Гибка профильной трубы: действенные и безопасные методы

Гибка труб производится в строительстве, коммунальных, энергетических, нефтегазовых, водопроводных и множестве других областях при монтаже трубопроводных ситем, изготовлении строительных конструкций, изделий для различных нужд населения и городских хозяйств. В общем, всего не перечесть, но каким образом гнут трубы – знать полезно. Иные методы могут пригодиться в домашнем хозяйстве.

Изделия профильного трубопроката представляются рядом металлических труб различной конфигурации в сечении поперечного разреза. Они могут быть самые разные, но отличные от круглой, то есть – нестандартной формы: овоидные и плоскоовальные, прямоугольные, часто имеющие квадратную конфигурацию с закругленными углами, и даже многогранные. Круглые используются узко – в основном для сооружения водопроводной и канализационной сетей.

Профили же квадратной и прямоугольной форм более востребованы на рынке. Благодаря тому, что на плоской стенке проще всего закрепить любой материал, они популярно используются при строительстве производственных и бытовых сооружений. Такой элемент имеет повышенную прочность и является ребром жесткости в постройке. Профиль отлично справляется с моментными нагрузками (нагрузками на изгиб), именно поэтому являются хорошим выбором в качестве использования при возведении металлического каркаса построек различного предназначения.

Изделия выпускаются широким рядом размеров, в зависимости от типа металла: например, медную возможно найти в ряду толстостенных профилей большого значения площади разреза, в отличие от алюминиевых. Мебель же производят из тонкостенных прокатов из «нержавейки». Материалом для изготовления чаще всего становится высоко- или низколегированная сталь. Квадрат-трубы отличаются друг от друга по способу производства: бывают электросварные, холодно- и горячекатаные, бесшовные. Особенностью сварки является наличие среды инертного газа, но существует и иной способ – индукционная сварка.

Изделия из профильной трубы не имеют большого веса, поэтому есть возможность легко и за короткий промежуток времени создавать не тяжелые арочные конструкции. Это незаменимо при возведении разнообразных парников и теплиц невысокой стоимости.

Строительство с использованием каркасов из металла актуально не только для дачников и огородников. Зачастую потребность использования таких стройматериалов возникает и у городских жителей при желании обустройства частной территории, прилегающей к дому. К примеру, быстро и недорого установить беседку, крытую террасу или поликарбонатный навес – это достаточно распространенное явление в современных городах.

Профилепрокат также используют в конструкциях лестниц и перил. Часто бывает так, что стандартная конфигурация не подходит для определенного вида конструкции, здесь возникает необходимость гибки с применением специального оборудования или некоторых хитростей. Об этом немного позже.

Деформация стальных изделий – не такой простой процесс, как может показаться на первый взгляд. Он требует определенного набора знаний, умения выбрать правильную технологию и оборудование. Только лишь придание необходимого внешнего вида не есть суть нашей работы, при ее выполнении необходимо сохранить важные параметры – толщину стенок, выдержать линейные размеры, не нарушить эксплуатационные способности. На заготовку в результате приложения силы действуют следующие нагрузки: на внутреннем участке – сила сжатия, на внешнем (наружном) – сила растяжения. Воспринимая их действие, элемент деформируется, получая полный или частичный изгиб.

Но ввиду особенностей деталей, приходится сталкиваться с некоторыми проблемами.

• Утеря соосности в результате изменения формы. Это означает то, что сегменты трубного проката могут оказаться в разных плоскостях, что является недопустимым. Эксперты причиной такого явления выделяют неправильный выбор способа гибки.
• Разрыв наружной стенки. В процессе растяжения металл лопается, если нагрузка превышает величину, которую он может выдержать.
• В результате неравномерного сокращения внутренней стенки, на ней образуются складки, напоминающие гофру.

