خم‌ کاری لوله فولادی و نکات مهم درباره آن

زمان مطالعه: 5 دقیقه

یکی از مقاطع فولادی که بیشترین کاربرد را در انتقال سیالات، مایعات و گاز صنایع مختلف دارد، لوله های فولادی هستند. با توجه به نوع کاربرد، لوله فولادی در انواع مختلف تولید می‌شود. در برخی مواقع برحسب نیاز و استفاده آسان‌تر از لوله‌ها، لازم است تا مقداری انحنا و خمیدگی در آن ایجاد کرد. خم کاری لوله فولادی، با استفاده از اصول و قواعدی به‌صورت دائمی و به‌وسیله روش‌های گوناگون انجام می‌شود. درگذشته برای ایجاد انحنا یا خم در لوله با استفاده از اهرمی به‌صورت دستی این تغیر شکل را ایجاد می‌نمودند که با دقت پایینی در ایجاد زاویه انحنا و مکان خم مواجه شدند. با پیشرفت فنّاوری استفاده از دستگاه‌های خم‌کاری لوله فولادی جایگزین روش‌های دستی و سنتی شد. خم‌کاری معمولاً برای لوله‌های با سطح مقطع گرد و دایره‌ای شکل استفاده می‌شود و در برخی موارد لوله‌های با سطح مقطع مربع و مستطیل نیز قابل خم‌کاری می‌باشند.

برای اطلاع از قیمت روز انواع لوله فولادی، روی لینک زیر کلیک کنید:

«قیمت لوله»

فایل صوتی این مطلب

خم کاری لوله فولادی

نکته حائز اهمیت و تأثیرگذار در فرآیند خم‌کاری، توجه به ظرفیت لوله است. مقدار ظرفیت لوله با مقدار کربن لوله رابطه عکس دارد. به‌نحوی‌که با بالاتر رفتن مقدار کربن، میزان شکنندگی سطح مقطع نیز افزایش می‌یابد و در ادامه مقدار مقاومت لوله در برابر خم‌کاری کمتر می‌شود و فرآیند خم‌کاری اتفاق می‌افتد.

در انتخاب نوع روش خم‌کاری لوله فولادی باید اندازه لوله فولادی، مقدار شعاع خم‌کاری، ویژگی‌های مقطع و … را در نظر گرفت و در ادامه نوع روش را انتخاب نمود تا بهترین نتیجه را به دست آوریم.

در حالت کلی از سه طریق فرآیند خم‌کاری لوله فولادی انجام می‌شود.

• خم کردن به روش گرم
• خم کردن به روش سرد
• روش رام یا پرسی
• روش غلتکی
• روش فشاری
• روش کششی – چرخشی
• خم کردن القایی

با توجه به نوع انتخاب شیوه خم‌کاری، هرکدام از روش‌ها خود نیز شامل انواع گوناگون است:

روش گرم خم‌ کاری لوله فولادی

این شیوه یکی از انواع روش‌های خم‌کاری لوله فولادی است. در این روش با حرارت دادن قسمتی از لوله که باید خم شود موجب تغییراتی در ساختار کریستالی لوله شده و محصول را برای نرم شدن و تغییر ساختار جهت خم شدن آماده می‌کند. این روش بیشتر برای خم کردن قطعات با ابعاد بزرگ و ضخامت زیاد، لوله‌هایی که درصد کربن بالاتری داشته و ازاین‌رو میزان شکنندگی بالاتری (قابلیت انعطاف‌پذیری بیشتری) دارند و همچنین مواردی که نیاز به ایجاد زاویه زیاد در خم‌کاری دارند، استفاده می‌شود.

قابل‌ذکر است روش گرم برای لوله‌ها و مواردی که با استفاده از روش سرد قابلیت خم شدن را دارند اصلا توصیه نمی‌شود. از جمله مزایای خم کردن به روش گرم، می‌توان به مدیریت و کنترل مقدار تغییر ضخامت دیواره خارجی لوله، استفاده از سوخت‌های فسیلی، القای مصنوعی و یا هدایت الکتریکی به‌عنوان منبع حرارتی اشاره نمود.

در کنار تمامی ویژگی‌ها و موارد استفاده از روش گرم خم‌کاری، به دلیل مصرف انرژی زیاد، صرف هزینه گزاف برای انجام فرآیند، ایجاد چین در سطح داخلی قطعه، بیضی شدن سطح مقطع و انجام امور تمیزکاری پس از اجرای عملیات خم‌کاری، استفاده از این ‌روش به‌جز در موارد خاص که ذکر گردید پیشنهاد نمی‌شود.

روش سرد خم‌ کاری لوله فولادی

روش سرد خم‌کاری لوله فولادی در انواع مختلف اجرا می‌شود. در هر یک از دسته‌های خم‌کاری به روش سرد، بدون گرم نمودن میله شیوه خاصی برای انجام فرآیند استفاده می‌شود.

روش خم‌کاری با رام یا پرسی از دسته روش‌های سرد

این روش در دنیا به‌عنوان کم‌هزینه‌ترین و آسان‌ترین روش شناخته می‌شود و از قدیمی‌ترین نوع خم‌کاری است که در صنایع مختلف استفاده می‌شود. در این روش قطعه با استفاده از یک سنبه و وارد نمودن نیروی هیدرولیکی وارد غلتک و بلوک محوری دستگاه خم‌کاری شده و درنهایت خم‌کاری لوله فولادی انجام می‌شو.

این روش بیشتر برای خم‌کاری مواردی که شعاع خم‌کاری نهایی ویژگی خاصی ندارد مانند خم‌کاری برخی پایه‌های مبلمان اداری یا لوله‌های شوفاژ استفاده می‌شود.

روش خم‌کاری غلتکی از دسته روش‌های سرد

این شیوه بیشتر برای لوله‌های فولادی با سطح مقطع بزرگ و قطر زیاد کاربرد دارد. در این روش لوله‌های فولادی با عبور از بین 3 غلتک و تنظیم زاویه و فاصله بین غلتک‌ها، خم می‌گردد. در این روش با استفاده از غلتک‌ها بیشتر برای تولید شکل‌های مارپیچ و تولید خم های بزرگ در صنایع استفاده می‌شود.

روش خم‌کاری فشاری از دسته روش‌های سرد

از این‌ روش بیشتر در تولید قطعات متقارن با خم‌های یکسان در دو طرف استفاده می‌شود. در این شیوه با استفاده از سه قالب : فشار متحرک، قالب گیره و قالب خم ثابت خم‌کاری لوله فولادی اجرا می‌شود. نحوه اجرای خم به صورتی است که قالب خم در مرکز قالب فشارثابت می‌ماند و لوله با استفاده از فشار مکانیکی دور قالب پیچیده شده و خم می‌شود.

این شیوه برای لوله‌های دارای شعاع خم کمتر از سه برابر قطر داخلی پیشنهاد نمی‌شود. تا حدودی استفاده از این ‌روش موجب مسطح شدن سطح خارجی خم می‌شود که به دلیل حمایت نکردن از قطر داخلی لوله در این روش اتفاق می‌افتد.

روش خم‌کاری کششی – چرخشی از دسته روش‌های سرد

این روش بیشتر برای تولید خم های با دقت بالا به دلیل کنترل زیاد و دقیق بر شعاع داخلی و بیرونی لوله استفاده می‌شود. در این شیوه لوله فولادی به‌واسطه یک گیره به قالب محکم چفت می‌شود و هم‌زمان با یکدیگر لوله و قالب شروع به چرخیدن می‌کنند و در ادامه لوله با قرار گرفتن درون قالب خم می‌شود. این روش با استفاده از ماندرل (مهم‌ترین تجهیزات خم‌کاری برای جلوگیری از چین و چروک) و حرکت اهرم به همراه لوله از ایجاد چین و چروک در دیواره داخلی و بیضی شدن لوله جلوگیری می‌کند.

با بررسی هر چهار روش خم‌کاری سرد لوله‌های فولادی به این نتیجه دست می‌یابیم که به دلیل عدم انعطاف‌پذیری این روش، بیشتر برای لوله‌های باضخامت محدود استفاده می‌شود.

از جمله مزایا و ویژگی‌های کاربرد روش سرد خم‌کاری می‌توان کنترل راحت و آسان عیوب ظاهری، بالا بودن سرعت اجرای این روش، صرف هزینه‌های کمتر و همچنین عدم نیاز به تمیزکاری لوله و تجهیزات پس از اجرای فرآیند را نام برد.

روش خم‌ کاری القایی

این روش یکی از بهترین و کم‌هزینه‌ترین روش‌های خم‌کاری برای لوله‌های درزدار و بدون درز و همچنین لوله‌های با شعاع خم‌کاری بزرگ و قطر بالا است. در این روش لوله فولادی با قرار گرفتن در یک کویل القایی و وارد شدن جریان الکتریسیته به‌صورت موضعی در مقطع موردنظر، گرم شده ( گرمای حدود 1000 درجه سانتی‌گراد) و بدون وارد شدن نیرو و فشار زیاد، خم می‌شود. در پایان لوله با عبور از جریان هوای خنک یا استفاده از آب سرد، خنک می‌شود.

مزایای استفاده از این ‌روش کیفیت بالای سطح خم‌کاری در برابر خم‌کاری گرم، عدم ایجاد آلودگی، صرف هزینه کمتر، قابل اجراشدن در طول و شعاع‌های مقاطع متنوع، امکان ایجاد خم در لوله‌های با زاویه تند بدون تغییر شکل، کاهش یکسان ضخامت دیواره‌ها، امکان ایجاد خم‌کاری پیوسته در ضخامت‌های متفاوت در یک لوله، عدم جوشکاری و سرعت بالا با بازدهی بالا در پایان کار را می‌توان اشاره کرد.

در این مقاله سعی بر این شد تا در مورد خم‌ کاری لوله‌ فولادی و روش‌های گوناگون اطلاعات لازم داده شود. در واقع خم‌کاری لوله‌های فولادی با استفاده از روش‌های گوناگون و در صنایع مختلف مانند هوافضا، کشتی‌سازی، ماشین‌سازی و … کاربرد بسیار دارد و استفاده و انتخاب روش‌های خم‌کاری مستلزم دقت و دانش موردنیاز است.

خم‌کاری لوله‌های فولادی در هر یک از این صنایع به‌صورت اختصاصی انجام می‌شود به‌عنوان‌مثال خم‌کاری در صنعت هوافضا نیاز به‌دقت بالا و درصد خطای صفر در تولید لوله‌های باکیفیت بالا دارد. صنعت ماشین‌سازی نیازمند لوله‌های بدون چین و چروک در سطح داخلی قطعه دارد. در حالت کلی روش خم‌کاری لوله با توجه به نوع، جنس و کاربرد قطعه، انتخاب و اجرا می‌گردد تا بهترین کارایی و کیفیت را در اختیار صنایع قرار دهد.