Curvatura a induzione di tubi e tubazioni

Curvatura a induzione del tubo

Che cos'è la piegatura a induzione?

Curvatura a induzione è una tecnica di piegatura delle tubazioni efficiente e controllata con precisione. Durante il processo di curvatura a induzione viene applicato un riscaldamento locale mediante energia elettrica indotta ad alta frequenza. Tubi, tubazioni e persino forme strutturali (canali, sezioni a W e H) possono essere piegati in modo efficiente in una macchina di piegatura a induzione. La piegatura a induzione è nota anche come piegatura a caldo, piegatura incrementale o piegatura ad alta frequenza. Per tubi di diametro maggiore, quando i metodi di piegatura a freddo sono limitati, Curvatura a induzione è l'opzione preferibile. Intorno al tubo da piegare viene posizionata una bobina a induzione che riscalda la circonferenza del tubo nell'intervallo tra 850 e 1100 gradi Celsius.

Una macchina per la piegatura di tubi a induzione è schematizzata nella foto. Dopo aver posizionato il tubo e averne fissato saldamente le estremità, viene applicata la corrente a un induttore di tipo solenoide che riscalda circonferenzialmente il tubo nell'area in cui verrà piegato. Una volta raggiunta una distribuzione della temperatura tale da garantire una sufficiente duttilità del metallo nella regione di piegatura, il tubo viene spinto attraverso la bobina a una certa velocità. L'estremità anteriore del tubo, bloccata sul braccio di piegatura, è sottoposta a un momento di flessione. Il braccio di piegatura può ruotare fino a 180°.
Nella piegatura a induzione di tubi in acciaio al carbonio, la lunghezza della fascia riscaldata è solitamente compresa tra 25 e 50 mm (da 1 a 2 pollici), con una temperatura di piegatura richiesta compresa tra 800 e 1080°C (da 1470 a 1975°F). Quando il tubo passa attraverso l'induttore, si piega all'interno della regione calda e duttile per una quantità dettata dal raggio del perno del braccio di piegatura, mentre ogni estremità della regione riscaldata è sostenuta da una sezione fredda e non duttile del tubo. A seconda dell'applicazione,
La velocità di curvatura può variare da 13 a 150 mm/min (da 0,5 a 6 pollici/min). In alcune applicazioni in cui sono richiesti raggi più ampi, si utilizza una serie di rulli per fornire la forza di curvatura richiesta invece del perno del braccio di curvatura.Dopo l'operazione di curvatura, il tubo viene raffreddato a temperatura ambiente utilizzando uno spruzzo d'acqua, aria forzata o raffreddamento naturale in aria. A questo punto è possibile eseguire una distensione o un rinvenimento per ottenere le proprietà richieste dopo la piegatura.

Assottigliamento delle pareti: Il riscaldamento a induzione fornisce un rapido riscaldamento circonferenziale di aree selezionate del tubo, consumando una quantità minima di energia rispetto ad altri processi di curvatura a caldo in cui viene riscaldato l'intero tubo. La curvatura dei tubi a induzione offre anche altri importanti vantaggi. Tra questi, la distorsione della forma (ovalizzazione) e l'assottigliamento della parete altamente prevedibili. La minimizzazione e la prevedibilità dell'assottigliamento delle pareti sono particolarmente critiche quando si producono tubi per applicazioni che devono soddisfare requisiti di alta pressione, come l'energia nucleare e gli oleodotti/gasdotti. Ad esempio, le classificazioni degli oleodotti e dei gasdotti si basano sullo spessore delle pareti. Durante la curvatura, il lato esterno della curva è in tensione e ha una sezione trasversale ridotta, mentre il lato interno è in compressione. Quando si utilizza il riscaldamento convenzionale per la curvatura, la sezione trasversale del lato esterno dell'area di curvatura spesso si riduce di 20% o più, con una corrispondente riduzione della pressione nominale totale della condotta. La curvatura del tubo diventa il fattore limitante della pressione della condotta.
Con riscaldamento a induzioneLa riduzione della sezione trasversale si riduce a 11% grazie a un riscaldamento molto uniforme, a un programma di piegatura ottimizzato tramite una macchina piegatrice computerizzata e a una stretta zona plastificata (duttile). Di conseguenza, il riscaldamento a induzione non solo riduce i costi di produzione e aumenta la qualità della piegatura, ma riduce anche il costo totale della condotta.
Altri importanti vantaggi della curvatura a induzione: non richiede molta manodopera, ha scarso effetto sulla finitura superficiale e ha la capacità di realizzare raggi piccoli, il che consente la curvatura di tubi a parete sottile e la produzione di curve a più raggi/multipli in un unico tubo.

