Минимальный радиус изгиба металлопластиковой трубы 20: Диаметр металлопластиковых труб для водопровода

Содержание

ГОСТ 17365-71; Справочник по холодной штамповке


Источник: ГОСТ 17365-71; Справочник по холодной штамповке

Минимальный радиус гибки труб

Минимальные радиусы гибки труб R должны быть:

  • для труб с наружным диаметром до 20 мм, не менее…2,5D
  • для труб с наружным диаметром свыше 20 мм, не менее…3,5D (где D – наружный диаметр трубы).

Утонение стенок в местах изгиба труб и переходов криволинейных участков в прямолинейные не должно превышать:

  • для стальных труб–20% от исходной толщины стенки
  • для труб алюминиевых сплавов–25% от исходной толщины стенки.

Утонение стенок труб, штампованных из листов, не должно превышать 15% от исходной толщины листа.

 








Тип профиля

Наименьший радиус изгиба

Примечание

Стальные трубы:

 

Радиусы изгиба по оси трубы. Гибка без наполнения или оплавки. При меньших радиусах изгиба гибку следует производить с оплавкой или наполнением.

при S=0,02D

4D

S=0,05D

3,6D

S=0,1D

3D

S=0,15D

2D

Обозначения:

D — диаметр трубы;

S — толщина стенки трубы

 

К оглавлению

 

оптимальные размеры и методы получения

Автор Монтажник На чтение 11 мин. Просмотров 4.4k. Обновлено

При монтаже трубопроводов из различного вида материалов его изгиб позволяет уменьшить количество разборных или сварных соединений, понижающих надежность магистрали. При проведении трубогибочных работ полезно знать допустимый радиус гиба трубы, обеспечивающий безопасность и надежную эксплуатацию трубопроводной системы в соответствии с технической документацией.

Чаще всего изгибаемые трубы выполнены из стали и коррозионно-стойких металлов: нержавейки, меди, алюминия, латуни, при устройстве бытовых систем отопления и водопроводов изгибают изделия из пластика и металлопластика. Методы сгибания труб по радиусу различны в зависимости от материала их изготовления и могут быть выполнены ручным или электромеханическим способом на специальных станках.

Радиус гиба трубы Радиус гиба трубы

Рис. 1 Углы гиба медных труб и изделий из латуни

Требования стандартов к радиусу изгиба

При сгибе трубных элементов их стенки не должны изменять свой профиль, сечение и пропускную способность (изменение внутреннего диаметра) – это достигается за счет определенного радиуса разворота, который установлен стандартами.

При определении минимальных пределов закругления учитывают способы его получения – наилучшие показатели в сторону уменьшения обеспечивают дорновые трубогибы с технологией наматывания и температурная обработка, позволяющая уменьшить размеры окружности.

Показатель также зависит от материала изготовления и размеров изделия: наружного диаметра (Dn) и толщины стенок (S), в таблицах также приводится длина прямого участка, которая необходима для получения указанных значений.

При работах важно знать размеры ырагмента, на котором получены данные значения радиуса – они исчисляются суммированием длин двух прямых участков и дуги, рассчитываемой по специальной формуле.

Рис. 2 Минимальный радиус гиба трубы стальных трубопроводов и расчет длины дуги

Данные, приведенные в таблицах, гарантируют при соблюдении размерных параметров требуемую ГОСТ эллипсность и овальность до 12,5%.

Согласно ГОСТ 17365-71В на трубопроводы для агрессивных сред, указан следующий минимальный радиус гиба труб:

  • для элементов с наружным диаметром D до 20 мм. – не менее 2,5 D;
  • при D, больше 20 мм. радиус не должен быть меньше 3,5 D.

При этом утоньшение стенок в зоне гиба не должно превышать 20% для стали и 25% для алюминия.

Методы сгибания труб и их преимущества

Сгибание труб является технологией, где нужный поворот в направлении трубопроводной линии создается путем физического воздействия на заготовку, метод имеет следующие преимущества:

  • Уменьшенная металлоемкость, в магистрали отсутствуют переходные фланцы, муфты и патрубки.
  • Пониженные трудозатраты при монтаже трубопроводов по сравнению со сварными соединениями.
  • Низкие гидравлические потери из-за неизменного профильного сечения.

Рис. 3 Дорны для трубогибов

  • Неизменная структура металла, его физические и химические параметры по сравнению со сваркой.
  • Высокое качество герметизации, линия имеет однородную структуру без разрывов и стыков.
  • Эстетичный внешний вид магистрали

Существуют две основных технологии гибки – горячая и холодная, приспособления и методы можно разбить на следующие категории:

  1. По типу физического воздействия трубогибный агрегат может быть ручной и электрический с механическим или гидравлическим приводом.
  2. По технологии сгибания – дорновые (гиб при помощи специальных внутренних протекторов), бездорновые, и вальцовочные установки с роликами.
  3. По профилю – установки для металлопропрофильных прямоугольных или круглых изделий.

Гибка трубы на горячую

Рис. 4 Горячие способы гибки труб

Горячая гибка

Популярная в быту технология применяется в случаях, когда отсутствует трубогибный аппарат или нет возможности произвести работы холодным способом, процесс состоит из нескольких операций:

  1. Заготовка заполняется речным мелкозернистым сеяным песком без посторонних вкраплений в сухом виде. Для этого с одного конца вставляют заглушку, засыпают песок и закрывают отверстие с другой стороны.
  2. Место изгибания нагревается до температуры не более 900 градусов во избежание пережога и производится постепенное плавное механическое наматывание  детали вокруг округлого шаблона.
  3. По окончании процесса заглушки извлекаются и из заготовки высыпается песок.

Холодные методы сгибания круглых труб

Холодные способы имеют неоспоримые преимущества перед горячими технологиями: они не нарушают структуру металла, более производительны и требуют меньше затрат. При холодном сгибе возникают следующие дефекты:

  1. уменьшение сечения трубы с внешней стороны профиля;
  2. искривления в загибе в виде гофры с внутренней стороны;
  3. изменение профильной формы в местах изгиба труб с круглой на овальную.

