Comment les tuyaux métalliques sont pliés : détails technologiques du travail
Les tuyaux pliés en biais ont trouvé des applications dans les industries pétrolière et chimique, dans la construction mécanique et d'appareils.Aucun projet architectural ou de construction ne peut s'en passer.
Toutes sortes de raccords peuvent être utilisés pour les virages, mais des fuites peuvent alors se produire, et parfois cela est tout simplement inacceptable pour des raisons esthétiques. Une apparence plus attrayante et une fiabilité élevée sont assurées par le cintrage des tuyaux - un processus qui ne viole pas leur intégrité.
Nous vous expliquerons comment plier au mieux un tuyau métallique en utilisant à la fois la technologie à froid et à chaud. L'article que nous avons présenté décrit les spécificités du cintrage de tuyaux constitués de divers matériaux. Les caractéristiques du travail avec des tuyaux profilés et ronds conventionnels sont présentées.
Le contenu de l'article :
Caractéristiques du processus de pliage
Chaque métal a ses propres caractéristiques ; sans en tenir compte, il est impossible de donner une forme complexe au métal laminé. Le tube coudé est soumis à des forces radiales et tangentielles.
Les premiers déforment la section, et les seconds contribuent à l'apparition de plis. La principale exigence pour le résultat final est que la section transversale du tuyau reste inchangée et qu'il n'y ait pas d'ondulations sur les murs. Le cintrage vous permet de minimiser le nombre de soudures lors de la pose de canalisations avec toutes sortes de coudes.
Méthodes de cintrage de tuyaux
En fonction de l'angle de courbure requis, du matériau et du diamètre du tuyau, le cintrage peut être effectué manuellement ou à l'aide d'un équipement spécial. Il existe également des cintrages à chaud et à froid, avec et sans remplissage de la cavité du tuyau.
Une fois la charge supprimée, un phénomène appelé ressort se produit, qui est directement proportionnel au module élastique du matériau. L'ampleur de la déformation possible dépend également de la méthode de pliage utilisée et de la géométrie de l'objet.
Spécificités de la technologie chaude
Cette méthode est choisie lorsqu'il est nécessaire de plier un tuyau d'un diamètre de 10 cm ou plus.Les tuyaux sont déformés à chaud, à la fois manuellement et à l'aide de mécanismes. Il existe un rayon de courbure minimum.
La longueur de la zone du tuyau à chauffer est déterminée en fonction du diamètre du tuyau et de l'angle de courbure. Dans ce cas, l'arrondi ne peut être inférieur au diamètre du tuyau multiplié par 3.
Trouvez la longueur de la section chauffée à l'aide de la formule :
L = α x d / 15
Dans la formule : L est la longueur requise en mm, α est l'angle de courbure en degrés, d est le diamètre extérieur du tuyau en mm, 15 est le coefficient. Disons qu'un tuyau d'un diamètre de 200 mm doit être plié à un angle de 60⁰, alors L = 60 x 200/15 = 800 mm, c'est-à-dire 4 diamètres.
Pour plier le tuyau, il faut le chauffer à 900⁰. La température optimale pour commencer le pliage est de 760⁰ et à la fin de 720⁰C. Lorsqu'il est brûlé, les caractéristiques de résistance du matériau se détériorent.
Le procédé de cintrage à chaud comprend plusieurs opérations :
- créer un modèle ;
- emballage de sable;
- marquage du site ;
- chaleur;
- pliant.
Pour éviter que la section transversale du tuyau ne soit déformée et que des points doux ne se forment sur sa partie intérieure au niveau du coude, l'espace interne est rempli de sable de quartz.
Le sable est d'abord séché et calciné afin d'éliminer les impuretés organiques à une température de 150 à 500⁰, puis passé à travers un tamis fin avec des cellules de 3,3 x 3,3 mm. Avant de commencer à rembourrer le tuyau, vous devez en boucher une extrémité.
