Способы вальцовки и развальцовки труб. Как выполняется вальцовка труб – варианты и способы Развальцовка листового металла

Вальцовка обечаек – важнейший технологический процесс, без которого нельзя даже представить производство цилиндрических деталей. Рассмотрим более подробно его особенности, технологию и используемый инструмент.

1 Терминология и суть вальцовки

В первую очередь необходимо немного разобраться с основными понятиями. Вальцеванием называется обработка металлической заготовки давлением, в результате чего равномерно изменяется ее форма по всей длине. Это неотъемлемый этап производства многих деталей. Проводят такую операцию специальным инструментом – вальцовкой. После подобной обработки получают готовые детали либо заготовки, которые поступают на штамповку.

Обечайка – это конический либо цилиндрический конструкционный элемент. Он может быть выполнен в виде обода, кольца, недлинной трубы или барабана. Используются эти элементы при изготовлении котлов, различных резервуаров, баков, а также в иных металлоконструкциях. Для изготовления обечаек используют цветные, черные металлы и их сплавы.

2 Технология и особенности дефектов

В зависимости от геометрических размеров детали и прочностных характеристик металла вальцовка проводится с подгибом либо без подгиба листа. Также на эти параметры обращают внимание и при выборе оборудования. Изготавливаются обечайки следующих размеров: толщина находится в пределах от 3 до 100 мм, длина элемента 30–3100 мм, а их диаметр по наружной стороне колеблется от 20 до 280 см. Во время такой деформации напряжения в металле достигают своих предельных значений.

Состоит эта операция из двух стадий – гибки и непосредственно вальцовки . Отличие последней – перемещение гибки по всему периметру обрабатываемой детали. При этом сначала металл подвергается упругой, а затем пластической деформации. С уменьшением радиуса загибания будут возрастать усилия, а все из-за увеличения слоя металла, принимающего участие в волочении.

После вальцевания обечаек в металле могут возникнуть внутренние напряжения, которые существуют трех видов. Между отдельными зонами сечения и частями детали появляются зональные. Они наиболее опасны, так как способствуют возникновению различных дефектов, таких как коробление и трещины. Зависят они от градиента температур, возникающего между разными частями детали во время температурного воздействия.

Напряжения второго рода или, как их еще называют, структурные можно наблюдать среди зерен и внутри них. Возникает подобное явление из-за неодинаковых коэффициентов линейного расширения. Кроме того, способствует появлению напряжений второго рода и образование новых фаз различных объемов. Напряжения третьего рода возникают внутри объема нескольких ячеек кристаллической решетки.

Все эти напряжения имеют различную природу образования, при этом одинаковые последствия – искажение кристаллической решетки и возникновение упругих деформаций.

Устранить проблемы можно с помощью термообработки, так как в результате нагрева и охлаждения изменяется характер этих явлений. Например, во время повышения температуры поверхностные слои расширяются, а вот непрогретая сердцевина препятствует подобному. В результате возникают напряжения сжатия. При охлаждении все процессы происходят в обратном порядке. Поверхностные слои имеют меньшую температуру, в отличие от более глубоких, и подвержены напряжениям растяжения. После окончательного охлаждения температура выравнивается во всем объеме металла, но это вовсе не означает, что эти явления будут устранены. В детали могут сохраниться еще некоторые напряжения, они называются остаточными.

Чем еще полезна термическая обработка, такая как отпуск? Особенно потребность в ней испытывают , которым свойственно структурно-напряженное состояние. После повышения температуры материал становится более пластичным. С увеличением температуры должна быть более длительной и сама операция. При этом снимаются напряжения в большей степени.

3 Что справится с вальцеванием обечаек?

Вальцевание цилиндрических элементов возможно только при использовании или машин. Ручным способом проводить гибку обечаек недопустимо. Также чтобы получить высококачественную деталь, необходимо строго придерживаться технологии вальцовки обечаек.