Гибка металлопрофиляГибка металлопрофиля

Рис. 5 Сгибание заготовок из металлопрофиля в быту

Чаще всего подобные дефекты возникают при деформации тонкостенных труб, поэтому при операциях с ними используется внутренний протектор – дорн, вставляемый во внутреннюю полость.

Дорн представляет собой устройство, состоящее из жесткого стержня с подвижными сегментами на краю шарообразной или полусферической формы. Перед работой устройство помещается во внутреннюю полость заготовки таким образом, чтобы его подвижные элементы располагались в точке гиба, по окончании процедуры дорн извлекают из готового элемента и процесс повторяют.

Изгибание профиля квадратного или прямоугольного сечения хотя и применяется в промышленности, гнутый металлопрофиль более востребован в быту. При сооружении перекрытий теплиц требуется арочный профиль, который можно сделать с использованием несложного устройства. Принцип действия этого приспособления заключается в прокатке профильной заготовки через систему из трех вращающихся валков, два крайних из которых являются неподвижными, а третий перемещается в продольном направлении, задавая угол изгиба.

Если необходимо получить в прямоугольном профиле меньший радиус закругления, используют термический нагрев металлопрофиля паяльной лампой или газовой горелкой с одновременным физическим воздействием.

Рычажный тругибРычажный тругиб

Рис. 6 Рычажные гибы в ручных приспособлениях

Радиус гиба трубы – приспособления для получения в быту и промышленности

На строительном рынке можно обнаружить большое количество приспособлений индивидуального использования для изгибания труб, от простейших пружин до сложных электромеханических станков с гидравлической подачей.

Ручные трубогибы

Трубогибы данного класса обладают невысокой стоимостью, имеют простую конструкцию, малый вес и габариты, процесс изгибания заготовки происходит за счет физического усилия работника. По принципу работы ручные агрегаты, выпускаемые промышленностью, можно разбить на следующие категории.

Рычажные. Изгибание производится за счет большого рычага, позволяющего уменьшить прилагаемое мышечное усилие. В таких устройствах заготовка вставляется в оправку заданной формы и размера (пуансон) и с помощью рычага происходит огибание шаблонной поверхности изделием – в результате получается элемент заданного профиля. Рычажные устройства позволяют получать радиус закругления в 180 градусов и подходят для труб из мягких металлов небольшого диаметра (до 1 дюйма). Для получения закруглений различного размера используют сменные пуансоны, для облегчения проведения работ многие модели оснащаются гидроприводом.

Гидравлический трубогибГидравлический трубогиб

Рис. 7 Арбалетные приспособления ручного типа

Арбалетные. При работе заготовка помещается на два валика или упора, а изгибание происходит давлением на ее поверхность между упорами пуансона заданной формы и сечения. Агрегаты имеют сменные пуансонные насадки и передвижные упоры, позволяющие задавать радиус изгиба стальной трубы или заготовок из цветных металлов.

Гибочный башмак установлен на штоке, который может перемещаться с помощью винтовой передачи, гидравлического давления жидкости при ручном нагнетании или посредством гидравлики с электроприводом. Подобные устройства позволяют производить изгибание труб из мягких материалов диаметром до 100 мм.

Трехроликовые агрегаты (трубогибочные вальцы). Являются самым распространенным типом трубогибочных агрегатов в быту и промышленности, работают по принципу холодной вальцовки. Конструктивно выполнены в виде двух роликов, в ручьи которых устанавливается заготовка, третий ролик постепенно подводят к поверхности, одновременно прокатывая изделие в разные стороны. В результате происходит деформация заготовки без складкообразования большего сечения, чем в других ручных трубогибах.

Отличительной особенностью агрегата является невозможность получения малого радиуса закругления (обычное значение 3 – 4 величины внутреннего диаметра).

Все перечисленные устройства являются бездорновыми агрегатами, поэтому неэффективны при гибке тонкостенных изделий, также их нежелательно использовать при работе с заготовками со сварным стыком стенок – при пластический деформации возможно раскрытие отдельных участков шва.

Ручные трубогибочные вальцыРучные трубогибочные вальцы

Рис. 8 Трубогибочные вальцы

Электромеханические трубогибы

Электромеханические агрегаты в основном используются в промышленности и обеспечивают выполнение следующих технологических процессов.

Бездорновая гибка. Станки применяются при работе с заготовками, для радиусов гиба 3 – 4 D., способны изгибать толстостенные трубы для мебельной и строительной отрасли, магистральных трубопроводов. Станки имеют самую простую конструкцию и управление по сравнению с другими видами, отличаются малыми габаритными размерами и весом.

Бустерная обработка. Агрегаты, работающие по специальной технологии продвижения каретки с деталью дополнительным узлом, разработаны для получения сложных гибов без утоньшения стенок. Применяются для изготовления змеевиков различной формы в тепловой энергетике, котельной и водонагревательной индустрии.

Дорновая гибка. Агрегаты данного типа позволяют производить высококачественное изгибание тонкостенных элементов с наружным диаметром до 120 мм. Промышленные станки могут иметь автоматическое или полуавтоматическое исполнение с числовым программным управлением.

Трехвалковая гибка. Конструкция широко используется для изгибания любых металлов и сплавов, отличается универсальностью: отлично справляется с профилем круглого или прямоугольного сечения, уголками и плоскими пластинами. Многофункциональность агрегата достигается за счет смены валков с различным видом рабочих поверхностей и размеров.

При помощи данного агрегата удобно гнуть элементы большой длины с одинаковым большим радиусом закругления на всем протяжении.

Профессиональные трубогибыПрофессиональные трубогибы

Рис. 9 Промышленные трубогибы

Применение гидравлики – преимущества

Во многих ручных и практически во всех промышленных трубогибочных агрегатах используется гидравлический привод, имеющий следующие преимущества перед винтовым механическим:

  • бесступенчатая подача привода к сгибаемому изделию;
  • возможность развивать большие статические усилия при возвратно-поступательном движении, недостижимые при использовании только одних электроприводов;
  • малые габариты основных узлов;
  • высокое быстродействие;
  • надежность и долговечность;
  • отсутствие трущихся узлов и хорошая смазываемость.

Способы гибки стальной трубыСпособы гибки стальной трубы

Рис. 10 Способ гибки стальной металлической заготовки

Методы гибки труб без заводских приспособлений

В бытовых условиях нередко возникает необходимость в изгибании трубных заготовок при проведении строительных работ или монтаже газовых трубопроводов. При этом экономически нецелесообразно тратить финансовые средства на приобретение заводских трубогибов для разовых операций, многие применяют для  этих целей простые самодельные приспособления.

Стальные трубы

Сталь относится к довольно жестким и прочным материалам, с большим трудом поддающимся деформации, основным методом изменения ее конфигурации является сгиб в нагретом состоянии с наполнителем при одновременном физическом воздействии. Для труб из тонкостенной нержавейки для получения длинного участка с небольшим радиусом изгиба применяют следующую технологию:

  1. Устанавливают заготовку вертикально, закрывают ее с одного конца пробкой и внутрь засыпают очень мелкий сухой песок, после полного заполнения вставляют пробку с другой стороны.
  2. Находят трубу или низкий вертикальный столб нужного диаметра и жестко закрепляют трубный конец на его поверхности.
  3. Оборачивают деталь вокруг трубной оси, поворачивая шаблон или обходя его вокруг.
  4. После навивки освобождают конец и извлекают изогнутую деталь из шаблона, снимают пробки и высыпают песок.

нужный радиус изгиба трубынужный радиус изгиба трубы

Рис. 11 Как получают нужный радиус изгиба медной трубы

Медные трубы

Медь относится к более мягким материалам, чем сталь, ее также удобно гнуть при нагревании или с помощью засыпанного внутрь песка. Можно также использовать для изгибания бытовой заменитель дорна – стальную пружину с плотными толстыми витками и сечением чуть меньше обрабатываемой детали. При проведении работ элемент вставляется внутрь и находится в точке, где производится деформация, а после проведения необходимых операций легко извлекается наружу. Но намного проще изгибать медные трубы специальным пружинным трубогибом (данные изделия можно приобрести в торговой сети), которые эффективны на коротких трассах и работают за счет равномерного распределения прилагаемого усилия на поверхность. Пружинное устройство работает следующим образом:

  1. Пружина одевается поверх трубы в нужное место, после чего ее вручную изгибают вместе с трубой.
  2. При дальнейшем изгибании пружину перемещают и производят загиб в другой точке.
  3. По завершении операции пружинный сегмент легко извлекается наружу без применения подсобных средств.

Другой популярный материал – алюминий, проще изгибать с нагреванием горелкой.

Гиб трубы без станкаГиб трубы без станка

Рис. 12 Как гнут трубы без станка из  алюминия

Металлопластиковые трубы

Да изгибания металлопластиковых труб в бытовом хозяйстве используется внутренняя или наружная пружина (кондуктор). Технология проведения работ аналогична операциям с медной трубой, при сгибке следует соблюдать допустимые ограничения по радиусу во избежание повреждения изделия.

Пластиковые трубы

Основным элементом для изменения конфигурации пластиковых труб является строительный или бытовой фен, для облегчения работ можно использовать песок. Изделия сложной формы гнут следующим образом:

  • На деревянную плиту с помощью шуруповерта вкручивают саморезы по нужной конфигурации заготовки.
  • Вставляют трубный конец между двумя шурупами и производят нагрев стенки трубы феном, обеспечивая направление изделия с поворотами и гибкой по заданному маршруту.
  • По окончании работ выкручивают саморезы и извлекают заготовку.

Гиб пластиковой трубыГиб пластиковой трубы

Рис. 13 Способы гибки труб из металлопластика наружным и внутренним кондуктором

Можно воспользоваться еще одной простой технологией:

  • Насыпают в пластиковую трубу песок и плотно закрывают ее концы.
  • Помещают изделие на некоторое время в кипящую воду и затем извлекают на поверхность.
  • Придают заготовке нужную форму, фиксируя ее в нужном положении и дожидаясь охлаждения.

Радиус гиба ПНД трубыРадиус гиба ПНД трубы

Рис. 14 Как сгибают пластиковые элементы

Существующие промышленные и бытовые методы получения необходимого радиуса изгиба позволяет проводить данные операции с любыми материалами различных диаметров. Для проведения работ применяют специальные приспособления ручного или электромеханического принципа действия, в которых часто используются гидравлические узлы. В бытовом хозяйстве эффективными методами гибки является применение специальных пружин и нагрев изделий газовыми горелками или бытовым феном (при изгибании пластика).

Металлопластиковые трубы Минимальный радиус изгиба руками 100 мм
, Диаметр трубы 20 мм


Применение



Все



Труба применяется для систем водоснабжения и отопления.
2


Труба применяется в системах питьевого и хозяйственно- питьевого назначения, горячего водоснабжения, отопления, а также в качестве технологических трубопроводов, транспортирующих жидкости, не агрессивные к материалам. 0


Труба применяется в системах питьевого и хозяйственно-питьевого назначения, горячего водоснабжения, отопления , а также в качестве технологических трубопроводов, транспортирующих жидкости, не агрессивные к материалам трубы. 0


Предназначена для транспортировки жидкостей в системах отопления (высоко- и низкотемпературных), водоснабжения и водоподготовки. Труба изготовленна из сшитого полиэтилена (PE-X) с алюминиевым слоем, выполняющим функцию стабилизации трубы и кислородного ба 0


Предназначена для транспортировки жидкостей в системах отопления (высоко и низкотемпературных), водоснабжения и водоподготовки. Труба изготовлена из полиэтилена с высокой термостойкостью с алюминиевым слоем, выполняющим функцию стабилизации трубы и кислор 0


Рабочая температура при давлении 10 бар


Толщина слоя алюминия



Все



1,2 мм 0


0,2 мм 0


0,3 мм 0


0,4 мм 0


0,5 мм 0


0,6 мм 0


0,7 мм 0


0,8 мм 0


0,9 мм 0


0,25 мм 0


0,28 мм 0


Способ сварки алюминия (сварка встык)


