Радиусы изгиба труб: сталь, латунь, медь

Радиусы изгиба труб: сталь, латунь, медь

Выполняя работы по сборке трубопроводной системы появляется нужда в создании изгибов и поворотов труб. Есть два метода. Первый это использовать специальные угловые переходы, они продаются в магазине. Труба отрезается ставится переход и дальше продолжается. Второй способ – загнуть трубу. Об этом мы и поговорим. Ведь чтобы ее загнуть нужно знать минимальный радиус изгиба труб. Если не соблюдать этот параметр, то вероятность ее повреждения при загибе сильно возрастает.

При помощи данных приспособлений осуществляется сгибание заготовок небольшого диаметра. В основном это касается нержавеющих труб и изделий из цветного металла. Функционируют ручные трубогибы так: заготовка вставляется одним концом внутрь специального зажима, после чего осуществляются обороты ручкой.

По ходу этой процедуры труба проходит между вальцами, где ей сообщается нужный угол.

Проведение работ данного типа важно четко согласовывать с рекомендациями ГОСТов, где указываются параметры минимального радиуса загиба труб из цветного металла и нержавейки:

  • Для диаметров менее 20 мм – от 2,5D.
  • Для диаметров более 20 мм – не менее 3,5D.

Буквой «D» обозначают внешний диаметр трубы.

Технологический процесс изгиба

Гнутье создает в стенках металла определенную степень напряжения. На наружном участке получается растягивающее напряжение, а на внутреннем – сжимающее. Благодаря этим воздействиям изменяется наклон оси.

В процессе изгиба на согнутом месте меняется форма поперечного сечения. В результате кольцевой профиль приобретает овальную форму. Более четкая форма овала просматривается на середине прогиба, а вот к концу и к началу деформация понижается.

Для труб с сечением до 20 мм овальность в деформированном месте не должна превышать 15 %. Для труб с сечением 20 и больше – 12,5%.

Обратить внимание следует на то, что на вогнутом месте у тонкостенной продукции могут возникнуть складки. Они, в свою очередь, негативно сказываются на функционировании системы (снижают проходимость рабочей среды, повышают уровень гидравлического сопротивления, степень засорения).

Допустимые радиусы сгиба трубы

Согласно государственным стандартам трубы имеют минимальный радиус изгиба.

Если сгибание осуществляется путем нагревания и набивкой песком, наружный диаметр трубы составляет не менее 3,5DN.

Формирование трубы на трубогибочном станке (без нагрева) – не менее 4DN.

Сгиб при нагреве газовой горелкой или в печи для получения наполовину рифленых складок возможен при показателе в 2,5DN.

Если сгиб предусматривается крутой (для согнутых канализационных отводов, изготовленных путем горячей протяжки или же способом штамповки) – не меньше 1DN.

Сгиб трубы может быть меньше указанных показателей. Однако это возможно в том случае, если метод производства гарантирует, что стенки трубы утончатся на 15% от общей толщины.

Расчет на прочность при изгибе трубы выполняем ответственно.

Формулы и таблицы

Чтобы сделать расчет трубы на прогиб, определяем длину детали. Она высчитывается по данной формуле:

R – это радиус изгиба в мм;

α – величина угла;

І – прямой участок в 100/300, необходимый для захвата изделия (в работе с инструментом).

Осуществляя расчет на изгиб профильной трубы, учитываем размер сгибаемого элемента. Он определяется по следующей формуле:

Значение числа π = 3,14;

α – угол изгиба в градусах;

R – величина радиуса (значение в расчет берется в мм);

DH – диаметр по внешней стороне трубы.

Минимальные радиусы сгиба для медных и латунных изделий поданы в таблице. Данные соответствуют Гостам №494/90 и №617/90. Кроме того, здесь также поданы величины по внешнему диаметру, минимальная длина статично свободной части.

Внешний диаметр Минимальный радиус сгиба Минимальная длина свободной части
3 6 10
4 8 12
6 12 18
8 16 25
10 20 30
12 24 35
15 30 45
18 36 50
24 72 55
30 90 60

Сделать расчет круглой трубы на изгиб поможет следующая таблица. Она включает данные, относящиеся к стальным аналогам (показатели соответствуют ГоСТ № 3262/75).

Чтобы не ошибиться в расчетах, следует также учесть диаметр, толщину стенок труб.

