матеріалу та технологічного процесу), деформація під час згину буде надмірно концентрованою, швидкість зменшення товщини зовнішньої стінки перевищуватиме допустимі норми, і легко виникнуть тріщини.
Відсутність оправки або неправильне підганяння матриць
Під час згинання труб за допомогою трубогібного верстата, якщо не використовується серцевина, серцевина розміщена надто далеко назад або матриці (наприклад, гнуткові, затискні та протигофрові матриці) неправильно підібрані, внутрішня сторона труби не матиме ефективної підтримки, що призведе до спотворення поперечного перерізу (сплющення, утворення гофр) і ще більше посилить концентрацію розтягуючих напружень на зовнішній стороні, викликаючи тріщини.
Неправильне розташування зварного шва
У зварних трубах, якщо зварний шов розташований у зоні розтягу на зовнішній стороні вигину, він дуже схильний ставати місцем зародження тріщин через різницю пластичності між зварною зоною та основним матеріалом, а також через можливу неповну проплавленість або залишкові напруження. Зварний шов загалом слід зміщувати в район нейтрального шару.
Недостатнє змащення та пошкодження поверхні
Подряпини або вмятини на поверхні труби або надмірне тертя між матрицею та трубою через недостатню мастильну здатність під час згинання можуть утворювати локалізовані зони концентрації напружень, з яких можуть виникати й поширюватися тріщини.
Рекомендації щодо запобігання
Обирайте труби з високою пластичністю; для твердих матеріалів розгляньте можливість згинання після відпалу.
Переконайтеся, що радіус згинання R/D не менший за мінімально допустиме значення для даного матеріалу.
Оберіть відповідний серцевик (наприклад, серцевик із кульовим наконечником) з урахуванням діаметра труби, товщини стінки та радіуса згинання й відрегулюйте його в правильне положення.
Поверніть зварний шов зварної труби всередину вигину або в зону нейтрального шару.
Перевірте стан зносу матриці та використовуйте спеціальне мастильне масло для трубогинів, щоб забезпечити достатню мастильність.
Перед згинанням перевірте поверхню заготовки труби й видаліть заусенці, подряпини та інші дефекти.
Гнуття труб — це процес, який тісно пов’язаний із напруженням і умовами форми. Лише точний контроль кожного етапу дозволяє отримати якісні вигнуті труби з гладкою, повною та безтріщинною поверхнею.