Внутренний слой


Ударная вязкость при 20 оС


Минимальный радиус изгиба трубогибом


Константа материала С


Коэффициент шероховатости внутренней поверхности


Класс эксплуатации по ГОСТ Р 53630-2009


Классификация по пожаробезопасности


Шероховатость труб


Минимальный радиус изгиба руками


Максимальное рабочее давление


Толщина гофры


Кислородная диффузия (DIN 4726)


MAX рабочая температура, °C


Класс применения (EN ISO 21003-1)


Диффузия кислорода


Классы приложений UNI ISO 21003


Радиус изгиба с помощью трубогиба/вручную, мм


Диаметр бухты


Толщина стенки


Толщина слоя алюминия, мм

Металлопластиковые трубы Минимальный радиус изгиба вручную 100 мм
, Диаметр трубы 20 мм


Применение



Все



Труба применяется для систем водоснабжения и отопления. 0


Труба применяется в системах питьевого и хозяйственно- питьевого назначения, горячего водоснабжения, отопления, а также в качестве технологических трубопроводов, транспортирующих жидкости, не агрессивные к материалам. 0


Труба применяется в системах питьевого и хозяйственно-питьевого назначения, горячего водоснабжения, отопления , а также в качестве технологических трубопроводов, транспортирующих жидкости, не агрессивные к материалам трубы. 0


Предназначена для транспортировки жидкостей в системах отопления (высоко- и низкотемпературных), водоснабжения и водоподготовки. Труба изготовленна из сшитого полиэтилена (PE-X) с алюминиевым слоем, выполняющим функцию стабилизации трубы и кислородного ба
3


Предназначена для транспортировки жидкостей в системах отопления (высоко и низкотемпературных), водоснабжения и водоподготовки. Труба изготовлена из полиэтилена с высокой термостойкостью с алюминиевым слоем, выполняющим функцию стабилизации трубы и кислор
1


Рабочая температура при давлении 10 бар


Толщина слоя алюминия



Все



1,2 мм 0


0,2 мм 0


0,3 мм 0


0,4 мм 0


0,5 мм
1


0,6 мм 0


0,7 мм 0


0,8 мм 0


0,9 мм 0


0,25 мм
3


0,28 мм 0


Способ сварки алюминия (сварка встык)


Внутренний слой


Ударная вязкость при 20 оС


Минимальный радиус изгиба трубогибом


Константа материала С


Коэффициент шероховатости внутренней поверхности


Класс эксплуатации по ГОСТ Р 53630-2009


Классификация по пожаробезопасности


Шероховатость труб


Минимальный радиус изгиба руками


Максимальное рабочее давление


Толщина гофры


Кислородная диффузия (DIN 4726)


MAX рабочая температура, °C


Класс применения (EN ISO 21003-1)


Диффузия кислорода


Классы приложений UNI ISO 21003


Радиус изгиба с помощью трубогиба/вручную, мм


Диаметр бухты


Толщина стенки


Толщина слоя алюминия, мм

Металлопластиковые трубы Минимальный радиус изгиба руками 200 мм


Применение



Все



Труба применяется для систем водоснабжения и отопления.
1


Труба применяется в системах питьевого и хозяйственно- питьевого назначения, горячего водоснабжения, отопления, а также в качестве технологических трубопроводов, транспортирующих жидкости, не агрессивные к материалам. 0


Труба применяется в системах питьевого и хозяйственно-питьевого назначения, горячего водоснабжения, отопления , а также в качестве технологических трубопроводов, транспортирующих жидкости, не агрессивные к материалам трубы. 0


Предназначена для транспортировки жидкостей в системах отопления (высоко- и низкотемпературных), водоснабжения и водоподготовки. Труба изготовленна из сшитого полиэтилена (PE-X) с алюминиевым слоем, выполняющим функцию стабилизации трубы и кислородного ба 0


Предназначена для транспортировки жидкостей в системах отопления (высоко и низкотемпературных), водоснабжения и водоподготовки. Труба изготовлена из полиэтилена с высокой термостойкостью с алюминиевым слоем, выполняющим функцию стабилизации трубы и кислор 0


Рабочая температура при давлении 10 бар


Толщина слоя алюминия



Все



1,2 мм 0


0,2 мм 0


0,3 мм 0


0,4 мм 0


0,5 мм 0


0,6 мм 0


0,7 мм 0


0,8 мм 0


0,9 мм 0


0,25 мм 0


0,28 мм 0


Способ сварки алюминия (сварка встык)


Внутренний слой


Ударная вязкость при 20 оС


Минимальный радиус изгиба трубогибом


Константа материала С


Коэффициент шероховатости внутренней поверхности


Класс эксплуатации по ГОСТ Р 53630-2009


Классификация по пожаробезопасности


Шероховатость труб


Минимальный радиус изгиба руками


Максимальное рабочее давление


Толщина гофры


Кислородная диффузия (DIN 4726)


MAX рабочая температура, °C


Класс применения (EN ISO 21003-1)


Диффузия кислорода


Классы приложений UNI ISO 21003


Радиус изгиба с помощью трубогиба/вручную, мм


Диаметр бухты


Толщина стенки


Толщина слоя алюминия, мм


Минимальный радиус изгиба вручную


Объем жидкости в 1 п.м. трубы


Объём жидкости в 1 п.м трубы, л


Изоляционная способность


Теплопроводность


Максимальная/минимальная температура монтажа


Максимальная допустимая кратковременная температура


Коэффициент шероховатости внутренней поверхности, µm


Коэффициент шумопоглащения


Кратковременная максимальная температура


MAX рабочее давление, бар


Степень сшивки полиэтилена, %


Коэффициент линейного расширения


Область применения



Все



водоснабжение, отопление, ГВС, ХВС
1


питьевого водоснабжение, отопление, газы, дождевая вода, мазут 0


питьевое водоснабжение, отопление, газы, дождевая вода, ГВС, ХВС 0


Толщина алюминия


Материал корпуса

Основы тяжелого изгиба

Рис. 1. Зерна листа идут параллельно направлению прокатки.

