Curvamento de tubos

O curvamento de tubos está relacionado à deformação por flexão que induz tensões de compressão na camada interna e de tração na camada externa ao curvamento. O diferencial de tensões entre a parte distendida e a parte comprimida é responsável por uma redução na seção do tubo conformado. 

Esta deformação depende do diâmetro do tubo, da espessura da parede e do raio de curvatura. A relação diâmetro do tubo e a espessura de parede D/t é conhecida como “estabilidade estrutural do tubo”. À medida que D/t cresce, menor é a estabilidade do tubo e maior é a tendência de achatamento na região da dobra e de enrugamento
na região côncava.

Por exemplo, para tubos de diâmetros compreendidos entre 1”e 2” (25,4 50,8 mm) e raios de curvatura de duas vezes e meia o diâmetro, a redução de seção pela operação de curvamento é da ordem de 2,5 a 3,0%. As formas de minimizar este efeito serão detalhadas a partir do equipamento utilizado no curvamento dos tubos que podem ser de três tipos: por compressão, por rolos e por matriz rotativa.

Curvamento por compressão:

O dobramento por compressão é obtido através de uma prensa cujo punção exerce uma força que flete o tubo contra dois cossinetes móveis e ajustáveis (Fig.1 e 2)


Prensa típica de dobramento de tubos Fig. (1)

Prensa típica de dobramento de tubos Fig. (2)


Curvamento por rolos:

Neste tipo de equipamento, a flexão do tubo é obtida pela ação de três rolos, dois fixos e um móvel regulável destinado à ajustagem do raio de curvatura. A direção derotação é reversível. (Fig.3 e 4)

Figura ( 3 )

Figura ( 4 )

Tanto neste equipamento quanto no anterior, a relação D/t vai determinar a estabilidade e a conseqüente tendência ao achatamento. Para minimizar este fenômeno, utiliza-se o artifício de encher os tubos com material suporte. Os materiais suporte mais utilizados são:  areia, madeira e resinas.

Recomenda-se compactar convenientemente o material suporte dentro do tubo e tampar suas extremidades para evitar fuga durante a operação de curvamento. Tanto no curvamento por compressão quanto no curvamento por rolos, recomenda-se um raio mínimo de cerca de seis vezes o diâmetro para curvamentos sem materiais de enchimento e de quatro vezes com enchimento de material suporte. O ângulo mínimo de dobra é de 120°.


Curvamento por matriz rotativa:

O dobramento por matriz rotativa é obtido fazendo com que o tubo seja dobrado em torno de uma matriz que pode assumir duas configurações:

1 - O mordente solidário à matriz fixa o tubo. O conjunto mordente-matriz gira em
torno do seu eixo, conformando o tubo (Fig 5 e 6).

2 -  O mordente e matriz ficam estáticos e a guia conforma o tubo em volta da matriz.

Neste processo, se necessário, utiliza-se um mandril interno ao tubo para evitar sua deformação durante a operação de curvamento (Fig 5 e 6).


Figura ( 5 )

Figura ( 6 )

Nos dois casos, uma análise prévia no ábaco da figura 7  define a necessidade da utilização ou não do mandril interno.


Normógrafos para determinar onde um mandril é necessário e o tipo correto a usar Fig. ( 7 )


A parte (A) do ábaco correlaciona a relação D/t com o raio de dobramento com a finalidade de se definir o tipo de mandril a ser utilizado. A parte (B) do ábaco correlaciona a relação D/t com o raio de curvatura para se definir a quantidade de esferas ou segmentos do mandril articulado.


Tipos de mandril



Mola para curva de tubos (externa)

Assista ao vídeo:



Créditos:
Eduardo Luiz Alvares Mesquita / Engº Mecânico - ACESITA
Léo Lucas Rugani / Engº de Minas e Metalurgista - ACESITA

Consultoria:
Engenheiro Ademar Kagê - Dir. da GRAPAIX Ind. e Com. Ltda
Engenheiro Roberto Mendes Borges - Diretor da KPB Ind. e Com. Ltda
Engenheiro Léo Loureiro Parolo - Diretor da KPB Ind. e Com. Ltda



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