Для изготовления этих конструкционных элементов на производстве огромной популярностью пользуются трехвалковые вальцы. Они могут быть как ручными, так и иметь механический либо электрический привод. В основном встречается расположение валков в виде треугольника: один сверху и два снизу. В зависимости от необходимых параметров готовой обечайки различаются диаметры валков. Отличаются они еще и длиной вальцевания, она может быть как 340, так и 2000 мм.

Естественно, на электрическом оборудовании работать значительно проще, однако и его стоимость на порядок выше, поэтому если в ваши планы не входит постоянное производство обечаек, то приобретать столь дорогостоящие машины нет смысла. Еще существуют устройства с одним плавающим валком. В этом случае вальцовка будет относительно этого элемента, который служит оправкой для получения обечаек заданного диаметра. Главный недостаток таких машин – необходимость постоянно перенастраивать и сменять рабочий инструмент, если нужно получить деталь иного размера.

Вальцовка, или вальцевание, как еще называют эту технологическую операцию, подразумевает пластическую деформацию металлических заготовок для формирования из них изделий требуемой конфигурации. При этом может выполняться как вальцовка труб (для изменения формы их поперечного сечения), так и обработка листового металла, в процессе которой создаются изделия цилиндрической, конической и овальной конфигурации.

Вальцовка выполняется на специальном оборудовании, оснащенном валками, которые и отвечают за пластическую деформацию заготовок из металла в нужном направлении, поэтому данная технологическая операция и получила такое название.

Проходя прокатку между вальцами, размеры и расстояние между которыми подбираются в зависимости от геометрических параметров заготовки и готового изделия, обрабатываемая деталь приобретает требуемые размеры и форму. В отдельных случаях вальцевание металла может предполагать не только прокатку заготовок из него, но и их ковку.

Вальцевать можно не только заготовки, изготовленные из металла, но и изделия из полимерных материалов и резиновых смесей, которые также отличаются высокой пластичностью. Если говорить о металле, то вальцовке можно подвергать заготовки, изготовленные из:

• отдельных марок нержавеющей стали;
• меди, алюминия и сплавов данных металлов;
• углеродистых стальных сплавов;
• оцинкованной стали.

Кроме вальцовки, различают такие технологические операции, как развальцовка и завальцовка кромок, в результате которых пластической деформации (и, соответственно, изменению геометрической формы) подвергаются концы трубок, изготовленных из различных металлов. Для этого используется инструмент, в конструкции которого вальцы могут отсутствовать. С помощью развальцовки и завальцовки выполняется подготовка концов трубок для их дальнейшего соединения. Рабочие вальцы миниатюрного размера можно увидеть в инструменте, который используется для завальцовки трубы, то есть уменьшения ее изначального диаметра.

Завальцевать трубу можно и с помощью токарного станка. Видео с примером выполнения такой операции можно посмотреть ниже.

Основные инструменты

Хотя это и не совсем верно, под понятием вальцовки металла часто подразумевают целый перечень технологических операций, при помощи которых осуществляют изменение формы металлической заготовки. К таким операциям, в частности, относятся:

• формирование из узкой металлической полосы трубного изделия круглого, квадратного или прямоугольного профиля (при помощи данного метода производят трубопрокат сварного типа; по похожей технологии выполняется вальцовка металлического уголка);
• изменение формы поперечного сечения, наружного диаметра и толщины стенок готового трубного изделия – вальцовка труб (по такой технологии обработке могут подвергаться как бесшовные, так и сварные трубные изделия);
• формирование на отдельных участках трубного изделия изгибов с требуемыми параметрами – гибка труб;
• изготовление из листового металла изделий цилиндрической (вальцовка обечаек), конической (вальцовка конусов) и овальной формы;
• увеличение диаметра (расширение) обрезанного конца металлической трубы – развальцовка (при помощи данной технологии выполняется подготовка металлических изделий к их соединению между собой; в частности, именно таким образом подготавливают к монтажу трубки для кондиционеров);
• уменьшение диаметра (сужение) обрезанного конца трубного изделия – завальцовка труб.

Для завальцовки мягких медных трубок могут быть использованы обычные клещи, а для их развальцовки – инструмент, рабочим органом которого является конусный элемент, разжимающий конец трубы на требуемую величину. На самом деле называться вальцовкой могут только те технологические операции, которые выполняются при помощи оборудования и инструмента, в конструкции которых присутствуют вальцы.

В зависимости от типа заготовки и результата, которого необходимо добиться, для выполнения вальцовки может использоваться различное оборудование и инструменты, которые чаще всего являются достаточно универсальными.

Процесс вальцевания металлических листов, в результате которого из них формируют изделия цилиндрической, конической или овальной формы, осуществляется на специальном оборудовании, оснащенном двумя, тремя или даже четырьмя рабочими валками. Обработка на станке трехвалкового типа заключается в том, что металлический лист, прижимаясь к двум вращающимся нижним валкам третьим – упорным, также начинает вращаться вокруг него, постепенно превращаясь в изделие цилиндрической формы. Регулировать радиус изгиба металлического листа при вальцовке позволяет подбор валков соответствующего диаметра, а также расстояния между нижними рабочими элементами. Поскольку валки в процессе работы испытывают значительные механические нагрузки, для их изготовления используют высокопрочные сорта стальных сплавов.

Для гибки труб, которую часто называют вальцовкой, применяется оборудование, также оснащенное системой валков. Огибаясь вокруг рабочих валков в процессе вращения, изделие приобретает требуемый угол или радиус изгиба. На таком оборудовании, которое отличается высокой универсальностью, можно также выполнять вальцовку уголка.

Назначение и методы

Обработка трубопроката методом вальцовки, как уже говорилось выше, может выполняться с целью изменения формы профиля поперечного сечения, а также для того, чтобы изменить начальные параметры готовой трубы – наружный и внутренний диаметры, толщину стенки, форму конечной части. Для изменения формы поперечного сечения выполняют прокатку через систему валков специального оборудования, которые, оказывая значительное давление на стенки трубы, формируют требуемый профиль.

В предназначенном для вальцовки оборудовании используются различные типы валков, которые формируют заданную форму и определенный размер заготовки

Если для расширения конечной части мягких трубок для кондиционеров эффективны простейшие приспособления, то для вальцовки трубных изделий, изготовленных из стальных сплавов, необходимо применение специальных инструментов. Последние в зависимости от параметров и материала изготовления трубопроката, который необходимо подвергнуть вальцовке, делятся на следующие категории:

1. Т – для обработки труб с внутренним диаметром в диапазоне 5,6–12,5 мм (особенностью инструмента данной серии является то, что с его помощью вальцевать можно на ограниченную глубину);
2. СТ – для вальцовки сварных изделий, внутренний диаметр которых находится в интервале 6–11 мм (также имеет ограниченную глубину вальцевания);
3. Р – для обработки трубопроката диаметром 1,2–4 см (максимальная величина развальцовки при использовании такого инструмента составляет 4,87 см);
4. РТ – для работы с трубами диаметром 0,55–1,15 см (при этом увеличиваться внутренний диаметр изделия может до 1,29 см);
5. СР – для вальцовки на более значительную глубину (максимальная величина развальцовки инструментами данной серии составляет 3,23 см);
6. 5Р – для обработки тонкостенного трубопроката из нержавеющих стальных сплавов.

На современном рынке представлено еще несколько серий инструмента для вальцовки, но мы перечислили наиболее популярные из них.

Специализированный инструмент для выполнения развальцовки труб чаще всего используется при монтаже теплообменников, в которых устанавливаются трубные решетки. Рабочий орган такого приспособления, который и оказывает механическое воздействие на стенки трубы, подвергается специальной обработке, позволяющей наделить его высокой прочностью.

Развальцовка труб при монтаже теплообменного оборудования

Монтаж труб в теплообменных системах, выполняемый при помощи вальцовочной операции, является достаточно распространенной процедурой, поэтому лучше познакомиться с ней более подробно. Использование такой технологии и качественного инструмента позволяет получить надежные соединения труб со стенками отверстий, выполненных в трубном барабане.

Борьба с коррозией металла длится уже не одну сотню лет, на защиту металлоизделий тратятся огромные средства, но принципиального решения проблемы не предвидится. Сегодня перед производителем и потребителем стоит одна общая задача – как максимально замедлить коррозию, что сделать для того, чтобы она не повлияла на характеристики изделия в течение расчетного срока эксплуатации? Выход один это применение технологии холодного цинкования металла.

Завод цинкования ИнТехПром предлагает потребителям одно из последних достижений в этой области – технологию холодного цинкования. Сама по себе оцинковка металлов хорошо известна и является одним из самых эффективных способов катодной защиты от коррозии. В промышленности широко применяются методы горячего и термодиффузионного, а также гальванического цинкования. Каждый обладает своими преимуществами, дает цинковое покрытие хорошего качества, но все они обладают одним недостатком – технологии сложны, энергоемки, требуют сложной многоступенчатой очистки поверхностей, обрабатываются только детали будущих конструкций.

К операциям вальцовки и валцевания относят несколько видов обработки труб. Причем в различных источниках используют разные названия: вальцовка, развальцовка, разбортовка, отбортовка, отбуртовка, флянцовка и т.д. Для удобства покупателей и во избежание путаницы стоит определиться в названиях. Наше предприятие использует в своей практике терминологию по ГОСТ 18970-84.

Вальцовка листового металла как и вальцовка листа относятся к технологиям обработки под давлением и «официально» определяется как штамповка изделий при относительном вращении частей штампа или исходной заготовки в процессе деформирования.

На практике труба (заготовка) всегда неподвижна, давлению подвергается ее внутренняя часть. Длина этой части является глубиной вальцовки. Таким образом вальцовка трубы – это увеличение ее диаметра по глубине обработки.

Своеобразная обработка края трубы, при которой стенки отгибаются до 90%, в большинстве источников называется отбортовкой (флянцовкой). Пример конусной отбортовки медной трубки показан на рисунке.

Вальцовка трубы применяется при создании герметичных неразъемных соединений труб с какими-либо деталями. Широкое распространение эта операция получила в производстве различных теплообменников для соединения труб с трубными решетками. Зачастую там, где не эффективно резьбовое или сварное соединение трубы с корпусной деталью этот способ оказывается оптимальным. Увеличение диаметра может производиться равномерно по всей глубине вальцовки, или на узких участках с образованием канавок. Соответственно, металл должен быть пригоден для такой операции, так например трубы из чугуна не вальцуются, что касается диаметра, то он не должен быть более 150 мм, при толщине стенки до 8мм.

Качество и вальцевания вальцовки металла определяется классом оборудования и опытом мастеров. Наша компания использует в своей работе современные многороликовые реверсивные вальцовки с пневматическим приводом и управляемым крутящим моментом. Такие характеристики в сочетании с регулируемой глубиной вальцовки гарантируют высокую прочность соединений.

Отбортовка применяется в основном для получения герметичных разъемных соединений. Труба с такой обработкой торца стала неотъемлемым элементом любой гидравлической и топливной аппаратуры, климатических установок и т.д. Наилучшим оборудованием для такой операции являются также многороликовые вальцовочные машины, они позволяют получить ровную внутреннюю поверхность отбортовки, без накатов, бороздок и трещин, что гарантирует плотное прилегание к штуцеру, следовательно, герметичность и надежность узла.

Техническое оснащение и опыт персонала позволяют нашей компании выполнять все возможные операции по вальцовке листового металла и отбортовке стальных, медных и алюминиевых труб. Если перед вами возникла задача обеспечить надежную стыковку трубопроводов с помощью этих технологий. Вы можете смело обращаться к нашим менеджерам. Мы сделаем все необходимое и выполним ваш заказ в кратчайшие сроки.

Продукция

Вальцованные ограждения

Вальцованные ограждения - это простой, но в то же время очень элегантный элемент декорирования балконов. Невзирая на простоту конструкции, такое ограждение в сочетании с качественной покраской будет очень выигрышно смотреться практически в любом экстерьере.