В то время как толщина листового металла составляет от 0,005 до 0,249 дюйма, толщина алюминиевых и стальных листов начинается от 0,250 дюйма и достигает 13 дюймов или даже больше. Точно так же листовая сталь различается по прочности от мягких разновидностей до некоторых очень высокопрочных материалов, таких как Hardox ® . Когда дело доходит до очень толстого или высокопрочного материала, традиционные правила определения минимума
Радиусы изгиба, минимальные радиусы вершины пуансона, отверстия в матрице, расчеты изгибающих усилий и требования к инструментам могут больше не применяться — по крайней мере, не так, как при работе с более тонкими калибрами.

Поскольку заготовка может быть очень толстой и прочной, вам необходимо понимать переменные и научиться с ними работать. Во-первых, рассмотрите химический состав материала, его поверхность и состояние кромки, а также его толщину и определите, происходит ли изгиб по направлению волокон материала или поперек него.

Любое формование, независимо от масштаба, связано с некоторой пластической деформацией. Расширение материала происходит на внешней поверхности изгиба, сжатие — на внутренней, и вам нужно знать, как обращаться с обоими способами.Пределы пластичности материала будут определяющим фактором для минимального радиуса изгиба.

Деформации, связанные с пластической деформацией при холодной штамповке, могут вызвать деформационное упрочнение материала. Это может изменить механические свойства материала в области изгиба, где происходит пластическая деформация. На этом этапе необходимо учитывать пластичность и сопротивление разрушению.

Независимо от материала, его толщины или толщины, мягкая сталь и мягкий алюминий намного более пластичны, чем высокопрочные материалы, и, следовательно, их можно сгибать до более острого радиуса.Вот почему при гибке толстых или высокопрочных металлов необходимо соблюдать минимальный внутренний радиус изгиба. Это сведет к минимуму эффекты деформационного упрочнения и растрескивания при изгибе.

В технических паспортах поставщика материалов обычно указывается, в какой степени лист может быть сформирован без сбоев, и рекомендуются минимальные радиусы изгиба в зависимости от типа и свойств материала. Обычно сталь с низким содержанием углерода или мягкий алюминий необходимы для хорошей формуемости и малого внутреннего радиуса; но по мере того, как уровень углерода в стали или твердость алюминия увеличивается, его
пластичность и формуемость ограничены, что увеличивает минимальный радиус изготовления.

Важность зернового направления

При работе с листом обращайте пристальное внимание на то, формируете ли вы в (продольном) или поперечном (поперечном) направлении волокон (см. Рисунок 1 ). Направление волокон листа зависит от процесса прокатки на стане, который растягивает металлургическую структуру и включения материала. Зерна идут параллельно направлению прокатки.

Формовка с зерном требует меньшего усилия изгиба, поскольку пластичность материала легко растягивается.Но это растяжение вызывает расширение зерен, что проявляется в виде растрескивания на внешнем радиусе изгиба. Чтобы предотвратить или хотя бы уменьшить это растрескивание при изгибе в продольном направлении по отношению к направлению волокон, вам может потребоваться использовать больший радиус изгиба. При гибке поперек направления волокон
уменьшенная пластичность увеличит требуемую формовочную мощность, но будет способна выдержать гораздо более узкий внутренний радиус изгиба без разрушения внешней поверхности изгиба.

Локальное напряжение

Локальное напряжение может повлиять на результаты штамповки, что ограничивает возможный внутренний радиус изгиба.Термические процессы, такие как пламенная и лазерная резка, приводят к упрочнению кромок и повышению концентрации напряжений. Возможно, вам придется удалить зазубрины и острые углы на срезанных краях. Обработка срезанных краев и поверхностей может помочь уменьшить или удалить микротрещины в критических областях.

При формировании толстого листа с малым радиусом изгиба вам может потребоваться предварительный нагрев материала от 200 до 300 градусов по Фаренгейту перед изгибом, особенно если вы пытаетесь изгибать толщину 0,75 дюйма или больше. Для достижения наилучших результатов обязательно равномерно нагрейте материал.

Рис. 2: В инструменте справа пространство матрицы освобождено. Это позволяет пуансону глубоко проникать в пространство матрицы и для компенсации упругого возврата использовать угол наклона матрицы 78 или 73 градуса.

Пружинная

Все стали, алюминий и даже пластмассы демонстрируют упругость при снятии с них изгибающих сил. Возврат — это снятие упругой деформации и напрямую связано с пределом текучести материала.По этой причине для достижения требуемого угла необходим больший угол изгиба, особенно для сталей с высоким пределом текучести и большинства алюминиевых сплавов.

Определенная деталь из листового металла может иметь, скажем, 2 градуса упругого возврата, поэтому вам понадобится пуансон с минимальным входящим углом, который как минимум на 2 градуса меньше, чем включенный угол матрицы, чтобы обеспечить необходимый угловой зазор. Но чем больше радиус, тем больше будет упругость, и величина упругой отдачи может быть значительной, когда радиус велик по отношению к толщине листа или пластины.

Правильная ширина и угол матрицы могут помочь компенсировать эту чрезмерную упругость. Сюда входят штампы со снятым монтажом (см. , рис. 2, ), с углами наклона 78 или 73 градуса. Канальные матрицы имеют углы, которые являются перпендикулярными, прямыми вверх и вниз. Оба позволяют обеспечить необходимое проникновение инструмента без столкновения между поверхностями матрицы, пуансоном и материалом.

Сталь для горячей штамповки

Горячее формование происходит при температуре листа от 1600 до 1700 градусов по Фаренгейту.Это уменьшает или даже устраняет деформационное упрочнение, радиальное растрескивание и искажение зеренной структуры. Высокая температура вызывает рекристаллизацию пластины, фактически изменяя ее молекулярную структуру.