Vantaggi della piegatura a induzione:

Ampi raggi per un flusso fluido.
Efficienza dei costi, il materiale rettilineo è meno costoso dei componenti standard (ad esempio, i gomiti) e le curve possono essere prodotte più rapidamente di quanto i componenti standard possano essere saldati.
I gomiti possono essere sostituiti da curve di raggio maggiore, dove possibile, riducendo così l'attrito, l'usura e l'energia della pompa.
La piegatura a induzione riduce il numero di saldature in un sistema. Elimina le saldature nei punti critici (le tangenti) e migliora la capacità di assorbire pressioni e sollecitazioni.
Le curve a induzione sono più resistenti dei gomiti con spessore di parete uniforme.
La riduzione dei controlli non distruttivi delle saldature, come l'esame a raggi X, consentirà di risparmiare sui costi.
Le scorte di gomiti e curve standard possono essere notevolmente ridotte.
Accesso più rapido ai materiali di base. I tubi dritti sono più facilmente disponibili rispetto ai gomiti o ai componenti standard e le curve possono quasi sempre essere prodotte in modo più economico e veloce.
È necessaria una quantità limitata di utensili (non si usano spine o mandrini come nella piegatura a freddo).
Curvatura a induzione è un processo pulito. Il processo non richiede lubrificazione e l'acqua necessaria per il raffreddamento viene riciclata.

VANTAGGI DELL'UTILIZZO DELLA PIEGATURA A INDUZIONE

Raggio di curvatura infinitamente variabile, per una flessibilità di progettazione ottimale.
Qualità superiore in termini di ovalizzazione, assottigliamento delle pareti e finitura superficiale.
Evita la necessità di componenti con gomito, consentendo l'utilizzo di materiali diritti più economici e più facilmente disponibili.
Un prodotto finale più resistente rispetto ai gomiti con uno spessore di parete uniforme.
La capacità di piegatura ad ampio raggio riduce l'attrito e l'usura.
La qualità della superficie del materiale piegato non è rilevante in termini di idoneità all'uso.
Tempi di produzione più rapidi rispetto alla saldatura di componenti separati.
Non è consentito il taglio, l'arrotondamento, l'alesaggio, il montaggio o il trattamento termico/saldatura di raccordi forgiati.
I tubi e le altre sezioni possono essere curvati con raggi più piccoli rispetto alle tecniche di piegatura a freddo.
Superficie del materiale non intaccata/incompleta dal processo.
È possibile effettuare più curve su un'unica lunghezza di tubo.
Riduzione dei requisiti di saldatura con le curve composte, migliorando l'integrità della tubazione finita.
Saldature evitate nei punti critici.
Minore necessità di controlli non distruttivi, con conseguente ulteriore riduzione dei costi.
Più veloce e più efficiente dal punto di vista energetico rispetto ai metodi tradizionali di piegatura delle lastre a fuoco o a caldo.
Il processo elimina la necessità di riempire la sabbia, i mandrini o le formatrici.
Un processo pulito e privo di lubrificanti.
Le modifiche alle specifiche di piegatura sono possibili fino all'ultimo minuto prima della produzione.
Riduzione della necessità di ispezioni formali in loco dell'integrità del giunto saldato.
Tempi di riparazione e manutenzione più rapidi, grazie alla relativa facilità di produzione di tubi di ricambio piegati a induzione.