لوله‌ها بهترین وسیله برای انتقال سیالات، مایعات، نفت و گاز محسوب شده که کاربرد زیادی دارند و تولید آن‌ها از تنوع زیادی برخوردار است. به طور کلی لوله‌ها انواع زیادی مانند لوله گالوانیزه، لوله گازی، لوله پلی اتیلن، لوله مانیسمان، درزدار و.. دارند که برای پروژه‌های آبرسانی و خطوط انتقال گاز به کار گرفته می‌شوند. گاهی برای انتقال لوله نیاز است مسیر را تغییر داده و زاویه آن را عوض کنیم، برای اینکار به خمکاری لوله یا BEND احتیاج داریم. خمکاری لوله به اصول خاصی نیاز دارد که در ادامه‌ی مطلب به بررسی این موضوع می‌پردازیم.
انواع روش‌های خمکاری
ظرفیت لوله از مهم‌ترین عوامل تاثیرگذار در خمکاری لوله بوده که این ظرفیت رابطه معکوسی با میزان کربن موجود در آن داد. یعنی میزان شکستگی مقطع، با بالا رفتن کربن بیشتر شده که همین امر سبب کاهش مقاومت لوله در برابر خمکاری می‌شود. روش‌های خمکاری لوله در حالت کلی به سه دسته‌ی گرم، سرد و القایی تقسیم‌بندی شده که انتخاب روش‌های خمکاری به اندازه‌ی لوله، میزان شعاع، ویژگی‌های مقطع و… بستگی دارد. به عنوان مثال برای مقاطعی که میزان کربن آن‌ها حدود ۱ درصد باشد از روش خمکاری سرد استفاده کرده و در صورتی که میزان کربن از این مقدار بیشتر باشد، خمکاری را به روش گرم انجام می‌دهند.
خمکاری لوله به روش سرد
خمکاری به روش سرد به دلیل انعطاف پذیر نبودن، برای خم کردن لوله‌هایی با ضخامت محدود به کار گرفته می‌شود و بعد از آن که کار به پایان برسد نیازی به تمیز کاری و پوسته زدایی لوله و تجهیزات ندارد. همچنین در این روش می‌توان بعد از اتمام کار، به کنترل عیوب ظاهری پرداخت. خمکاری به شیوه سرد شامل خمکاری کششی چرخشی، خمکاری فشاری، خمکاری پرسی و خمکاری سه غلتکی می‌باشد.
۱. خمکاری کششی چرخشی Rotary Draw Bending
در این روش ابتدا لوله را از طریق گیره، محکم و فشرده به قالب می‌گیرند و سپس با یک دیگر شروع به دوران و چرخیدن می‌کنند. در نتیجه، لوله داخل قالب قرار می‌گیرد. برای آنکه از تغییر شکل سطح مقطع و بیضی شدن آن جلوگیری شود؛ سعی می‌کنند قالب فشاری به لوله فشرده شود تا در اثر اصطکاک وارده، به همراه لوله به سمت جلو کشیده شود. لوله‌هایی که دارای ضخامت کمی هستند برای خمکاری می‌توانند از مندریل که درون لوله قرار می‌گیرد، استفاده کنند. مندریل، ابعاد هندسی را کنترل کرده و از بیضی شدن لوله‌ها جلوگیری می‌کند.
۲. خمکاری پرسی Pressing Bending
روش خمکاری پرسی بیشتر در مواقعی به کار برده می‌شود که شعاع خمکاری و تغییر سطح مقطع، اهمیت خاصی ندارد. این روش نیروی مورد نیاز خود را به وسیله‌ی جک هیدرولیکی تامین می‌کند.
۳. خمکاری سه غلتکی ۳Roll Bending
برای مواردی که قطر لوله زیاد باشد از روش خمکاری سه غلتکی استفاده می‌کنند. روش آن به این صورت است که مقطع را به منظور خم کردن از میان سه غلتک عبور داده و سپس فرم دایره‌ای شکلی می‌گیرند زیرا از لحاظ هندسی فقط می‌شود یک دایره را از میان سه نقطه عبور داد.
۴. خمکاری فشاری Compression Bending
در این روش، قالب به صورت ثابت مانده و کفشک لغزان، لوله را در حین دوران به دور قالب فشار می‌دهد.
بیشتر بخوانید: اتصالات پلی اتیلن
خمکاری لوله به روش گرم
خمکاری به روش گرم از قدیمی‌ترین روش‌ها بوده که به دلیل حرارتی که به لوله می‌دهد، لوله‌ها آسیب پذیرتر می‌شوند، به همین سبب واحد‌های صنعتی روش سرد را بر گرم ترجیح می‌دهند. از منابع حرارتی که برای گرم کردن لوله استفاده می‌شود می‌توان به سوخت‌های فسیلی، القای مغناطیسی یا هدایت الکتریکی اشاره کرد. خمکاری به روش گرم معمولا در هنگامی که نسبت شعاع خمکاری به قطر لوله کوچک باشد و یا زمانیکه که قطر و ضخامت لوله و استحکام آن بالا باشد، اهمیت پیدا می‌کند.
