Curvatura por indução de tubos e canos

Tubo de curvatura por indução

O que é a dobragem por indução?

Dobragem por indução é uma técnica de curvatura de tubos controlada com precisão e eficiente. Durante o processo de curvatura por indução, é aplicado um aquecimento local utilizando energia eléctrica induzida de alta frequência. Tubos, canos e até mesmo formas estruturais (canais, secções W e H) podem ser dobrados de forma eficiente numa máquina de dobragem por indução. A curvatura por indução também é conhecida como curvatura a quente, curvatura incremental ou curvatura de alta frequência. Para diâmetros de tubo maiores, quando os métodos de curvatura a frio são limitados, Dobragem por indução é a opção mais preferível. À volta do tubo a ser dobrado, é colocada uma bobina de indução que aquece a circunferência do tubo entre 850 e 1100 graus Celsius.

A foto mostra um esboço de uma máquina de curvar tubos por indução. Depois de posicionar o tubo e fixar firmemente as suas extremidades, é aplicada energia a um indutor do tipo solenoide que fornece aquecimento circunferencial do tubo na área onde este será dobrado. Quando é atingida uma distribuição de temperatura que proporciona ductilidade suficiente ao metal na região de dobragem, o tubo é empurrado através da bobina a uma determinada velocidade. A extremidade dianteira do tubo, que está presa ao braço de flexão, é sujeita a um momento de flexão. O braço de flexão pode rodar até 180°.
Na curvatura por indução de tubos de aço-carbono, o comprimento da banda aquecida é normalmente de 25 a 50 mm (1 a 2 pol.), com uma temperatura de curvatura necessária no intervalo de 800 a 1080°C (1470 a 1975°F). À medida que o tubo passa pelo indutor, dobra-se na região quente e dúctil numa quantidade ditada pelo raio do pivô do braço de dobragem, enquanto cada extremidade da região aquecida é suportada por uma secção fria e não dúctil do tubo. Dependendo da aplicação,
A velocidade de dobragem pode variar entre 13 e 150 mm/min (0,5 e 6 pol./min). Nalgumas aplicações em que são necessários raios maiores, é utilizado um conjunto de rolos para fornecer a força de dobragem necessária em vez de um pivô do braço de dobragem. Após a operação de dobragem, o tubo é arrefecido até à temperatura ambiente utilizando um jato de água, ar forçado ou arrefecimento natural no ar. Pode então ser efectuado um alívio de tensões ou uma têmpera para obter as propriedades necessárias após a dobragem.

Afinamento de paredes: O aquecimento por indução proporciona um rápido aquecimento circunferencial de áreas selecionadas do tubo, consumindo uma quantidade mínima de energia em comparação com outros processos de curvatura a quente em que todo o tubo é aquecido. Existem também outros benefícios importantes proporcionados pelo curvamento de tubos por indução. Estes incluem a distorção de forma altamente previsível (ovalidade) e o afinamento da parede. A minimização e a previsibilidade do adelgaçamento da parede são particularmente importantes na produção de tubos para aplicações que precisam atender a requisitos de alta pressão, como energia nuclear e oleodutos/gasodutos. Por exemplo, as classificações de oleodutos e gasodutos são baseadas na espessura da parede. Durante a dobragem, o lado exterior da dobragem está em tensão e tem uma secção transversal reduzida, enquanto o lado interior está em compressão. Quando se utiliza o aquecimento convencional na curvatura, a secção transversal do lado exterior da área de curvatura é frequentemente reduzida em 20% ou mais, o que resulta numa redução correspondente da pressão nominal total da tubagem.
Com aquecimento por induçãoA redução da secção transversal é reduzida para tipicamente 11% devido a um aquecimento muito uniforme, um programa de dobragem optimizado através de uma máquina de dobragem computorizada e uma zona plastificada (dúctil) estreita. Consequentemente, o aquecimento por indução não só reduz os custos de produção e aumenta a qualidade da dobra, como também reduz o custo total da tubagem.
Outras vantagens importantes da curvatura por indução: não requer muita mão de obra, tem pouco efeito no acabamento da superfície e tem a capacidade de fazer pequenos raios, o que permite a curvatura de tubos de parede fina e a produção de curvas de múltiplos raios/múltiplas curvas num tubo.

Benefícios da curvatura por indução:

Raios grandes para um fluxo suave do fluido.
Eficiência de custos, o material reto é menos dispendioso do que os componentes padrão (por exemplo, cotovelos) e as curvas podem ser produzidas mais rapidamente do que os componentes padrão podem ser soldados.
Os cotovelos podem ser substituídos por curvas de raio maior, quando aplicável, e, consequentemente, o atrito, o desgaste e a energia da bomba podem ser reduzidos.
A curvatura por indução reduz o número de soldaduras num sistema. Elimina as soldaduras nos pontos críticos (as tangentes) e melhora a capacidade de absorção de pressão e tensão.
As curvas por indução são mais fortes do que os cotovelos com espessura de parede uniforme.
Um menor número de ensaios não destrutivos das soldaduras, como o exame de raios X, permitirá reduzir os custos.
O stock de cotovelos e curvas standard pode ser bastante reduzido.
Acesso mais rápido aos materiais de base. Os tubos rectos estão mais facilmente disponíveis do que os cotovelos ou os componentes padrão e as curvas podem quase sempre ser produzidas de forma mais barata e mais rápida.
É necessária uma quantidade limitada de ferramentas (não são utilizados espigões ou mandris, como é necessário na dobragem a frio).
Dobragem por indução é um processo limpo. Não é necessária qualquer lubrificação para o processo e a água necessária para o arrefecimento é reciclada.

VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DA DOBRAGEM POR INDUÇÃO

Raio de curvatura infinitamente variável, oferecendo uma flexibilidade de conceção óptima.
Qualidade superior em termos de ovalização, desbaste da parede e acabamento da superfície.
Evita a necessidade de componentes com um cotovelo, permitindo a utilização de materiais rectos mais baratos e mais facilmente disponíveis.
Um produto final mais resistente do que os cotovelos com uma espessura de parede uniforme.
A capacidade de dobragem de grande raio reduz o atrito e o desgaste.
A qualidade da superfície do material dobrado não é relevante em termos de adequação à utilização.
Tempos de produção mais rápidos do que a soldadura de componentes separados.
Não são permitidos cortes, arredondamentos, mandrilagem, montagem ou tratamento térmico/soldadura de acessórios forjados.
Os tubos e outras secções podem ser curvados para raios mais pequenos do que com as técnicas de curvatura a frio.
Superfície do material não afetada/não manchada pelo processo.
São possíveis várias curvas num único comprimento de tubo.
Redução dos requisitos de soldadura com curvas compostas, melhorando a integridade da tubagem acabada.
As soldaduras são evitadas nos pontos críticos.
Menor necessidade de ensaios não destrutivos, reduzindo ainda mais os custos.
Mais rápido e mais eficiente em termos energéticos do que os métodos tradicionais de dobragem por fogo/chama.
O processo elimina a necessidade de enchimento com areia, mandris ou formadores.
Um processo limpo e sem lubrificantes.
As alterações das especificações das curvas são possíveis até ao último minuto antes da produção.
Redução da necessidade de inspeção formal no local da integridade da junta soldada.
Prazos de reparação e manutenção mais rápidos, devido à relativa facilidade de produção de tubos de substituição dobrados por indução.