Пластина может нуждаться в повторной обработке, чтобы вернуть ее в исходное состояние. Тем не менее, по сравнению с холодной штамповкой, горячая штамповка обеспечивает гораздо большую формуемость и снижает требования к тоннажу, что делает его привлекательной альтернативой, когда производительность пресса является проблемой.Листогибочный пресс может не формировать холодную пластину, но может формировать ее горячую.

Как и все остальное, горячее формование имеет свои ограничения. Высокая температура, необходимая для горячей штамповки, может вызвать окисление. Это также может вызвать обезуглероживание поверхности — изменение или потерю углерода в стали. Большинство считает обезуглероживание дефектом, поскольку потеря углерода делает сталь менее стабильной, что, в свою очередь, может вызвать множество проблем с изделиями, изготовленными из этой стали. Ты можешь
выполнить испытания материала, чтобы подтвердить уровень потерь углерода и приемлемость измененного материала.

Алюминий горячей штамповки

Если вы сгибаете что-нибудь более твердое, чем алюминий 5054, вам необходимо отжечь его, нагревая по линии сгиба. Если вы этого не сделаете, такой твердый алюминий будет трескаться и ломаться во время формовки.

Алюминий плавится при температуре от 865 до 1240 градусов по Фаренгейту, поэтому его, очевидно, нельзя нагреть так сильно, как сталь. В некоторых случаях алюминий нагревается, сгибается и перекристаллизовывается так же, как сталь, а в других случаях он реагирует совсем иначе. При нагревании алюминий имеет тенденцию к большей упругости.Вы можете добиться желаемого угла и радиуса изгиба, но как только он остынет, он немного вернется назад.

При нагревании сталь сначала становится пластичной, а затем плавится. Когда алюминий нагревается, он сначала становится пластичным, затем становится хрупким, а затем плавится. Если нагреть алюминий слишком близко к температуре плавления, а затем попытаться согнуть его, заготовка может треснуть или сломаться.

Еще одна сложность при горячей штамповке алюминия заключается в том, что при нагревании металл не меняет цвет так же, как сталь.Вы можете отжечь алюминий с помощью кислородно-ацетиленовой горелки с нейтральным пламенем. Проведите вперед и назад, пока не увидите золотистый цвет. Вы также можете увидеть черную пленку или форму сажи, но вы можете легко стереть ее позже. В зависимости от толщины пластины на это может потребоваться всего несколько
сметает пламя, поэтому будьте осторожны, чтобы не перегреться. Если вы это сделаете, вы можете сделать его ломким или даже расплавить.

Рисунок 3: Продольный изгиб или изгиб с зернистостью материала увеличивает требуемый минимальный внутренний радиус изгиба.

Минимальный радиус внутреннего изгиба

Для стали, алюминия и нержавеющей стали вы найдете множество значений минимального отношения радиуса изгиба к толщине, и вам нужно будет изучить эти значения в данных, предоставленных вашим поставщиком материалов. Однако, исследуя эти значения, имейте в виду, что изгиб поперечный (поперек волокон) или продольный (вдоль волокон) будет влиять на минимальный требуемый радиус изгиба. Продольный изгиб
требует большего радиуса, чем указано для поперечного изгиба (см. Рисунок 3 ).

По мере увеличения толщины увеличивается и минимальный радиус. Для 6061 толщиной 0,25 дюйма в состоянии «O» поставщик материала может указать отношение внутреннего радиуса к толщине пластины 1: 1. У алюминия толщиной 0,375 дюйма минимальный радиус в 1,5 раза больше толщины; для толщины 0,5 дюйма это в 2 раза больше.

Минимальный радиус также увеличивается с более твердым материалом. Для 6061 толщиной 0,25 дюйма в состоянии «T4» поставщик материала может указать минимальный радиус, равный 3-кратной толщине; 0.Лист толщиной 375 дюймов может иметь минимальный радиус в 3,5 раза больше толщины; для пластины толщиной 0,5 дюйма она может быть в 4 раза больше.

Тенденция очевидна: чем тверже и толще лист, тем больше минимальный радиус изгиба. Для алюминия 7050 толщиной 0,5 дюйма минимальный радиус изгиба может быть указан в 9,5 раз больше толщины материала.

Опять же, минимальный внутренний радиус изгиба даже больше при гибке с волокном. Для стали толщиной от 0,5 до 0,8 дюйма марки 350 и 400 могут иметь минимальный радиус изгиба 2.При поперечном изгибе в 5 раз больше толщины материала, в то время как при продольном изгибе может потребоваться минимальный радиус изгиба, который в 3,75 раза превышает толщину материала. И толщиной от 0,8 до 2 дюймов вам, вероятно, потребуется
горячая форма.

Простое практическое правило

Существует эмпирическое правило для определения минимального радиуса изгиба стали, и это обычно работает и для алюминия: разделите 50 на процент уменьшения прочности материала, указанный вашим поставщиком. Это значение будет зависеть от класса.

Если у стали величина уменьшения прочности на разрыв 10 процентов, разделите 50 на это значение: 50/10 = 5. Затем вычтите 1 из этого ответа: 5 — 1 = 4. Теперь умножьте полученный ответ на толщину листа. Если толщина материала 0,5 дюйма: 4 × 0,5 = 2. Таким образом, в этом случае минимальный внутренний радиус изгиба в 2 раза больше толщины материала.

Обратите внимание, что это всего лишь практическое правило. Для определения истинного минимального радиуса изгиба стального или алюминиевого листа требуется небольшое исследование. Сюда должны входить данные от вашего поставщика материала, независимо от того, гнете ли вы по волокну или напротив него, а также информацию, относящуюся к области применения.Тем не менее, ответы есть, и мы ждем, когда вы их найдете.

.

Минимальный и рекомендуемый внутренний радиус изгиба

Рисунок 1
Продольная гибка или гибка с материалом
зерна, увеличивает необходимый минимальный внутренний радиус
изгиб.

Q: В предыдущей статье «Основы гибки» вы упоминали «процент уменьшения прочности материала», используемый для расчета минимального внутреннего радиуса изгиба различных металлов. Вы описали приблизительное правило для определения минимального радиуса изгиба стали: разделите 50 на процент обжатия материала, указанный поставщиком материала, вычтите 1, а затем умножьте на толщину листа.