Диаметр трубы (мм) Минимальный радиус сгиба с учетом толщины стенок
толщина до 2 мм толщина более 2 мм
5/20 4D 3D
20/35 5D 3D
35/60 6D 4D
60/140 7D 5D

Сгиб трубы своими руками

Если осуществляется сгиб своими руками, поможет расчет трубы на изгиб, формула которого проста и универсальна (это 5 диаметров трубы).

Рассчитаем изгиб на детали с сечением в 1,6 см.

1-ый шаг: нужно четко представлять, какая окружность получится в результате (для правильного изгиба нужна одна четвертая окружности).

2-ой шаг: определяем радиус – 16 умножаем на 5. Результат – 80 мм.

3-ий шаг: вычисление начальных точек для изгиба. Для этого используется формула C=2π∙R:4. Величина С – это та длина трубы, которая будет использоваться в работе. Используется два числа пи, а также показатель наружного радиуса трубы.

4-ый шаг: величины заменяются известными данными: 2∙14∙80:4. В результате получим 125 мм. Это и будет длина участка, на котором минимальный радиус изгиба составит 80 мм.

Если с формулами работать не получается, делаем расчет профильной трубы на прогиб, используя калькулятор (специальную программу несложно найти в Интернете).

В работе с трубами рекомендуется также использовать специальный трубогиб. Это ручное приспособление маленького размера упрощает монтаж.

Различают несколько видов такого инструмента. Сегментное приспособление для изгиба предусматривает работу по основаниям особых шаблонов. Их форма уже рассчитана под определенный диаметр и форму сгиба. Инструмент помогает видоизменять трубы до 180˚.

Дорновое оборудование имеет сегмент, который перемещается внутри будущего изделия. Благодаря этому предотвращается деформация, открывается доступ сразу к нескольким участкам.

Какой бы вид инструмента не использовался, помним, что залогом успешного монтажа являются точные, неоднократно проверенные расчеты.

Радиусы изгиба труб

Радиусы изгиба труб

Гнутьем труб называется технологический процесс, В результате которого под действием внешних нагрузок изменяется наклон геометрической оси трубы. При этом в металле стенок трубы возникают упругие и упруго-пластические деформации. На внешней части погиба возникают растягивающие напряжения, а на внутренней—сжимающие. В результате этих напряжений наружная по отношению к оси изгиба стенка трубы растягивается, а внутренняя сжимается. В процессе гнутья трубы происходит изменение формы поперечного сечения — начальный кольцевой профиль трубы переходит в овальный. Наибольшая овальность сечения наблюдается в центральной части погиба и уменьшается к началу и концу погиба. Это объясняется тем, что наибольшие растягивающие и сжимающие напряжения при гнутье приходятся на центральную часть погиба. Овальность сечения в месте изгиба не должна превышать: для труб диаметром до 19 мм— 15%, для труб диаметром 20 мм и более— 12,5%. Овальность сечения Q в процентах определяют по формуле:

где Dмакс, Dмин, Dном — максимальный, минимальный и номинальный наружные диаметры труб в месте изгиба.

Кроме образования овальности при гнутье, особенно тонкостенных труб, на вогнутой части погиба иногда возникают складки (гофры). Овальность и складкообразование отрицательно сказываются на работе трубопровода, так как они уменьшают проходное сечение, увеличивают гидравлическое сопротивление и являются обычно местом засорения и повышенной коррозии трубопровода.

Читайте также  Какие бывают плиты перекрытия

В соответствии с требованиями Госгортехнадзора радиусы изгиба стальных труб, отводов, компенсаторов и других гнутых элементов трубопроводов должны быть не менее следующих величин:

при гнутье с предварительной набивкой песком и с нагревом — не менее 3,5 DH.

при гнутье на трубогибочных станках в холодном состоянии без набивки песком — не менее 4DH,

при гнутье с полурифлеными складками (с одной стороны) без набивки песком с нагревом газовыми горелками или в специальных печах — не менее 2,5 DH,

для крутоизогнутых отводов, изготовленных методом горячей протяжки или штамповки, — не менее одного DH.

Допускается гнутье труб с радиусом изгиба менее указанных в первых трех пунктах, если способ гнутья гарантирует утонение стенки не более чем на 15% толщины, требующейся по расчету.

На трубозаготовительных базах и заводах, а также монтажных площадках применяются следующие основные способы гнутья труб: гнутье в холодном состоянии на трубогибочных станках и приспособлениях, гнутье в горячем состоянии на трубогибочных станках с нагревом в печах или токами высокой частоты, гнутье со складками, гнутье в горячем состоянии с набивкой песком.