Des bouchons en bois ou en métal avec un trou pour que les gaz s'échappent sont utilisés comme bouchons. Le sable fin et humide ne peut pas être utilisé, car... le premier est fritté sous influence thermique et adhère fermement aux parois des tuyaux.
La seconde, du fait de la formation de vapeur, contribue au développement d'une pression interne élevée, ce qui peut provoquer l'envol du bouchon. La présence de pierres dans le garnissage est inacceptable, elles peuvent traverser la paroi du tuyau.
Le processus de bourrage du tuyau demande beaucoup de travail, il est donc transporté jusqu'à la tour et placé dans une position légèrement inclinée ou verticale. Puisque la qualité du coude dépend directement du compactage de la garniture, le tuyau est continuellement taraudé tout au long du processus. Un son sourd indique que la pièce est bien remplie.
Avant de passer directement à l'opération principale, les zones des futurs virages sont dessinées sur un tuyau rempli de sable, en fixant un gabarit. Les tuyaux sont chauffés dans des fours ou des fourneaux. Pliez à la fois manuellement et mécanisé.
Dans ce dernier cas, on utilise des plaques spéciales, équipées de poteaux de butée, à l'aide desquels est fixée la section chauffée du tuyau, et de colliers qui servent à maintenir l'extrémité du tuyau sur la plaque.À l'extrémité opposée du tuyau, un câble est placé dont la tension, à l'aide d'un treuil ou d'un cabestan, fait plier le tuyau.
Pour éviter que les parois des tuyaux ne se déforment, des joints - droits ou courbes - sont placés dans l'espace du support de tuyaux. L'extrémité libre avec le câble qui y est attaché est fixée à l'aide d'un support. Pendant le processus, la géométrie du tuyau est surveillée en lui appliquant périodiquement un gabarit.
Après avoir plié le tuyau à l'angle souhaité, les bouchons en sont retirés en les brûlant ou simplement en les assommant. Le sable est versé, le tuyau est nettoyé et lavé. Effectuez une vérification finale du pliage à l'aide d'un modèle.
Pliage à froid
Pour modifier la configuration des tuyaux de petit diamètre, divers dispositifs manuels sont utilisés, pour les grands diamètres, des cintreuses mécanisées sont utilisées. À la maison, le cintrage des conduites d’eau et de gaz est le plus souvent nécessaire. tubes d'acierutilisé dans la construction de systèmes d’approvisionnement en eau et de chauffage.
Plier un tuyau à 90⁰ s'appelle un coude, 180⁰ est un rouleau, avec la formation d'un rebord est une trame et sous la forme d'une boucle est un support.
Il existe d'autres dispositifs de pliage manuel. A la maison, pour réaliser un serpentin pour chauffer l'eau, un tube en acier inoxydable d'un diamètre d'environ 20 mm est simplement enroulé sur un morceau de tuyau de grand diamètre. Tout d'abord, un support est soudé sur un gros tuyau, placé sur des supports et serré.
Le tube est étroitement rempli de sable et fermé avec des bouchons, puis inséré dans le support et l'enroulement commence. Le tuyau utilisé comme gabarit doit être tordu, cela nécessitera donc les efforts d'au moins deux personnes. Une fois le bobinage terminé, la bobine est nivelée.
Le cintrage d'un tuyau en acier inoxydable ou en un autre matériau à la maison peut être effectué à l'aide de l'appareil le plus simple. Il est conseillé de l'utiliser pour de petits volumes de travail.
Vous pouvez construire une simple cintreuse mécanique de vos propres mains, surtout si vous avez des compétences en soudage et êtes familier avec une machine à souder :
Pour la fabrication de primitifs dispositif de cintrage de tuyaux Vous avez besoin d'une dalle de béton, de broches métalliques et d'un marteau perforateur. La dalle est divisée en alvéoles de 40 x 40 ou 50 x 50 mm. À l'aide d'un perforateur, des trous sont percés dans les coins des cellules et des épingles y sont insérées.