Возвращение к прежней форме из низколегированных и углеродистых сплавов, имеющих высокий коэффициент упругости. Многие элементы после сгибания как бы «пружинят», и изделие после такого явления приходится заново подгонять по желаемым размерам, что может сильно усложнить работу. Для избавления себя от нежелательных проблем и дополнительной работы необходимо определить значение пластического момента сопротивления материала, и с учетом этого параметра, проводить процедуру изгибания. Следует учесть, что, чем меньше угол, тем меньше упругое последствие.

Очень удобно производить гнутье сразу на месте проведения монтажных работ. Для осуществления этой цели рациональнее других способов является использование переносного трубогиба.

При использовании этого приспособления изгибание профиля происходит исключительно посредством механического усилия человека. Это становится возможным благодаря наличию плеча приложения силы значительной величины. Детали из пластических металлов и нержавеющей стали, сечение которых составляет не более двух сантиметров, способны поддаваться загибу в 180 градусов.

Такой инструмент состоит из следующих деталей:

• гибочный элемент;
• перемещающийся чопик, соединенный с загибающим башмаком;
• вращающиеся вокруг собственных осей две опорные части, на которых размещается изгибаемая деталь.

На производстве и в бытовом использовании чаще встречаются гидравлические устройства с ручным или механическим типом воздействия.

Перечислим их преимущества:

• Большие объемы, которые можно выполнить, по сравнению с механическим профилегибом.
• Возможность выбрать вертикальный или горизонтальный трубогиб исходя из условий рабочего пространства и удобства в работе.
• Легкость замены пуансонов (запчасти для задания угла).
• Существование приборов, изгибающих одновременно сразу несколько установок, что значительно сокращает затраты времени.
• Исключение возникновения трудностей в работе даже у новичков.
• Наличие защищающих от выскальзывания трубы и предостерегающих от получения травм устройств.
• Несложность собственноручного ремонта в домашних условиях.

Они загибают металлоизделия, помещенные на гибочные составляющие, которые, в зависимости от радиуса, возможно менять. На таких устройствах имеется поворотная оправка, с помощью которой и изменяют изделие. При отсутствии электрического питания прибор работает от встроенного аккумулятора.

При холодном способе, называемом вальцовкой, пользуются стандартным вальцевым станком, имеющим три роликовых опоры (валика). Форма и радиус загиба на выходе зависит от выбора и установки необходимых формы и размеров. Этот станок способен придать изгиб деталям из любого материала и любой конфигурации – справляется не только с квадратными, но также треугольными сечениями и сложнее. С помощью такого оборудования возможно подвергать деформации заготовку максимальной длины, что бывает очень принципиально, а также, получить продукт, изогнутый на 360 градусов (в кольцо). Метод вальцевания определяют как самый общий вид деформации, поэтому и оборудование относится к универсальным.

Кроме всего, станок дает возможность установить конкретную величину угла, что повышает точность при монтаже. Величина угла может контролироваться вручную, либо на ЧПУ станках (с информационно-числовым управлением) задаваться численно с последующим контролем процесса. На таких станках осуществляется производство имеющихся в каждом доме полотенцесушителей. При изготовлении труб для нагревающихся полов также нужно обратиться к станочному оборудованию. На нём в крупном масштабе налажено производство составляющих для винтовых лестниц, крылец, различных форм ограждений и декоративных элементов, служащих просто для украшения интерьера.

Положительными сторонами таких девайсов являются следующие возможности.

• Возможность избежать неаккуратностей при работе с тонкими деталями, в отличие от ручных приспособлений, зачастую выдающих резкий излом вместо плавной изогнутой линии в очертании.
• Точность. Обязательным критерием в серьезной постройке стоит данный пункт. Опять же, никакие другие разновидности механизмов и способов, предназначенных для данных видов работ, не стоят в сравнении с профессиональными станками. При изготовлении на продажу также невозможно обойтись без этого преимущества.
• Достижимость с высокой скоростью получить готовый продукт. Ведь средняя по величине скорость гибки профиля составляет 0,2-0,3 м/с.
• Автономность. Способность оборудования работать без участия человека в нашем веке уже не новшество, а лишь полезное, а где-то – неотъемлемое дополнение к прочим характеристикам.
• Потенциальность выполнения больших объемов.