Длину трубы L, необходимую для получения гнутого элемента, определяют по формуле:

L = 0,0175 R α + l,

где R — радиус изгиба трубы, мм;

α— угол изгиба трубы, град;

l — прямой участок длиной 100—300 мм, необходимый для захвата трубы при гнутье (зависит от конструкции оборудования).

1. Назовите допуски на овальность сечения трубы.

2. Как исчисляется овальность в процентах?

3. Какие радиусы изгиба допускаются требованиями Госгортехнадзора при гнутье труб различными способами?

4. Как определить длину трубы для получения гнутого элемента?

Все материалы раздела «Обработка труб» :

● Очистка и правка труб

● Отбортовка концов труб, штуцеров и отверстий

● Нарезание и накатывание резьбы на трубах

● Радиусы изгиба труб

● Гнутье труб в холодном состоянии

● Гнутье труб в горячем состоянии

● Резка и обработка концов труб

● Обработка труб из цветных металлов

● Обработка труб из пластмасс и стекла

● Подготовка и ревизия арматуры

● Изготовление прокладок в трубозаготовительных цехах и мастерских

● Правила техники безопасности при обработке труб

Способы изгиба труб

Потребность в изгибе труб может возникнуть в ряде случаев, к примеру, в процессе монтажа трубопровода, если нужно «обойти» какое-либо препятствие. Также нередко приходится прибегать к этой операции в процессе изготовления различных металлоконструкций, таких как навесы, теплицы, беседки и т.д.

Следует отметить, что если речь заходит об изгибе труб, то имеются в виду следующие их виды:

Подходящие для изгибания виды труб

Далее я расскажу, как согнуть в домашних условиях все вышеперечисленные виду труб.

Металлические круглого сечения

Процесс изгиба металлических заготовок круглого сечение достаточно сложный, так как они легко деформируются, а иногда и рвутся. Поэтому когда изгибом занимаются в промышленных условиях, особенно если требуется маленький радиус, перед тем как осуществить эту операцию выполняют расчет трубы на изгиб.

Загибание металлической детали в домашних условиях

В домашних условиях, конечно, точная формула расчета трубы на изгиб вам не понадобится. Единственное, нужно определить минимальный допустимый радиус. Его значение во многом зависит от способа, которым выполняется эта операция:

  • при нагреве набитой песком детали – R= 3.5хDH;
  • с использованием трубогибочного станка (изгибание холодным способом) – R=4хDH;
  • изгиб с получением рифленых складок (гнутье горячим способом) — R= 2.5хDH.

Получить минимальный радиус, равный двум диаметрам, можно методом горячей протяжки или штамповки. Однако, в домашних условиях осуществить такой изгиб невозможно.

В этих формулах используются следующие значения:

Буквенное обозначение Значение
R Минимальный радиус изгиба
DH Радиус заготовки

Надо сказать, что существует более универсальный расчет – радиус должен составлять не менее пяти диаметров трубы.

Итак, с теорией мы немного разобрались, теперь перейдем к практике. Как уже было сказано выше, существует несколько способов решения этой задачи. Наиболее простой из них – это использование специального станка – трубогиба.

Правда, цена подобного инструмента довольно высокая – стоимость гидравлического станка, который позволяет загибать заготовки диаметром до четырех дюймов, начинается 15000-16000 рублей. Стоимость ручного трубогиба, который позволяет работать с деталями диаметром до одного дюйма, составляет 4 700- 5 000 рублей.

Если вам придется часто заниматься подобной операцией, но при этом нет желания платить большие деньги за трубогиб, его можно сделать самостоятельно. На нашем портале вы можете найти подробную информацию о том, как сделать станок для изгиба профильных труб своими руками .

Схема изгибания профильной или круглой трубы вокруг штырей

Однако, не всегда трубогиб имеется под рукой, к тому же, если вам нужно выполнить эту операцию единоразово, то приобретать ради этого инструмент, конечно же, не имеет смысла. В таком случае можно выполнить изгиб при помощи колышков.

Делается это следующим образом:

  1. прежде всего нужно начертить радиус изгиба на подходящей площадке;
  2. затем по контуру вкапываются металлические прутья. Располагать их желательно как можно ближе друг к другу. Для надежности прутья можно забетонировать.

Рядом с крайним прутом нужно вставить еще один, чтобы загибаемая деталь могла поместиться между ними. Это необходимо для ее фиксации;

  1. далее надо засыпать в сгибаемую трубу соль или песок. При этом в отверстия с двух сторон следует забить деревянные пробки;
  2. после этого деталь фиксируется между двумя первыми прутьями и затем загибается вокруг остальных прутьев, как показано на схеме выше.

