Вальцовка труб: что это такое, где используется и как осуществляется?

Операция вальцевания труб берет свое название от прокатных валиков – вальцов (валков). Данные приспособления позволяют придать заготовке необходимый радиус. Но сам термин «вальцевание» не ограничивается одной гибкой труб. Рассмотрим, что же включает в себя этот процесс.

Вальцовка, или же вальцевание, труб – это технологический процесс деформации изделия для получения заданной формы. Такая деформация позволяет сохранить материал, в отличие от операций токарной или фрезеровочной обработки. Само определение вальцевания включает в себя следующие операции:

• изменение поперечного сечения трубы;
• изгиб заготовки под углом или по радиусу;
• создание трубы из плоской или круглой заготовки;
• привальцовка – процесс исключения зазора между расширяемым краем заготовки и трубогибом;
• развальцовка – это увеличение одного конца трубки, выполняется для соединения двух труб телескопическим способом или для крепления к другому изделию;
• завальцовка – обратная операция с целью создания герметичного соединения двух труб;
• резка металла.

Профильной отраслью, использующей процесс вальцевания, смело можно назвать металлообрабатывающую промышленность. Следующими в списке стоят все сферы, в которых применяются трубы и трубные соединения. Вальцевание используется как при создании трубок кондиционера, гофрированных труб из нержавеющей стали или трубок теплообменника, так и для весьма сложных конструкций (типа барабана парового котла).

Вальцевание применяется не только в промышленности, но и в повседневной жизни. Данная процедура актуальна в следующих случаях:

• соединение блоков кондиционера при установке;
• прокладка газовых и сантехнических труб;
• при пайке медных трубок холодильных установок;
• замена трубок тормозной системы автомобиля.

Как и любая другая технологическая операция, вальцевание имеет свои ГОСТы и ОСТы, регулирующие и регламентирующие процесс и его параметры, например: контроль герметичности, калибровку, допуски на толщину стенок трубы. Также на предприятиях имеются собственные СТО для этих целей. Представим краткий список данных документов.

• ГОСТ 13954-74 (переиздан в январе 1988 г. с Изменениями №1, 2). Концы труб, развальцованные для соединений трубопроводов по наружному конусу. Конструкция и размеры.
• ГОСТ Р 55601-2013. Аппараты теплообменные и аппараты воздушного охлаждения. Крепление труб в трубных решетках.
• ГОСТ 28941.12-91. Соединения трубопроводов с развальцовкой трубы. Концы труб развальцованные.
• ОСТ 26-02-1015-85. Отраслевой стандарт. Крепление труб в трубных решетках. Министерство химического и нефтяного машиностроения.
• СТО 002203680014-2009. Крепление труб в трубных решетках кожухотрубчатых теплообменных аппаратов и АВО.

В зависимости от температуры заготовки процесс вальцовки труб можно разделить на две большие группы.

• Горячее вальцевание. Используется при работе с материалами, обладающими высоким сопротивлением к деформации. Например, нагрев используется при вальцовке пластиковых труб по радиусу.
• Холодное вальцевание. Применяется для мягких материалов, таких как медь, алюминий, низкокачественная сталь и им подобные.

Оба типа обработки применяются как при ручном, так и при промышленном способе вальцовки труб. Для самостоятельной работы потребуется приобрести экспандер или специальный набор, в который входят следующие предметы: труборез, штампы с отверстиями различного диаметра, зажим и сам труборасширитель. Он оснащается конусным расширителем. Если конус черный и необработанный, то набор предназначен для сантехнических труб, в противном случае комплект можно применять при работе с кондиционерами.

При развальцовке различают три основных типа воронки.

• Обычная воронка. Самый просто вариант, встречается повсеместно.
• Евростандартный грибок. Подобный тип часто встречается на автомобилях европейского производства. Внешне напоминает автомобильную покрышку.
• Воронка с двойным сложением окраины. Воронки такого типа распространены в автомобилях американского производства.

Часто для расширения трубы собственными силами используется коническая заготовка с необходимым углом. Но при таком подходе велика вероятность, что материал трубы деформируется неравномерно, а возможно, произойдет разрыв трубы или ее загиб.

В производстве процесс вальцевания выполняется не только с помощью обычных или пневматических ручных инструментов – для этого также применяют токарный станок, вальцовый трубогиб или прокатный станок. Использование подобных специализированных станков и инструментов обуславливается размерами заготовок и материалами, из которых они сделаны.

Именно от свойств и параметров материала заготовки зависит, какой категории будет использоваться инструмент при обработке.

• Категория Т – используется при обработке трубок с внутренним диаметром от 5,6 до 12.5 мм. Глубина вальцевания ограничена.
• Категория СТ – применяется при вальцевании сварных изделий, внутренний диаметр которых равняется 6-11 мм. Так же, как и у инструментов группы Т, у СТ ограничена глубина использования.
• Категория Р – предназначена для изделий диаметром от 1,2 до 4 см. Максимальное значение развальцовки равняется 4,87см.
• Категория РТ – используется для видов с внутренним диаметром 0,55-1,29 мм.
• Категория СР – применяется для толстых трубных решеток, глубина развальцовки равняется 3,23 см.
• Категория 5Р – предназначена для трубок из нержавеющей стали с тонкими стенами.
• Категория К и КО – подходят для развальцовки котельных труб.

В свою очередь, прокатные станы по изготовлению бесшовных труб также имеют свое разделение.

• Непрерывно-удлинительные. Предназначены для производства изделий диаметром до 110 мм.
• Коротконаправочные. Используются при изготовлении изделий диаметром от 60 до 450 мм.
• Трехвалковые. Применяются для создания толстостенных труб сечением от 35 до 200 мм.
• Пилигримовые. Предназначены для получения бесшовных изделий диаметром от 400 до 700 мм.

Валковые трубогибы представляют собой систему, состоящую из нескольких валков, их количество варьируется от 2 до 3 (реже 4) штук. Два вращающихся нижних валка в такой системе прижимают заготовку к третьему, упорному, вокруг которого изгибается изделие. В результате такой прокатки изменяется профиль внутреннего сечения трубы. Регулировка радиуса получаемого изделия осуществляется подбором диаметра валков и расстояния между нижними элементами. В процессе обработки валки станка должны выдерживать высокие механические нагрузки, поэтому их изготавливают из высокопрочных сплавов стали.

Подобные трубогибы являются довольно универсальным оборудованием и позволяют выполнять вальцевание уголков. Также при помощи вальцов различного вида создаются профильные трубы. Наибольшей популярностью пользуются профильные трубы квадратного (прямоугольного) и овального сечений.

Подводя итоги, стоит еще раз отметить, что термин «вальцевание» включает в себя довольно объемный список технологических процессов. Для получения необходимого результата необходимо грамотно выбрать подходящий инструмент, оборудование и соблюдать условия технологического процесса.

Вальцовка К-45-47 и КО-45-47 представлена далее.