Зачастую для получения более качественной детали используется дорновая гибка, которая осуществима при работе практически с любым прибором. О ней по порядку. Дорн представляет собой жесткую либо гибкую деталь, помещаемую внутрь изгибаемого отрезка в место дальнейшего изгиба. После изменения формы изделие получается гладким, не имеет складок и иных дефектов. За таким набором плюсов методики следует значительное снижение процента брака на выходе продукции.

Существуют два метода радиусной гибки профильных: холодный и горячий (с предварительным нагревом). Кроме разделения методик по температурному типу, различают еще множество типов, относящихся к механизации и применяемого оборудования, например, гибка:

• обкаткой;
• намоткой;
• волочением;
• методом трехроликовой вальцовки;
• с использованием двух опор;
• способом растяжения;
• с применением внутреннего гидростатического давления;
• протяжкой через фильеру с кривой осью;
• через копиры.

Выбор напрямую зависит от того, горячим или холодным вариантом будут производиться работы.

При холодном исполнении реализовать это можно несколькими вариантами.

• обкаткой (диаметр до 70 мм; при невысоких требованиях к круглости сечения в месте сгиба);
• намоткой (диаметр до 20 мм);
• волочением (для тонкостенных);
• с двумя опорами (диаметр до 300 мм).

Холодное подходит к малому диаметру, тому же холодным способом не удастся выгнуть изделие, например, на угол 45 градусов. Разогрев улучшает деформационные свойства металла, и за счет увеличения пластичности работать становится проще. Предварительный нагрев не приносит проблем с браком в виде трещин, остаточных повреждений, гофры и других последствий. На больших производствах нагрев производится токами высокой частоты (ТВЧ). При наличии маленького сечения осуществимо использование ручных портативных инструментов, для большого сечения такая альтернатива неприменима, здесь в ход идет механизированное оборудование.

Помимо вышеперечисленных приемов, в домашних условиях исполнить процесс можно и с применением аппаратуры, которую несложно создать самому. В зависимости от начальных характеристик и желаемого контура, существует достаточно вариантов сэкономить на дорогом оснащении. Ниже будет приведено несколько примеров.

Это самый приближенный к оригинальному роликовому профилегибу вариант. Для его создания потребуется приобрести 2-4 ролика. Следует учесть, что их ширина должна немного превышать ширину самого изделия. Для получения результата нужно закрепить его горизонтально, так, чтобы ролики имели возможность свободно вращаться, они должны находиться на таком расстоянии друг от друга, чтобы не мешать трубе проходить через систему без препятствий.

Если сооружение такого механизма невозможно в силу финансов, времени, навыков или других причин, есть и более понятные вариации. Но применение метода сварки значительно отнимает временной ресурс и требует кропотливости.

Последовательность работ выглядит следующим образом.

• Первым делом рекомендуется рассчитать допустимый и определить для себя необходимый радиус изгиба.
• Нанести вдоль изделия поперечные отметки, по которым в дальнейшем будет производиться распил для дальнейшего соединения. Чем более плавным нужен переход в согнутой части, тем чаще придется сделать отметки.
• Произвести распилы трех выбранных сторон (граней) по нарисованным отметкам. Четвертая сторона не должна быть тронута.
• После проведения распилов согнуть изделие до требуемой кривизны. для повышения точности можно изготовить лекало. К примеру, заготовить деревянную деталь с нужным изгибом. К изогнутому краю шаблона приложить не распиленную сторону проката, закрепить, поле чего согнуть до соответствия изгибу шаблона.
• Пропилы аккуратно и надежно сварить сварочным аппаратом.
• Места сварки тщательно зашлифовать, так, чтобы поверхность детали стала гладкой, без выступающих швов.