Le produit tubulaire est inséré entre les broches et, en appliquant une force, est plié. La précision de cette méthode de pliage n'est pas idéale, mais elle est tout à fait suffisante pour utiliser la pièce à la maison. Pour un pliage avec une plus grande précision, vous pouvez utiliser un appareil réalisé à base de vérin.
Pour éviter que la lumière interne du tuyau ne se déforme, des moyens sont utilisés pour contrecarrer ce processus de l'intérieur. Le sable est le plus souvent utilisé comme limiteur interne. Dans ce cas, un bouchon est inséré dans une extrémité du tuyau, du sable est versé à travers l'autre, puis il est bouché avec un bouchon. Ensuite, le pliage est effectué.
Parfois, le limiteur est un ressort spécialement conçu à cet effet. Pour le bobinage, on utilise un fil d'un diamètre de 1 à 4 mm. Le ressort doit s'insérer librement dans le tuyau au point de courbure ; une partie du fil est laissée à l'extérieur.
Le système hydraulique des outils manuels, des machines portables et fixes facilite considérablement le processus de pliage et accélère le processus de déformation des tuyaux :
Une fois le pliage terminé, le ressort est retiré en tirant sur le fil. Lorsque vous travaillez avec un tuyau de section carrée, un fil de même section est sélectionné pour fabriquer un ressort.
Un faisceau de fils constitué de segments séparés, qui sont poussés vers l'intérieur un par un jusqu'au point de pliage futur, convient également à cet effet. Une fois l'opération terminée, les segments sont également supprimés un par un. Vous pouvez plier manuellement un tuyau en acier inoxydable d'une section allant jusqu'à 4 cm et d'une épaisseur de paroi de 0,3 cm.
Pour travailler avec de grands diamètres, un équipement professionnel est nécessaire. Il existe des cintreuses de tubes équipées d'un mandrin. Cet élément structurel est une tige métallique ordinaire.
Avant de commencer le processus de pliage, il est placé à l'intérieur pour éviter la déformation des parois du tuyau. Les mandrins inclus dans le kit ont différentes sections, vous pouvez donc choisir celle dont vous avez besoin pour un diamètre spécifique de produits de tuyauterie.
Modification de la configuration des tuyaux en métaux non ferreux
Les métaux non ferreux ont une propriété très utile : une ductilité élevée. Cependant, ils ne sont pas assez forts. Pendant le processus de pliage, en raison de l'application de forces de compression et de tension, le tuyau peut s'effondrer ou se rompre. Pour éviter que cela ne se produise, vous devez suivre strictement la technologie.
Comment plier des tuyaux en cuivre et en laiton ?
Des méthodes à chaud et à froid sont utilisées pour cintrer les tuyaux en cuivre et en laiton. Lors du choix de la première, le sable est choisi comme charge interne et la colophane fondue est utilisée comme deuxième charge. La technologie de pliage est la même que pour les tubes en acier.
Les produits tubulaires en cuivre et en laiton sont soumis à un recuit puis à un refroidissement avant le pliage à froid. La plage de température pour les deux matériaux est la même - de 600 à 700⁰С. La différence réside dans le fluide de refroidissement : le cuivre est placé dans l’eau et le laiton est refroidi dans l’air.
Une fois le processus terminé, la colophane est éliminée par fusion. Pour éviter la rupture du tuyau, le processus ne doit jamais être démarré à partir du milieu du tuyau, mais uniquement à partir des extrémités. Des outils simples et des équipements de machines complexes sont utilisés comme dispositifs de pliage.
Les cintreuses manuelles fonctionnent grâce aux efforts physiques humains, tandis que les cintreuses hydrauliques réduisent ces efforts au minimum. Tous deux sont équipés de buses interchangeables pour vous permettre de sélectionner le diamètre souhaité.
Il est beaucoup plus facile de travailler avec des tuyaux en cuivre et en laiton qu'avec des tuyaux en acier, mais la déformation du métal lors du pliage se produit selon les mêmes lois de la physique. Dans la section de flexion, la surface extérieure subit une tension, ce qui entraîne un amincissement des parois.