Самодельный трубогиб из крючков

Альтернативой этому варианту является использование крючков, которые крепятся к куску фанеры и образуют необходимый радиус, как на фото выше. Если же нужно получить меньший диаметр, в качестве шаблона следует использовать широкий диск или валик.

Надо сказать, что оба способа подходят для деталей диаметром не более 16-20 мм. Если же вы хотите загнуть заготовку большего диаметра, место сгиба следует хорошо разогреть.

Если вам нужно придать форму заготовкам из цветных металлов, прочность на изгиб которых значительно меньше, чем у стальных аналогов, можно воспользоваться пружиной. Последняя должна строго соответствовать внутреннему диаметру, так как вставляется внутрь трубки. Конечно, можно надеть пружину и снаружи, но в таком случае неудобно совершать изгиб.

Защитив трубку пружиной, она сгибается своими руками. Работу следует выполнять аккуратно, чтобы добиться нужного радиуса и при этом не повредить деталь.

Профильные

Профильные трубы гораздо сложней гнуться, так как благодаря своей форме имеют повышенную прочность. Изделия малого сечения можно загнуть описанными выше способами.

Также существует еще один способ изгиба профильной трубы, который позволяет работать с заготовками достаточно большого сечения. Принцип его следующий:

  1. в заготовку нужно засыпать песок или соль, после чего надежно заткнуть торцы пробками;
  2. далее деталь надо надежно зажать в тисках;
  3. затем участок сгиба следует прогреть докрасна;
  4. после этого заготовку надо править киянкой до получения нужного радиуса.
Читайте также  Потолок из осб

Пропилы в профильной трубе

Если у вас имеется сварочный аппарат и болгарка, то вы сможете загнуть заготовки даже самого большого диаметра без особых усилий. Делается это следующим образом:

  1. прежде всего на заготовке размечается радиус изгиба;
  2. далее по всему радиусу нужно разметить полоски с трех сторон профильной заготовки. Чем меньше радиус, тем меньше должен быть шаг между полосками;
  3. затем болгаркой выполняются пропилы с трех сторон детали по выполненной разметке;
  4. теперь заготовка изгибается без каких-либо проблем;
  5. после получения нужного угла, пропилы следует заварить;
  6. в завершение работы нужно зачистить швы и зашлифовать.

Таким способом можно изготавливать детали даже сложной формы, при этом точность изгиба получается очень высокой. Однако, необходимо опыт работы с болгаркой и сварочным аппаратом.

Изгибание металлопластиковой заготовки руками

Металлопластиковые

Металлопластиковые трубы с одной стороны гнутся очень просто, но с другой – легко ломаются. Поэтому выполнять работу нужно очень аккуратно. При этом следует помнить, что минимальный радиус изгиба металлопластиковой трубы аналогичен радиусу металлических заготовок, т.е. должен составлять не менее пяти диаметров.

Если диаметр трубы 16 мм, то загнуть ее можно без каких-либо специальных приспособлений. Делается это следующим образом:

  • возьмите деталь двумя руками сверху. При этом большие пальцы расположите под трубой, параллельно ей, и сомкните друг с другом, как показано на фото выше;
  • затем двумя руками сгибайте трубу и обязательно обеспечьте упор большими пальцами;
  • согнув трубу до необходимого радиуса, сместите ее в ладонях влево или вправо, и затем повторите процедуру;
  • таким образом изгибайте заготовку и перемещайте ее до тех пор, пока не получите нужный угол.

Чтобы «набить руку», потренируйтесь выполнять данную процедуру на обрезках труб, так как вполне вероятно, что поначалу заготовки у вас будут ломаться.

На фото – изгибание металлопластиковой заготовки при помощи пружинного кондуктора

Трубу диаметром 20 мм согнуть вокруг пальцев гораздо сложней. Поэтому в качестве упора можно использовать любую другую подходящую поверхность. Однако, удобней всего выполнять эту работу с использованием пружинного кондуктора, который может быть как наружным, так и внутренним, т.е. который вставляется внутрь заготовки.

Чтобы выполнить изгиб внутренним кондуктором посередине длинной заготовки, привяжите его к веревке и затем протолкните на нужную глубину. После выполнения изгиба, вытяните пружину, потянув за веревку.

Вот, собственно, и все народные способы изгиба труб, которыми я хотел с вами поделиться.