Чтобы сформулировать свой пример: «Если сталь имеет значение уменьшения прочности на растяжение 10 процентов, разделите 50 на это значение: 50/10 = 5. Затем вычтите 1 из этого ответа: 5 — 1 = 4. Теперь, умножьте этот ответ на толщину пластины. Если толщина материала 0,5 дюйма: 4 × 0,5 = 2. Таким образом, в этом случае минимальный внутренний радиус изгиба в 2 раза больше толщины материала ».

Если я смотрю на свойства стали A36, я вижу свойства удлинения от 18 до 21 процента. Это свойство, о котором вы говорите? Используя среднее значение 20 процентов и толщину материала 0.5 дюймов, это равняется [(50/20) — 1] × 0,5 = 0,75. Затем я умножил этот ответ на толщину материала: 0,75 × 0,5 = 0,375 дюйма. Однако таблица допусков на изгиб, которую я получил от нашего производителя листогибочного пресса, дает другую информацию. Для пластины толщиной 0,5 дюйма он показывает внутренний радиус изгиба 0,781 дюйма для пластины толщиной 5 дюймов. ширина штампа, или 0,625 дюйма для 4-дюймового. ширина штампа. Я знаю, что вы упомянули, что приведенный вами расчет является приблизительным, но расхождение между формулой и таблицей допусков на изгиб производителя тормозов кажется значительным; это вдвое меньше.Правильно ли число 20 процентов, или я неправильно применил уравнение?

A: У вас есть формула правильная при 0,375 дюйма. Однако я считаю, что вы неверно истолковали значение и то, как оно соотносится с таблицей допусков на изгиб. Расчетный 0,375 дюйма. Радиус — это минимальный производимый внутренний радиус для этого материала, а не рекомендуемый внутренний радиус , который вы видите в таблице допусков на изгиб.

Действительно, чем тверже и толще плита, тем больше минимальный радиус изгиба.Минимальный внутренний радиус изгиба даже больше при гибке с волокном. Для стали толщиной от 0,5 до 0,8 дюйма марки 350 и 400 могут иметь минимальный радиус изгиба, в 2,5 раза превышающий толщину материала при поперечном изгибе, в то время как при продольном изгибе может потребоваться минимальный радиус изгиба, в 3,75 раза превышающий толщину материала (см. , рис. ).

Также обратите внимание, что все это всего лишь примеры; фактические значения минимального радиуса зависят от класса. Для стали, алюминия и нержавеющей стали вы найдете различные минимальные отношения радиуса изгиба к толщине, и вам нужно будет изучить эти значения в данных, предоставленных вашим поставщиком материалов.

Но опять же, все это относится к минимальному внутреннему радиусу изгиба — что физически возможно, если у вас есть листогибочные прессы и инструменты, способные справиться с большим грузом. Рекомендуемый внутренний радиус изгиба является оптимальным для типичного применения.

Радиусы из таблицы допусков на изгиб (см. , рис. 2 ) основаны на 15 процентах отверстия матрицы и представляют собой в основном однозначное соотношение между толщиной материала и внутренним радиусом при использовании рекомендованного отверстия матрицы в 5 дюйм.Используя 5-дюйм. die и тем самым обеспечивая однозначное соотношение внутреннего радиуса к толщине материала, вы добьетесь наилучших результатов в своем продукте и наиболее стабильных углов изгиба.

Предполагая, что у вас есть тоннаж и вы можете протолкнуть материал в отверстие матрицы шириной всего 2,5 дюйма — всего в пять раз больше толщины материала — вы можете достичь минимального внутреннего радиуса, который возможен в воздушной форме. Однако по многим причинам я бы не рекомендовал вам это делать. Тем не менее, некоторые люди делают это, если у них есть высокотоннажные машины.

Рисунок 2
Эта часть таблицы допусков на изгиб дает рекомендуемый внутренний радиус, а не минимальный внутренний радиус, который может
быть произведенным. Также обратите внимание, что это не диаграмма уменьшения изгиба. Припуск на изгиб используется для расчета вычетов изгиба.
нужно для квартирной планировки. Примечание редактора: эта диаграмма предназначена только для иллюстративных целей и не заменяет изгиб
таблицы допусков, предоставленные производителем листогибочного пресса.

5-дюйм. толщина штампа в 10 раз превышает толщину материала, и, как правило, при такой толщине правильным и распространенным является 10–12-кратная толщина материала. Я, как и производитель вашего листогибочного пресса, не рекомендовал бы использовать отверстие в матрице меньшего размера хотя бы по той причине, чтобы избежать повреждения листогибочного пресса и инструментов. Если отверстие в матрице меньше, чем в 8 раз превышает толщину материала для листового металла или в 10–12 раз превышает толщину материала для листа, вы увидите резкое увеличение давления, необходимого для изгиба материала.

Кроме того, подъем заготовки во время формования может значительно увеличить требуемую грузоподъемность. Рисунок 3 показывает материал толщиной 10 (0,135 дюйма); технически это листовой металл и далеко от 0,5 дюйма плита, но принцип тот же. Во время формования материал необходимо будет поднять на высоту более 1,125 дюйма. умирают открытие.

Чтобы рассчитать дополнительный тоннаж, вам потребуется вес стали на квадратный фут для данной толщины, который вы можете получить у своего поставщика или по таблицам размеров для обычных материалов.Вес 10-га. углеродистая сталь на квадратный фут составляет 5,625 фунта, поэтому для материала шириной 10 футов, который выступает перед прессом примерно на 10 футов, общий вес листа перед прессом составляет:

Длина материала ( футов) × Ширина материала (футы) × Вес стали на квадратный фут (фунты) =

Общий вес (фунты)

10 × 10 × 5,625 = 562,50 фунтов.

Затем умножьте общий вес на 60 (половина ширины листа в дюймах) и разделите его на половину ширины отверстия матрицы.Наконец, разделите силу изгиба на 2000 фунтов. (1 тонна США), и вы получите общий дополнительный тоннаж, необходимый для подъема детали.