Верхний поручень выполнен из трубы 40х40х2мм. Вертикальные элементы наполнения - квадрат 14мм, в том числе крученый, а также декоративные балясины. Вверху и внизу секции с двух сторон также пущена полоса 20х4мм для усиления наполнения.

Вальцовка металла

Часто под вальцовкой труб понимают еще и ее гибку в вальцах. Часто говорят "вальцевание трубы", но строго говоря, это лишь разновидность гибки метала, ориентированная на профильный прокат с большими габаритами и радиусами гиба. Компания "ИнТехПром" предлагает своим клиентам такой вид обработки трубы.

При вальцовке труб мы используем трехроликовые трубогибные станки. Точность выдержки радиуса гиба при этом составляет порядка 4% от номинального размера. Точность и качество используемого оборудования позволяют производить гибку профиля по заданному радиусу без царапин и замятий на внутренней стенке заготовки. Профильную трубу большого диаметра удается загнуть только на вальцах, с помощью гидравлической трубогибочной машины. Такое оборудование не только позволяют выдерживать радиус гиба до 280 мм, но осуществлять обработку и других видов металлопроката, таких как, швеллер, двутавровая балка, уголок.

Стоимость вальцовки различного вида металла

Вальцовка листа

Особым спросом пользуется вальцевание металлического листа! Вальцовка листа - незаменимая операция, когда необходимо изготовить нестандартную трубу для нужд конкретного проекта. Наше оборудование позволяет изготавливать из листа трубы длиной до 2500 мм и радиусом внутренней стенки от 125 мм. Толщина листа, обрабатываемого таким образом, лежит в диапазоне от 0,8 мм до 5 мм.

Выполненные проекты

Сварная вальцованная арка

Большая сборная конструкция для установки для территории рынка в Подмосковье

Добавить в закладки

Вальцуем трубы

Вальцовка труб, или вальцевание, – это процесс, в результате которого происходит деформация металлических труб в разных направлениях. С помощью вальцовки происходит сгиб металла.

Вальцевание труб, изготавливаемых из круглой заготовки (ее получают литьем или прессованием горячего металла) - основная технологическая операция.

Проводят такую работу специальными вальцами, имеющими большой радиус закругления сгиба. Прокатка металлического листа проводится между валками, в результате чего металл равномерно деформируется под определенным углом и превращается в равномерно свернутый цилиндр. Вальцы подбирают специально под толщину метала. Для толстого металла подходят валки с большим радиусом.

В промышленной сфере вальцовка часто осуществляется с помощью ковочных вальцов.

Таким способом можно обрабатывать металлы, обладающие пластичностью, и резиновые смеси, пластмассу. Вальцеванием получают разные металлические детали в готовом виде, заготовки, необходимые для штамповки из тонкого листового и пруткового металла и др. Для работы подходит:

• материал из нержавеющей стали;
• алюминий;
• черный прокат и черная сталь;
• оцинковка.

Инструмент для вальцевания

Вальцовку проводят с помощью специальных инструментов, типа листогибочных вальцов или машин для гибки стальных листов. Эти инструменты достаточно просты в использовании и являются универсальными, с их помощью не составляет труда сделать деталь требуемой формы.

Вальцовочное оборудование можно использовать в специальных цехах и обычных рабочих помещениях. Поскольку инструменты и вальцовочные машины изготовлены из сплава высокого качества, они могут служить долгое время и при этом не нуждаться в ремонте. Инструментом проводят обкатку листового металла вокруг верхнего валика.

Основное в машине – это движения, проводимые валиком в прямом направлении, а также боковых валиков, которые могут делать обратное вращение. После того как металл проходит обработку этими вальцами, его поперечное сечение уменьшается, а длина увеличивается. Такой результат получается благодаря высокой температуре и давлению вальцов на металл, качеству материала.

Инструменты для вальцевания бывают разными, каждый из которых предназначен для определенной работы.