Методы формовки ПНД труб

Чтобы согнуть типовые ПНД трубы в бытовой обстановке – следует воспользоваться проверенными методиками, успешно применяемыми народными умельцами. Среди известных подходов к этому процессу выделяются следующие приемы:

  • Применение паяльного или строительного фена.
  • Заполнение полости трубы горячей водой (кипятком).
  • Засыпка в нее разогретого до 80-90 градусов сыпучего состава (соли или речного песка).

Сгибать пластиковую трубу в домашних условиях допускается и другими способами (газовой горелкой, например).

Обратите внимание! Возможен и простейший подход, состоящий в разогреве трубной заготовки на солнцепеке в летнюю пору.

Но этот способ выпрямления трубопровода реализуем лишь в очень жаркую погоду (при температуре воздуха не ниже 30-ти градусов).

При большом объеме трубных заготовок и необходимости сгибать их с высокой точностью потребуется специальное формовочное оборудование. Оно востребовано в условиях промышленного производства и в быту используется крайне редко.

Как рассчитать минимально допустимый радиус

Минимальный радиус гиба трубы, при котором появляется критическая степень деформации, определяет соотношение:

  • Rmin означает минимально возможный радиус гиба изделия;
  • S обозначает толщину, которой обладает трубопровод (в мм).

Следовательно, радиус по срединной трубной оси равен: R=Rmin+0,5∙Dn. Тут Dn означает условный диаметр круглого стержня.

Обязательное условие, чтобы грамотно вычислить минимальный радиус изгиба — это необходимость принять во внимание соотношение:

  • Кт означает коэффициент тонкостенности изделий;
  • D указывает на наружный диаметр труб.

Следовательно, универсальная формула для вычисления минимально допустимого радиуса гибки:

Когда заданный радиус получается больше, нежели значение, получаемое по приведенной выше формуле, то используется метод холодной гибки труб. Если он меньше рассчитанной величины, материал следует предварительно нагреть. Иначе его стенки при гибке деформируются.

Следует учесть тот случай, когда параметр тонкостенности составляет 0,03

Что такое минимальный радиус изгиба поликарбоната

Под понятием минимального радиуса изгиба подразумевается показатель, который указывает на максимально допустимое значение сворачивания листа. В случае игнорирования данного параметра при установке арочной кровли могут возникнуть следующие негативные последствия при использовании плит меньшего радиуса, чем необходимо:

  • в результате термического расширения полимерный материал лопнет, а вода будет сочиться через образовавшуюся трещину;
  • нарушится целостность конструкции вследствие выхода крепежных элементов из листа;
  • наблюдается постоянный треск листов синтетического происхождения.

Производители придерживаются определенных типовых норм при изготовлении поликарбоната. Так, стандартный лист сотового полимера имеет размеры 2,1х6 или 2,1х12 м, а литого – 2,05х3,05 м. Ячеистый и литой материалы имеют различный минимальный радиус изгиба, толщину листов и вес. Общая тенденция прослеживается при уменьшении толщины: чем она меньше, тем сильнее можно согнуть лист.

Для сотового

Листам ячеистого полимера можно придавать кривизну только вдоль ребер жесткости. Также производитель указывает наличие и сторону ультрафиолетового покрытия поликарбонатной панели. В таблице указаны характеристики, которые варьируются в зависимости от конкретной компании-изготовителя материала:

Толщина, мм Мин. радиус изгиба, мм
4 600–700
6 950–1050
8 1300–1400
10 1650–1750
12 2100
14 2400–2450
16 2700–2800
20 3300–3400
25 4100–4200
32 5100–5200

Для монолитного

Из-за того, что литой полимер не имеет пустот, толщина его листа может доходить до 2 мм, а это означает, что его можно сильнее изогнуть. Также для монолита не имеет значения, в каком направлении его будут гнуть – вдоль или поперек панели:Способность поликарбоната гнуться кардинально отличает его от обычного силикатного стекла: там, где нужны надежные полукруглые прозрачные структуры, единоличным лидером является полимерное вещество.

Толщина, мм Мин. радиус изгиба, мм
2 300
3 450
4 600
5 750
6 900
8 1200
10 1500
12 1800

Характеристики искривления обоих разновидностей имеют схожие показатели, при этом монолитный поликарбонат изгибается в целом лучше своего ячеистого аналога. Однако литой материал стоит гораздо дороже. Также цельный полимер в несколько раз тяжелее пустотелого, что накладывает свои ограничения на проектируемые сооружения.

Панели монолитного полимера не выпускают толще 12 мм.

Все эти параметры необходимо учитывать при проектировании и монтаже конструкций, будь то теплица, навес, козырек, перегородка в офисе или витрина магазина.