Общий вес (фунты) × Половина ширины листа (дюйм) /

Половина ширины раскрытия матрицы (дюйм) =

Изгибающее усилие (фунт)

(562,5 × 60) / 0,5625 = 60000 фунтов .

изгибающего усилия

60,000 / 2,000 = 30 тонн США

Рисунок 3
Подъем заготовки во время формования может увеличить требуемую грузоподъемность.

Затем используйте эту формулу для расчета тоннажа штамповки для мягкой стали (все переменные указаны в дюймах, если не указано иное):

[(575 × толщина материала 2 ) / отверстие матрицы] × длина изгиба в футах = тоннаж штамповки

[575 × 0,1352 / 1,125] × 10 = 93,15 тонны для сгибания

Наконец, добавьте тоннаж, необходимый для подъема детали:

93,15 + 30 = 123,15 тонны

для сгибания и подъема этой детали

Вы можете уменьшить тоннажа за счет использования большего отверстия матрицы, но это потребует от вас учета большего внутреннего радиуса изгиба и, следовательно, большего вычета изгиба и допуска на изгиб для расчетов плоской заготовки.Например, отверстие штампа 1,25 дюйма потребует 88,84 тонны для формования и 27,00 тонны для подъема, что в сумме составляет 115,84 тонны. Для проема матрицы размером 1,50 дюйма потребуется 69,86 тонны для формования и 22,50 тонны для подъема, что в сумме составляет 92,36 тонны.

И это как раз для 10-га. материал. Возвращаясь к исходному вопросу, вы можете увидеть, что произойдет, если вы попытаетесь сформировать материал толщиной 0,5 дюйма в отверстии матрицы, которое всего в пять раз превышает толщину материала.

.

Технические характеристики трубок PEX и общие методы монтажа

Поскольку все трубки PEX, используемые в США, производятся в соответствии с одними и теми же стандартами ASTM и размеров (SDR), эти спецификации являются универсальными. Производственные допуски и другие детали можно найти в руководствах производителей.

Размеры и характеристики

PEX Размер трубки
(CTS / номинал)
Внешний диаметр
(OD)
Минимальная толщина стенки Внутренний диаметр
(ID)
Объем, галлон / 100 футов Вес, фунты / 100 футов
3/8 « 0.500 « 0,070 « 0,360 « 0,50 4,50
1/2 « 0,625 « 0,070 « 0,485 « 0,92 5,80
5/8 « 0,750 « 0.083 « 0,584 « 1,34 8,38
3/4 « 0,875 « 0,097 « 0,681 « 1,83 11,00
1 « 1,125 « 0,125 « 0.875 « 3,03 17.06

* Цифры являются приблизительными в соответствии с требованиями ASTM. Данные о размерах зависят от производственных допусков и могут отличаться в зависимости от марки. Те же данные применимы как для кислородного барьера, так и для небарьерного PEX.

Примечания:

  1. Размеры трубок PEX обозначаются CTS (размер медных трубок), а не OD (внешний диаметр) или ID (внутренний диаметр).
  2. Внешний диаметр

  3. труб из PEX, меди и CPVC одинакового размера (CTS) одинаков.Вот почему со всеми этими трубами можно использовать нажимные фитинги.
  4. PEX, изготовленный по стандартам США, должен соответствовать SDR-9 (стандартное размерное соотношение), которое представляет собой отношение внешнего диаметра (наружного диаметра) к толщине стенки трубы (9: 1). Исключение составляют номинальные размеры 1/2 дюйма и ниже.

Номинальное давление, испытания и падение давления

Номинальное давление трубок PEX Испытания под давлением — жидкостное и лучистое отопление Испытания под давлением — водопровод горячей и холодной воды
200 ° F при 80 фунт / кв. Дюйм
180 ° F при 100 фунт / кв. Дюйм
74 ° F при 160 фунт / кв. Дюйм
3-кратное максимальное рабочее давление или минимум 40 фунтов на квадратный дюйм, но не более 100 фунтов на квадратный дюйм.

Продолжительность: минимум 30 минут, рекомендуется 2 часа

В 1,5 раза больше максимального рабочего давления, но не выше номинального давления трубы при данной температуре.

Продолжительность: минимум 30 минут, рекомендуется 2 часа

Примечания:

  1. Максимальное рабочее давление указывает на максимальное ожидаемое рабочее давление.
  2. Требования и процедуры испытаний под давлением должны соответствовать местным нормам и инструкциям производителя PEX.
  3. Испытание давлением воздуха рекомендуется над водой по практическим соображениям и из-за трудностей, связанных с замерзанием воды в зимние месяцы.
  4. Поскольку PEX — это гибкая труба, она несколько расширится (особенно PEX-a) во время начального повышения давления в системе, что приведет к падению показаний давления. Некоторые производители рекомендуют «кондиционировать» систему или позволять системе PEX оставаться под давлением в течение примерно 30 минут перед снятием показаний.
  5. Для бетонных плит во время заливки давление поддерживается на уровне 30 фунтов на квадратный дюйм и контролируется для обеспечения целостности системы.

Таблица падения давления (фунт / кв. Дюйм на 100 футов длины трубки)

Расход, галлонов в минуту Трубка PEX, размер
3/8 дюйма 1/2 « 5/8 « 3/4 « 1 «
0,5 2,50 0.51 0,21 0,05 0,02
1,0 7,50 1,70 0,71 0,34 0,10
2,0 26,1 5,30 2,12 1.02 0,35
3,0 54,1 11,0 4,36 2,10 0,63
4,0 18,4 7,36 3,53 1,06
5.0 27,4 11,0 5,26 1,58
6,0 38,1 15,3 7,30 2,19
7,0 20.1 9,63 2,89
8,0 25,6 12,3 3,68
9,0 31,7 15,1 4.55
10,0 18,3 5,50
11,0 21,7 6,52
12,0 25.4 7,63
13,0 8,81
14,0 10,1
15.0 11,4

1 фунт / кв. Дюйм = 2,3 фута напора (для пресной воды) или 1 фут напора = 0,434 фунта / кв.

В

.