Способ гибки тонкостенных труб

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к трубогибочному производству, и может быть использовано в различных отраслях промышленности при изготовлении гнутых трубопроводов. Тонкостенную трубу заполняют наполнителем, в качестве которого используют поролон, пропитанный водой. Пористость которого и температуру заморозки поролона выбирают из условия обеспечения увеличения его объема после его заморозки и достижения максимальной его прочности на сжатие при отсутствии формоизменения трубы до начала ее гибки. Затем осуществляют заморозку и деформирование трубы трубогибочным устройством. Повышается качество гибки.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к трубогибочному производству, и может быть использовано в различных отраслях промышленности при изготовлении тонкостенных гнутых трубопроводов.

Уровень техники известен из способа изготовления крутоизогнутых отводов из тонкостенных труб, заключающегося в том, что трубу с наполнителем, состоящим из воды и кварцевого песка, замораживают при криогенной температуре -196°С, при этом сердцевина наполнителя охлаждается до 0°С, а наружные слои охлаждают до криогенной температуры, после чего трубу с наполнителем выдерживают при комнатной температуре и деформируют трубогибочным устройством (1. Заявка на изобретение RU 92007089, Кл. В21D 9/15, 1995.07.27).

Недостатками способа являются: сложный и дорогостоящий процесс подготовки трубы с наполнителем для ее гибки вследствие высокой степени переохлаждения трубы и сложности обеспечения температурных градиентов: наличие в наполнителе абразивного компонента, который при гибке будет повреждать внутреннюю поверхность трубы; неизбежное формоизменение трубы, которое будет возникать вследствие большого объемного расширения образующегося льда при такой температуре охлаждения.

Сущность изобретения заключается в разработке способа гибки труб с замораживаемым наполнителем, исключающим повреждения внутренней поверхности трубы, упрощающей и удешевляющей технологию подготовки трубы к ее гибке, а также исключающим формоизменение трубы до ее гибки.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении качества и эффективности, т.е. в снижении затрат процесса гибки труб.

Существенные признаки, характеризующие изобретение

Ограничительные: способ гибки тонкостенных труб, включающий заполнение тонкостенной трубы наполнителем, его заморозку и деформирование трубы трубогибочным устройством.

Отличительные: в качестве наполнителя используют поролон, пропитанный водой, пористость которого и температуру заморозки наполнителя выбирают из условия обеспечения увеличения объема наполнителя после его заморозки и достижения максимальной его прочности на сжатие при отсутствии формоизменения трубы до начала ее гибки.

Общеизвестно, что для предотвращения формоизменения и разрушения емкостей, например бочек, заполненных водой и замораживаемых, в них перед заморозкой размещают древесный материал, например деревянный брусок, модуль упругости которого значительно меньше модуля упругости льда. В условиях низких отрицательных температур это позволяет значительную часть объемного расширения льда при его деформациях воспринимать этим материалом и снижать вследствие этого давление льда на стенки емкостей.

Аналогичный результат можно получить, если вместо древесного материала, имеющего высокую прочность при изгибе, использовать более податливый и изотропный по физико-механическим характеристикам материал, например поролон. За счет однородности его свойств и технологичности легко обеспечить равномерное заполнение трубы наполнителем и, соответственно, его давление на стенки трубы после заморозки и в процессе деформирования заготовки.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Перед гибкой экспериментально определяют пористостость поролона и температуру заморозки, при которых отсутствуют формоизменения трубы до начала ее гибки. Для этого вначале трубу заполняют наполнителем, в качестве которого используют пропитанный водой поролон с высокой пористостью, т.е. малой плотностью. После этого концы трубы заглушают пробками и наполнитель замораживают, т.е. температуру заготовки медленно понижают до значения, при котором начнутся формоизменения трубы, т.е. диаметр трубы станет увеличиваться. После этого трубу с наполнителем, наоборот, подогревают до температуры, при которой упругие деформации исчезнут, т.е диаметр трубы станет равен начальному значению. Затем при этой температуре приступают к гибке трубы с помощью известных устройств. Если прочность данного наполнителя окажется недостаточной, т.е. после гибки не будут выдержаны нормы отклонения от окружности (овальности) по утонению стенки, гофрообразованию и диаметру трубы, то температуру заморозки понижают (с понижением температуры прочность льда увеличивается). Для этого используют поролон с меньшей пористостью, т.е. с большой плотностью. Это позволит большую часть увеличения объема наполнителя воспринимать поролоном, т.е. понизить температуру его заморозки и повысить его прочность на сжатие при отсутствии формоизменения трубы до начала ее гибки.

Процесс выбора пористости поролона и, соответственно, температуры заморозки повторяют до достижения желаемого результата. Очевидно, что оптимальные пористость поролона и температура заморозки будут зависеть от материала и геометрических параметров трубы.

Способ гибки тонкостенных труб, включающий заполнение тонкостенной трубы наполнителем, его заморозку и деформирование трубы трубогибочным устройством, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют поролон, пропитанный водой, при этом пористость поролона и температуру заморозки наполнителя выбирают из условия обеспечения увеличения объема наполнителя после его заморозки и достижения максимальной его прочности на сжатие при отсутствии формоизменения трубы до начала ее гибки.