À l'intérieur du tuyau, des processus inverses se produisent : la paroi rétrécit et devient plus épaisse. Il existe un risque que la section ronde se transforme en ovale et réduise le diamètre nominal, c'est pourquoi il ne faut pas commencer le cintrage sans prendre des mesures pour éviter ces phénomènes.
Cintrage de tuyaux en aluminium
Méthodes de base cintrage de tuyaux en aluminium le même que le laiton ou le cuivre :
- pousser entre les rouleaux ;
- roulant;
- retour en arriere;
- pression.
Avant de décider comment et de quelle manière plier les tuyaux en aluminium, vous devez vous familiariser avec chacun d'eux. La première méthode est utilisée pour les tuyaux à paroi mince d'un diamètre maximum de 10 cm, lorsqu'il est nécessaire d'obtenir un coude doux avec de faibles exigences de précision. Le rayon minimum est ici strictement réglementé. Sa taille est de 5 à 6 diamètres de tuyaux.
La courbure de la section est déterminée par la position du rouleau de renvoi. Les éléments de décoration intérieure sont le plus souvent réalisés de cette manière. La deuxième méthode consiste à plier des matériaux de tuyaux de grand diamètre, pour lesquels des cintreuses à 3 rouleaux sont utilisées.Le tube est tiré entre des rouleaux d'entraînement dont l'orientation détermine le rayon de courbure.
La précision de cette méthode est encore inférieure à la précédente, mais la pièce peut être repliée et le processus répété jusqu'à ce que la géométrie souhaitée soit obtenue.
Le cintrage des tuyaux en aluminium à paroi mince peut être effectué manuellement avec une préparation appropriée :
La méthode de laminage ne prévoit pas la présence de charge interne, elle n'est donc pas utilisée pour obtenir de petits rayons.Lors du choix de cette méthode, il ne sera pas possible de remplir les exigences strictes concernant l'ovalité de la section au niveau du virage.
Pour déformer un tuyau en aluminium par pression, on utilise des presses sur lesquelles sont installés des tampons avec une matrice de la forme souhaitée. La géométrie donnée est obtenue grâce à l’influence de la pression exercée de l’extérieur.
Dans certains cas, la pression peut être interne, lorsque le tuyau est placé dans un moule et que le liquide est amené à l'intérieur avec une pression suffisante pour le presser contre les parois.
Il n'est pas facile de plier des tuyaux en duralumin, car... Ce matériau est assez dur et élastique. Pour faciliter le processus, ils sont cuits immédiatement avant le cintrage à une température de 350 à 400⁰C, puis attendent que les tuyaux refroidissent naturellement à l'air.
Méthodes de cintrage de tuyaux de grand diamètre
Des méthodes apparues relativement récemment consistent à cintrer des tuyaux à l'aide de courants industriels et à haute fréquence et à les plier sous tension. Dans le premier cas, une installation haute fréquence haute performance est utilisée, dans laquelle un tuyau d'un diamètre de 95 à 300 mm est chauffé, plié et refroidi.
Il se compose de deux parties : une mécanique sous la forme d'une machine à cintrer et une électrique, qui comprend une partie électrique et une installation haute fréquence.
Le tuyau se déforme uniquement dans la zone chauffée située dans la zone inducteur. La géométrie change jusqu'à une taille donnée sous l'influence d'un rouleau déflecteur. En utilisant cette méthode, vous pouvez obtenir un coude avec un petit rayon de courbure.
Le pliage selon la deuxième méthode est effectué sur des machines de pliage et d'étirement, qui comprennent une table rotative. Le tube est soumis à des forces de traction et de flexion importantes. C'est ainsi que l'on obtient des coudes fortement courbés avec une épaisseur de paroi constante sur toute la circonférence.
La méthode est utilisée pour cintrer des tuyaux de grand diamètre utilisés dans les industries de l'aviation, de l'automobile et de la construction navale, où les pipelines sont soumis à des exigences élevées. L'avantage est la possibilité de plier des tuyaux avec une paroi de 2 à 4 mm à 180⁰.