ویژگی‌های روش گرم
- کنترل میزان تغییر ضخامت دیواره‌های خارجی
- نیاز به تمیز کاری بعد از اتمام کار
- ظاهر شدن عیوبی مانند بیضی شدن سطح مقطع یا چروک خوردگی
- استفاده در ضخامت و شعاع‌های زیاد
- گران بودن آن به علت مصرف انرژی زیاد در فرایند گرم کردن خط لوله
خمکاری القایی
خمکاری القایی کاربرد بسیاری دارد و نیاز به هزینه اولیه زیادی نداشته و آلودگی زیادی نیز ایجاد نمی‌کند. این روش بسیاری از عیب‌های روش گرم و سرد را نداشته و می‌تواند به پوشش دهی عیب‌های آن‌ها بپردازد و روش کار آن اینگونه است که ابتدا لوله را داخل یک کویل قرار داده و جریان الکتریکی را از سیم پیچ عبور می‌دهد که لوله طی این فرایند به صورت موضعی گرم شده و بدون اعمال فشار خم خواهد شد و بعد از خم شدن، به وسیله آب سرد آن را خنک می‌کنند.
ویژگی‌های خمکاری لوله به روش القایی
- امکان‌پذیری خم شدن لوله‌های فولادی با زاویه تند بدون تغییر فرم مقطع
- بدون محدودیت بودن و قابل اجرا بودن در هر طول و شعاعی
- استفاده برای شعاع‌های کوچک
- عدم نیاز به جوشکاری
- سرعت بالا
- بازدهی بالا
- امکان خمکاری پیاپی
تجهیزات خمکاری لوله
فرایند خمکاری نیازمند تجهیزاتی مانند آره، دیسک، تراشکاری و لیزر بوده که به وسیله آن‌ها ابتدا لوله را به ابعاد مورد نظر رسانده، سپس از روش‌های خمکاری استفاده کرده و لوله را به زوایایی که مد نظر بوده، خم می‌کنند. خمکاری اصولا با سه ابذار اساسی ایجاد می‌شود:
یکی از این ابذار‌ها، قالب خم بوده که به وسیله آن لوله خم می‌شود.
ابذار دیگری که برای خمکاری به کار گرفته می‌شود قالب گیره است که ابتدا لوله را می‌گیرد و هم زمان با شکل‌گیری خم، لوله را در موقعیتی ثابت قرار می‌دهد تا لوله تکان نخورد.
سومین مورد فشار بوده که همین فشار سبب خم شدن لوله می‌شود.
برای خم کردن لوله، دستگاه‌های خم کن دستی مدرج و خمکن هیدرولیکی وجود دارد:
۱. خمکن دستی مدرج
این دستگاه برای لوله‌هایی با قطر پایین مورد استفاده قرار می‌گیرد که خمکاری در این دستگاه را می‌توان از طریق نیروی دست انجام داد. قابلیت متصل شدن به گیره، از ویژگی‌های این فرایند بوده که این ویژگی برای خم کردن لوله‌هایی با ضخامت بزرگ و طول زیاد مفید بوده است و مانع تاب برداشتن لوله‌هایی با طول زیاد می‌شود.
۲. خمکن هیدرولیکی
خم کن هیدرولیکی از پرکاربردترین خم کن‌ها در مقیاس تولید کارگاهی محسوب شده است. روش آن اینگونه است که روغن داخل سیلندر پیستون را به وسیله فشار به سمت جلو حرکت داده و همین حرکت، نیرو را به سمبه دستگاه وارد می‌کند، سپس لوله ثابت شده در نگهدارنده، تغییر شکل داده و خم می‌شود. میزان نیروی وارد شده به سمبه و همچنین مقدار خم شدگی لوله به میزان حرکت پیستون هیدرولیکی بستگی دارد.
قیمت خمکاری لوله فولادی بر چه اساسی تعیین می‌شود؟
قیمت خمکاری لوله فولادی به نوع دستگاه و روش استفاده از آن بستگی دارد. روش‌های سرد و القایی نسبت به روش گرم ارزان‌تر هستند؛ زیرا در روش گرم مصرف انرژی برای گرم کردن لوله بالاتر می‌باشد که همین امر سبب‌گران بودن آن شده است. همچنین شعاع خم، قطر لوله، ضخامت لوله، کیفیت و.. در قیمت این لوله‌ها تاثیر بسزایی دارند.
نتیجه‌گیری
خمکاری دارای سه روش گرم، سرد و القایی می‌باشد که روش سرد خود نیز به چند روش تقسیم می‌شود. خمکاری به روش سرد برخلاف روش گرم برای ضخامت‌های محدودتری انجام می‌گیرد و انعطاف‌پذیری بالای ندارد. همچنین در روش سرد نیاز به تمیزکاری مداوم وجود ندارد، در صورتی که روش گرم نیازمند این است که تمیز کاری صورت بگیرد. روش القایی محدودیت طولی نداشته و برای شعاع‌های کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد.