Изгибание трубы из нержавеющей стали

При изготовлении строительных конструкций или монтаже систем водоснабжения и отопления порой возникает необходимость в сгибании труб. Причём получить требуемый радиус изгиба можно у заготовок профильного или круглого сечения. Существует множество способов сгибания трубчатых элементов. Выбор того или иного метода зависит от толщины стенок, сечения трубы, материала, радиуса изгиба, наличия специальных инструментов. В нашей статье мы расскажем, как правильно согнуть трубу из нержавейки, чтобы не повредить её. При этом мы перечислим основные промышленные способы сгибания, а также методы, которыми можно воспользоваться в домашних условиях.

Особенности гибки труб

Все методы сгибания заготовок можно разделить на ручные и механические, а также горячие и холодные. Порой процесс сгибания сопровождается нежелательными последствиями для трубчатого изделия, которые оказывают существенное влияние на последующую эксплуатацию элемента. Степень проявления этих последствий зависит от материала, из которого изготовлена труба, её диаметра, радиуса изгиба, а также метода, с помощью которого выполнялась процедура сгибания.

Внимание: нержавеющую трубу можно гнуть только холодными методами, то есть без нагревания при помощи горелки.

К негативным последствиям гибки можно отнести следующие моменты:

• Уменьшение толщины стенки заготовки, расположенной по наружному радиусу изгиба.
• Образование заломов и складок на стенке, которая находится по внутреннему радиусу изгиба.
• Изменение конфигурации сечения (уменьшение размеров просвета и его формы-овализация).
• Изменение радиуса изгиба вследствие пружинящего эффекта материала.

Самый распространённый недостаток изгиба – это изменение конфигурации сечения и толщины стенок. Из-за напряжений металла внешняя стенка в месте изгиба истончается, а внутренняя, наоборот, утолщается. Из-за этого происходит заметное ослабление трубчатого элемента. Это явление опасно разрывом внешней стенки трубы, поскольку именно она подвергается большему давлению транспортируемой среды.

Также значительно ослабляет заготовку овализация. Особенно опасно такое явление при сгибании трубопровода, предназначенного для  транспортировки вещества в условиях пульсирующей нагрузки. Если же такие элементы будут использоваться в качестве строительных конструкций, то овализация скажется на внешнем виде элемента. Именно поэтому в процессе сгибания стремятся максимально уменьшить такие явления.

Если же на внутренней стенке образуются складки из-за утолщения материала, то они повлекут за собой не только уменьшение сечения, но и будут создавать сопротивление для движущегося потока. Это в свою очередь повысит вероятность возникновения коррозии. Помимо этого несущая способность конструктивного трубчатого элемента снизится.

Защита от овализации

Основные способы холодной гибки оцинкованной трубы предусматривают меры, позволяющие загнуть заготовку, максимально сохранив форму её поперечного сечения. Обычно для этого используется одни из двух способов:

• Использование мер, позволяющих сохранить форму сечения изнутри (применение внутреннего ограничителя).
• Использование наружного ограничителя для предотвращения расширения боковых стенок.

Важно: в роли внутреннего ограничителя может выступать дорн – калибрующая пробка или такие наполнители, как мелкий просеянный песок или замёрзшая вода. Также в качестве наполнителей используются легкоплавкие металлы, резина и смолы.

Жёсткие материалы в качестве наполнителя лучше сохраняют форму, поэтому они чаще используются. Но благодаря применению упругих наполнителей происходит меньшее растяжение наружной поверхности изгиба.

Совет: чтобы максимально сохранить конфигурацию поперечного сечения и точнее согнуть заготовку, лучше использовать сразу и наружный, и внутренний ограничитель.

Промышленные методы холодного гнутья

В зависимости от диаметра элемента и объёма работ могут использоваться ручные инструменты (трубогибы) или устройства с электромеханическим приводом.

Основные промышленные методы холодной гибки:

• Методом наматывания. Данная методика позволяет загнуть трубу с сечением в пределах 1,0-4,26 см в разных плоскостях. Чтобы сохранить форму сечения, используют составные или стержневые дорны – калибрующие пробки.
• С обкаткой. Такой способ подходит для сгибания трубчатых элементов диаметром не более 15 см. При этом толщина стенок должна быть внушительной. Суть метода: вокруг статичного гибочного ролика заданного размера движется обкатывающий ролик. Он прижимает трубу и выполняет её изгиб.
• Вальцовкой. Этот способ позволяет изогнуть заготовку по спирали или в кольцо. На вальцах элемент перемещается роликами и приобретает заданную положением роликов кривизну.
• Волочением. Метод подходит для сгибания тонкостенных цельнотянутых изделий. Для сгибания изготавливается шаблон из трубчатого элемента большего диаметра. Затем шаблон продевается в фильеру и фиксируется зажимом. За счёт вращения шаблона заготовка протягивается сквозь фильеру и загибается.
• При помощи растяжения. Эта методика позволяет свести к минимуму риск возникновения деформаций металла. Для этого заготовка фиксируется на краях, растягивается и сгибается одновременно за счёт использования гибочного шаблона.
• На опорах. Обычно используется две опоры, на которые укладывается заготовка. По мере изгибания опоры поворачиваются вокруг своей оси. Шаблон соединяется со штоком домкрата так, чтобы усилие прикладывалось по центру заготовки. Метод подходит для сгибания трубчатых изделий диаметром не более 35,1 см. Оборудование позволяет выполнить сгибание прямо на стройплощадке.
• С гидростатическим давлением внутри. Для этого в трубчатый элемент нагнетается жидкость. На концах устанавливаются заглушки. Из-за возникающих напряжений металл достигает почти пластического состояния. Потом к месту изгиба подносят шаблон и изгибают заготовку.
• С проталкиванием. Способ подходит для сгибания элементов диаметром в пределах трёх дюймов. Заготовку проталкивают через неподвижную и подвижную матрицу. Благодаря смещению матриц относительно друг друга можно регулировать кривизну изгиба. С помощью этой методики одну заготовку можно согнуть несколько раз в разных плоскостях.

Что касается использования дорнов, то самой простой пробкой для труб сечением не более 3,2 см может быть стальной трос. Один конец этого троса фиксируется в рукоятке. Другой конец соединяется с проволокой для выполнения протягивания в просвет. При этом диаметр калибрующей пробки должен быть чуть меньше, чем сечение трубчатого изделия – примерно на 0,1-0,5 мм.

Во время использования калибровочных пробок на внутренней поверхности заготовки могут возникать нежелательные царапины и насечки. Обычно такое происходит при сгибании изделий из нержавейки. Чтобы защититься от таких нежелательных последствий, нужно правильно выбирать материал для изготовления пробки, а также использовать смазку и тщательно очищать поверхность.

Важно: для смазки можно брать мыльную антикоррозионную эмульсию или машинное масло. Смазывать лучше весь элемент, погрузив его в ванну с веществом. Чтобы смазать место изгиба, сильно удалённое от концов заготовки, используют дорн с отверстиями, через которые можно подавать смазку.

Ручные способы гибки

Чтобы загнуть заготовку в домашних условиях, можно использовать ручной трубогиб.  Чаще всего применяют инструмент арбалетного типа, который сгибает элемент, выдавливая его в точке сгибания.

Внимание: при сгибании в домашних условиях также нужно стараться избежать нежелательных последствий этой процедуры.

Для того чтобы предотвратить изменение конфигурации сечения трубчатого элемента, используют средства, позволяющие противодействовать деформациям изнутри. Обычно для этих целей применяют чистый просеянный через мелкое сито песок. Процедура выполняется в такой последовательности:

1. С одной стороны заготовки вбивается заглушка, например, деревянный чопик.
2. В оставшееся отверстие насыпается подготовленный песок.
3. Это отверстие тоже плотно закрывается заглушкой.
4. После этого труба гнётся вокруг болванки подходящего размера.
5. После этого заглушки вынимаются, песок высыпается.

Вместо песка в качестве ограничителя можно использовать  замёрзшую воду, если процедура выполняется зимой. В этом случае в закрытую с одной стороны полость заготовки наливается вода. Затем второе отверстие тоже заглушается. Сгибание вокруг болванки выполняют после замерзания воды. После извлечения заглушек лёд сам растает, и воду можно вылить из трубы.

Важно: для сгибания в домашних условиях подходят только трубы из оцинковки диаметром не более 4 см с толщиной стенок не больше 3 мм. В противном случае лучше применять только профессиональные методы.

Также самостоятельно согнуть оцинкованную трубу можно с использованием пружины. Для этого делают следующее:

1. Специально изготавливают пружину из проволоки диаметром 1-4 мм. При этом она должна свободно помещаться внутри трубчатого элемента.
2. К одному концу пружины привязываем проволоку и фиксируем её на краю заготовки, чтобы потом можно было без проблем извлечь пружину. Само пружинное изделие помещаем в том месте трубы, где планируется выполнить изгиб.
3. Гнём заготовку вокруг стальной болванки или при помощи ручного трубогиба.
4. Теперь пружину можно извлекать.

Эта методика идеально подходит для сгибания профильных труб. Только учтите, что пружина должна иметь конфигурацию сгибаемого элемента.

Ещё один метод выполняется с использованием пучка проволоки. Каждая проволока по отдельности вставляется в заготовку так, чтобы весь пучок плотно заполнял трубчатый элемент. После сгибания проволока таким же образом, по отдельности, извлекается из полости трубы.