При большой площади разреза данный метод, за неимением других, подойдет как никогда кстати. Но такой способ применим для единичных работ, поэтому его не стоит применять тем, кому необходимо произвести деформирование большого количества элементов. В таком случае, возможно, рациональнее задуматься о создании роликового трубогиба.

О таком методе знают все мастера. Его суть заключается в следующем: специальную пружину квадратного сечения из стальной проволоки размещают внутри трубы в том месте, в котором необходимо получить изгиб. Пружина будет служить в качестве дорна, ее сечение должно быть меньше на 1-2 миллиметра меньше внутреннего сечения. Используя паяльную лампу, место дальнейшего сгиба накаляют, прикладывают к болванке с подходящим радиусом изгиба и, применяя силу, не резко надавливают до получения нужной кривизны. Этот способ довольно прост, но, пользуясь им при проведении работ, рекомендовано тщательно соблюдать технику безопасности: работать в специальных рукавицах и использовать клещи.

Чтобы удачно изогнуть трубу горячим способом, следует применить наполнитель из песка. Идеальным вариантом является среднезернистый песок – строительный или речной. Если нет возможности использовать именно такой, в крайнем случае подойдет и материал из детской песочницы, но предварительно очищенный от ненужного содержимого. Для очищения от ненужных примесей его требуется просеять через сито с отверстиями около 2 миллиметров. После первого просеивания на сите останутся крупные элементы – веточки и камешки. Их присутствие в наполнителе крайне нежелательно, потому что при нагреве они могут повлиять на рельеф и образовать выпуклости. Далее требуется просеять будущий наполнитель второй раз, уже через мелкое сито для избавления от слишком мелкого песка. После просеивания песок подвергают прокаливанию.

Трубу, на месте, где будет происходить изгибание, отжигают. Перед засыпанием наполнителя стоит позаботиться о заглушках, которые не дадут ему высыпаться. Рекомендовано изготавливать их из дерева, так, чтобы они плотно прилегали к стенкам. В одной из заглушек необходимо проделать пазы, через которые должен будет выходить горячий воздух. Такие отверстия располагают на каждой из сторон, то есть при квадратном сечении их должно быть четыре. После установления заглушки без отверстий через воронку можно начинать засыпку наполнителя. При этом периодически следует простукивать деталь для уплотнения песка. После закрепления второй заглушки можно намечать место изгиба, закреплять деталь и производить равномерный нагрев. Если деталь сварная, то шов должен быть расположен снаружи изгиба во избежание его расхождения. Цвет готовой к гнутью детали должен быть красно-вишневого цвета, а от трубы – отлетать окалина.

Тонкости холодного метода:

• Без использования специальных инструментов и нагревания в холодное время года можно значительно облегчить процесс гибки. Для этого, альтернативно способу с песком, в качестве наполнителя используется вода. После наполнения и установки заглушек изделие выставляется на мороз на время, необходимое для полного замерзания жидкости. В свете физических свойств замороженной воды, изгибание осуществить будет проще.
• Во избежание травм кистей и для уменьшения приложенных усилий предлагается использовать профильную трубу сечением чуть больше изгибаемого. Для этого больший профиль надевается по краям меньшего, таким образом, увеличивая плечо силы.
• Мастера советуют делать пробный изгиб на ненужной части изделия, это даст представление о его физических свойствах и предотвратит ошибки в последующих попытках.

Подытоживая вышеописанное, можно сделать выводы о том, насколько будет эффективен тот или иной способ. Целесообразнее для получения более качественного результата и экономии времени обратиться к профессионалам, располагающим специально предназначенным для этих целей оборудованием. Если работы подразумевают множественное изгибание изделий, то почему бы не задуматься о приобретении специального оборудования, а также, возможно, и о предоставлении услуг по сгибанию другим людям. В таком случае можно будет быстро окупить устройство.

О том, как согнуть трубу без трубогиба для навеса, смотрите в следующем видео.