Caractéristiques du pliage de profilés
Les produits de tubes profilés ont un aspect plus esthétique que leurs homologues ronds, c'est pourquoi on les trouve souvent dans les structures domestiques. Lors de la flexion, une force de compression agit sur lui depuis l'intérieur et une force de traction depuis l'extérieur. Vous devez sélectionner soigneusement la méthode de pliage avant de commencer cette opération.
La gamme de profilés comprend des tuyaux avec une section transversale carrée, ovale ou rectangulaire.
Il y a plusieurs nuances et il ne faut pas les oublier en faisant tubes profilés flexibles à domicile sans équipement particulier :
- La longueur optimale de la section de pliage pour les tuyaux ondulés à parois minces et d'une section allant jusqu'à 2 cm est la hauteur du tuyau multipliée par 2,5.
- Pour les tuyaux à parois épaisses, la longueur de la zone de pliage est déterminée en multipliant la section par trois. Sinon, la fissuration du matériau de l'extérieur ou la déformation de l'intérieur ne peuvent être évitées.
- La valeur minimale du rayon de courbure est la section de flexion multipliée par 2,5.
Sans prendre en compte ces exigences, on ne peut même pas espérer un bon résultat. Les méthodes de pliage ne diffèrent pas de celles utilisées lorsque l'on travaille avec des produits à section ronde. De plus, vous pouvez utiliser la méthode de pliage manuel avec des coupes transversales réalisées sur trois côtés du tuyau.
La longueur des coupes et leur nombre sont déterminés par calculs. Disons qu'il y a un tuyau de 40 x 90 mm. Vous devez effectuer un tour complet, c'est-à-dire plier le long du mur de 40 mm à un angle de 180⁰ avec un rayon de 150 mm. Tout d’abord, calculez la longueur du demi-cercle en fonction du rayon extérieur :
L = (2π r : 2 = 2x 3,14 x 190) : 2 = 596,6 mm
Pour le rayon intérieur, les calculs sont les mêmes :
Lin. = (2 x 3,14 x 150) : 2 = 471 mm.
La somme des longueurs coupées sur le rayon intérieur est déterminée par la formule : Lout = L – Lin = 596,6 – 471 = 126 mm.
Ceux qui veulent le faire eux-mêmes cintreuse manuelle ou machine à cintrer les tubes profilés De vos propres mains, dans les articles que nous vous proposons, vous trouverez de nombreuses informations utiles, des schémas et des recommandations utiles.
Si l'on tient compte du fait qu'une meuleuse peut faire une coupe de 5 mm de large, alors sur un plan de pliage de 126 mm de long, vous obtiendrez 25 fentes, après quoi le tuyau est plié jusqu'à ce que les bords des découpes se touchent. Les fentes sont soudées et les coutures sont nettoyées.
Il existe une autre manière de plier les tuyaux profilés et ronds, mais elle ne peut être utilisée qu'en hiver. Pour ce faire, insérez des bouchons aux extrémités du tube, versez de l'eau à l'intérieur et attendez qu'elle durcisse. Le tuyau est plié, contrôlant le processus avec un gabarit, puis les bouchons sont retirés et le liquide est éliminé.
Utile: Comment fabriquer un gazebo à partir d'un tube profilé de vos propres mains.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Vidéo n°1. Comment plier un tuyau avec des moyens improvisés, vous apprendrez de cette vidéo :
Vidéo n°2. Comment plier un tuyau de n'importe quelle section en un cercle :
Vidéo n°3. Une cintreuse de tuyaux faite maison est une chose nécessaire dans le ménage :
Lors de réparations ou de construction d'une maison, il est souvent nécessaire de plier un tuyau - rond ou profilé -. Si le volume est faible, vous pouvez le faire vous-même. Le cintrage en masse des produits tubulaires n'est possible qu'avec un équipement spécial.
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Excellent article :)