• вальцовочное оборудование серии Т используют для крепления труб, имеющих диаметр 6-11 мм, с их помощью можно фиксировать глубину вальцевания;
• вальцовкой СТ закрепляют изделия с внутренним диаметром 6-11 мм за швом сварки;
• инструментом РТ закрепляют системы, имеющие диаметр 5,50-11,5 мм;
• станок серии Р закрепляет конструкции, имеющие диаметр около 12-40 мм;
• оборудование серии СР закрепляет элементы, которые являются некоторой частью трубных толстых решеток;
• тонкостенные трубы из нержавеющих или титановых сплавов закрепляют инструментом серии 5Р.

Использование и применение вальцевания

Вальцовка бывает нескольких типов: вальцовка с конусом, с эксцентриком, без эксцентрика и трещотки. Производя работы, необходимо соблюдать правила техники безопасности. Работу следует доверять профессионалам.

Вальцовку металлопроката проводят с помощью трехваликового трубогиба. Им проводится прокатка системы квадратной формы, также изделий, имеющих круглую и прямоугольную форму, сделанных из нержавеющей стали. Трубогибом можно сгибать материалы в круг или в дугу. Используют такой инструмент с двух сторон. Одна сторона предназначена для сгиба маленьких труб, имеющих небольшой диаметр дуги, а вторую сторону используют для сгиба больших изделий. Трубогибом, кроме всего, можно проводить вальцевание полосы.

Вальцовку используют для труб теплообменников. Поскольку вальцовка труб бывает разных серий, то и их использование предназначено для обработки изделий разного диаметра. Конструкция проходит специальную обработку криогеном, в результате чего повышается прочность материала и он становится устойчивым к высоким нагрузкам, а карбидные зерна, в свою очередь, обеспечивают устойчивость к истиранию, что повышает срок их службы.

Технология вальцевания труб. Этапы

Схема вальцовки с регулированием глубины вальцевания
L – рабочая длина ролика; Lmin – минимальная глубина вальцевания;
Lmax – максимальная глубина вальцевания

Технология вальцевания труб – это процесс, который заключается в раздаче концов труб холодного состояния в отверстиях тех же систем. Качественное соединение изделий с помощью такого метода обеспечивает хорошую плотность и прочность.

1. Устанавливая изделие в отверстие, образуется небольшой зазор между трубными стенками и отверстием. Такое происходит потому, что диаметр трубы намного меньше диаметра отверстия, в которое вставляют элемент. Зазор отвечает нормам, если он имеет предел до 1 мм.
2. Установив таким образом деталь в отверстие, с помощью специального инструмента начинают проводить расширение трубы.

Сперва на металлической трубе появляются небольшие и упругие следы деформации, которые в результате превращаются в окончательные. Это означает, что труба начала расширяться. После расширения зазор должен полностью исчезнуть, а сама труба тщательно закрепиться в трубном отверстии. Таким способом проводят первый этап вальцовки, который еще называют привальцовкой или прихваткой. В процессе привальцовки происходит деформация только самой трубы.

1. В дальнейшем внешняя поверхность трубы в процессе расширения давит на отверстие трубного барабана, поэтому металл барабана начинает деформироваться. После окончания вальцевания стенки металлического трубного барабана, получившие упругую деформацию, захотят вернуться в прежнее положение и станут давить на трубу. Возникнет сильное сжимание, благодаря чему соединение станет плотным, надежным и долговечным. Таким способом проходит второй этап вальцевания – развальцовка.
2. Если с вальцовкой труб переборщить то металл барабана может слишком сильно деформироваться, а труба расширится больше, чем того требует технология. В результате может произойти разрыв, что приведет к меньшей прочности и плотности соединения. Такой результат получится, если вальцевание не довести до нужного уровня. Для того чтобы подобного не случилось, нужно правильно подбирать инструмент для вальцевания.

Для того чтобы получить деталь с точным радиусом, необходимо знать и учитывать принцип работы используемых вальцов и инструментов, а также способы работы с ними и соблюдение правильно выполненной технологии. Нужно придерживаться инструкций крепления деталей в процессе обработки и учитывать особенности деформации обрабатываемого материала.