Как да избегнете образуването на гънки в многократно извити изпускателни системи

Многостепенната изпускателна система е един от най-сложните процеси на формоване в производството на тръби. Вместо един завой под прав ъгъл има значително натрупване на напрежение, компресия в малки области и турбулентност на материала поради множество завои по пътя на изпускателните газове. Не трябва да смятате бръчките за безразличен козметичен дефект: те са дразнещи и непривлекателни гънки, които могат да се появят по вътрешния радиус на завоя. Те влияят върху потока на изпускателните газове, предизвикват турбулентен поток, повишават обратното налягане и са начални точки за термическа умора. Трябва да се прилага системен подход за намаляване на бръчките – при който участват инструментите, параметрите на машината, поведението на материала и последователността на процеса. Баоруй, както и всички други производители, прилага последователен подход за доставяне на изпускателни агрегати с множество завои, свободни от бръчки: производителите трябва да поддържат частите изправени по време на транспортирането. Всички производители, включително и нашите в Баоруй, прилагат последователен подход за доставяне на изпускателни агрегати с множество завои, свободни от бръчки: производителите трябва да поддържат частите изправени по време на транспортирането.

Оптимизиране на дизайна и позиционирането на оправянето за всеки завой

Най-добрата „защита“ срещу образуване на гънки е добре проектиран и правилно позициониран мандрил. При системи с множество извивки, като например извивки, последвани от кратки прави участъци, мандрилът трябва да притежава достатъчна якост, за да издържи вътрешната сила на тръбата в цялата зона на деформация при извиване. За тези тесни радиуси е необходим гъвкав мандрил с топчета и множество шарнирно свързани секции, за да следва кривината и да не предизвиква вътрешно огъване на материала. Обаче абсолютният брой на топчетата и диаметралният зазор, както и положението на допирателната линия на извивката спрямо носа на мандрила, трябва да се нагласяват за всяка отделна извивка. Проблем №1 е, че всеки проблем с образуване на гънки се дължи на прекомерно изтегляне на мандрила, което води до неподдържан участък, подложен на компресия. Тук, в Baorui, маркираме всеки ъгъл на извивка върху изпускателната тръба, а след това добавяме хода на мандрила, като го нагласяваме отделно за всяка извивка чрез нашите CNC контроли. Освен това поддържаме отделен комплект мандрили за всеки диаметър/дебелина на стената на изпускателната тръба, тъй като използването на универсален мандрил е сигурен начин да се получат вътрешни вълни по повърхността.

Контролирайте скоростта на подаване и времето за престой с прецизност

Набръчкването е явление, свързано със скоростта. Ако рамото за огъване се върти твърде бързо, материала не може да тече пластично и вътрешният радиус се натрупва. Твърде бавните скорости обаче могат да доведат до неравномерно упрочняване поради деформация на материала. За системите с множество огъвания оптималната скорост на подаване трябва да се определи за всеки отделен огъв, като се взема предвид ефектът от упрочняване поради деформация от предишните огъвания. Операторите могат да задават променливи профили, например забавяне в последния участък на огъването до крайния ъгъл, на напредналите CNC хидравлични тръбогънки. Освен това контролираното време на задържане в края на хода предоставя на материала време да разгрузи своята еластична памет, което може да минимизира еластичното връщане, причиняващо набръчкване в края на хода. Реалновременното наблюдение на въртящия момент на нашата производствена площадка ни позволява да регистрираме компресивната нестабилност, преди тя да започне; машината автоматично може да избере подходящата степен на здравина и да коригира подаването към по-ниска скорост, гарантирайки стабилността на процеса. Тази динамична корекция практически е елиминирала дефектите от набръчкване при всички наши изпускателни тръби с множество огъвания.

Изберете подходяща смазка и избършете зазорите на матрицата

Натрупването на триене е невидимата причина за образуване на гънки. Високото триене по външната повърхност (екстрадос) на тръбата може да предизвика неравномерно разположение на материала и може да създаде съпротива срещу естественото течение на материала през пресформата по вътрешната повърхност (интрадос). Тези разлики в силите могат да се минимизират чрез прилагане на високоефективна смазка за огъване върху повърхността на тръбата, както и смазка върху мандрила. Но далеч по-важно е правилната настройка на зазора между изтрителната матрица и тръбата. Изтрителната матрица следва огъващата матрица и се използва за „изтриване“ на вътрешния радиус на материала по време на формирането му. Твърде малък зазор на изтрителната матрица ще „издърпа“ тръбата, а твърде голям зазор ще „позволи на гънките да се образуват“ по тръбата. За всеки системен комплект с множество огъвания препоръчваме индивидуално оформяне на контактната повърхност на изтрителната матрица, за да съответства на външния диаметър на тръбата. При изтрителните матрици в Баоруй извършваме тест с филцови шаблони при всяка инсталация, като зазорът е 0,05–0,10 мм според твърдостта на материала. Освен това автоматично добавяме ценна смазка към точките на огъване чрез дозираща разпръскваща система между отделните огъвания, тъй като това е една от най-често пренебрегваните причини за периодично образуване на гънки.

Последователността на извивките е стратегически планирана и отчита умората на материала

Последно, но не по значение, е начина, по който се извършват множество извивки, и неговото значително влияние върху образуването на гънки. Общото правило за това какво трябва да направи инженерът при типичен изпускателен колектор с три или четири извивки е да се извие най-критичната или най-трудната за извиване част първа, докато материала все още е напълно отжигнат и пластичен. Последната извивка, която се извършва първа, е най-острата извивка, а материалът вече е бил разтеглен от предишните извивки в производствения процес, така че може да не е подходящ за последващи извивки в зоната на компресия. Също така вземете предвид разстоянието между извивките. Ако двете извивки са твърде близо една до друга, зоната на „уплътняване чрез деформация“ се слива с „зоната на деформация“ на другата извивка, което намалява якостта на извивката и я прави по-подложна на образуване на гънки. За оптимизиране на последователността на извивките и междинните прави участъци нашата инженерна група в Baorui прилага метода на крайни елементи за симулация на проекта. Когато общият ъгъл на извивка надвишава 180 градуса в една и съща точка на тръбата, се прилага и междинен отжиг за релаксиране на напреженията поради високия риск от гънки, свързан с превишаване на допустимата степен на студена обработка над 180 градуса. В комбинация с трите предходни контрола контролът на вътрешния радиус на извиване гарантира, че всички извивки по корпуса ще бъдат гладки и непрекъснати.

Ключът към предотвратяването на гънки в изпускателните системи с множество завои не е един-единствен универсален отговор, а координация между подкрепата чрез мандрил, контрола на скоростта при завиване, смазването, зазорите на инструментите и последователността на завиването – всичко това образува съгласуван процес. Тези пет дисциплини са взаимосвързани и затова ние в Baorui сме ги съвършенствали през последните 20 години, като постоянно произвеждаме компоненти, способни да изпълняват както функциите за приток, така и тези за издръжливост. Елиминирането на гънките в точката на завиване премахва проблемите на място — а това е най-добрият тест за качествено производство!