Tubo di piegatura a induzione
Che cos'è la piegatura a induzione?
Piegatura a induzione è una tecnica di piegatura delle tubazioni controllata ed efficiente con precisione. Il riscaldamento locale utilizzando energia elettrica indotta ad alta frequenza viene applicato durante il processo di piegatura a induzione. Tubi, tubi e persino forme strutturali (canali, sezioni W e H) possono essere piegati in modo efficiente in una piegatrice a induzione. La piegatura a induzione è anche nota 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, Piegatura a induzione è l'opzione più preferibile. Intorno al tubo da piegare viene posta una bobina di induzione che riscalda la circonferenza del tubo nell'intervallo 850 – 1100 gradi Celsius.
Nella foto è raffigurata una macchina piegatubi a induzione. Dopo aver posizionato il tubo e serrato saldamente le sue estremità, l'alimentazione viene applicata a un induttore del tipo a solenoide che fornisce il riscaldamento circonferenziale del tubo nella zona in cui verrà piegato. Quando è stata raggiunta una distribuzione della temperatura che fornisce una duttilità sufficiente al metallo nella regione di piegatura, il tubo viene quindi spinto attraverso la bobina ad una certa velocità. L'estremità anteriore del tubo, che è fissata al braccio di piegatura, è soggetta a un momento flettente. Il braccio di piegatura può ruotare fino a 180°.
Nella curvatura a induzione di tubi in acciaio al carbonio, la lunghezza del nastro riscaldato è solitamente compresa tra 25 e 50 mm (da 1 a 2 pollici), con una temperatura di curvatura richiesta compresa tra 800 e 1080°C (tra 1470 e 1975°F). Quando il tubo passa attraverso l'induttore, si piega all'interno della regione calda e duttile di una quantità dettata dal raggio del perno del braccio di piegatura, mentre ciascuna estremità della regione riscaldata è supportata da una sezione di tubo fredda e non duttile. A seconda dell'applicazione,
la velocità di piegatura può variare da 13 a 150 mm/min (da 0.5 a 6 pollici/min). In alcune applicazioni in cui sono richiesti raggi più grandi, viene utilizzato un set di rulli per fornire la forza di piegatura richiesta invece di un perno del braccio di piegatura. Dopo l'operazione di piegatura, il tubo viene raffreddato a temperatura ambiente utilizzando uno spruzzo d'acqua, aria forzata o naturale raffreddamento in aria. È quindi possibile eseguire una distensione o un rinvenimento per ottenere le proprietà post-piegatura richieste.
Diradamento 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 piegatura a caldo in cui viene riscaldato l'intero tubo. Ci sono anche altri importanti vantaggi forniti dalla curvatura del tubo a induzione. Questi includono la distorsione della forma altamente prevedibile (ovalità) e l'assottigliamento delle pareti. La riduzione al minimo e la prevedibilità dell'assottigliamento delle pareti sono particolarmente critici quando si producono tubi per applicazioni che devono soddisfare requisiti di alta pressione, come l'energia nucleare e gli oleodotti/gasdotti. Ad esempio, le valutazioni degli oleodotti e dei gasdotti si basano sullo spessore delle pareti. Durante la piegatura, il lato esterno della curva è in tensione ed ha una sezione trasversale ridotta, mentre il lato interno è in compressione. Quando si utilizza il riscaldamento convenzionale durante la piegatura, la sezione trasversale del lato esterno dell'area della curvatura spesso viene ridotta del 20% o più, con conseguente riduzione corrispondente della pressione nominale totale della tubazione. La curvatura del tubo diventa il fattore di limitazione della pressione della tubazione.
Con riscaldamento a induzione, la riduzione della sezione trasversale è ridotta tipicamente all'11% a causa di un riscaldamento molto uniforme, un programma di piegatura ottimizzato tramite una piegatrice computerizzata e una zona plastificata (duttile) stretta. Di conseguenza, il riscaldamento a induzione non solo riduce i costi di produzione e aumenta la qualità della piega, ma riduce anche il costo totale della tubazione.
Altri importanti vantaggi della curvatura a induzione: non richiede molta manodopera, ha scarso effetto sulla finitura superficiale e ha la capacità di realizzare piccoli raggi, il che consente la curvatura di tubi a parete sottile e la produzione di curve multiraggio/curve multiple in un tubo.
Vantaggi della piegatura a induzione:
- Raggi ampi per un flusso regolare del fluido.
- Efficienza in termini di costi, il materiale dritto è meno costoso dei componenti standard (ad es. gomiti) e le curve possono essere prodotte più velocemente rispetto ai componenti standard che possono essere saldati.
- I gomiti possono essere sostituiti da curve a raggio più ampio ove applicabile e di conseguenza è possibile ridurre l'attrito, l'usura e l'energia della pompa.
- La piegatura a induzione riduce il numero di saldature in un sistema. Rimuove 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.
- Meno test non distruttivi delle saldature, come l'esame a raggi X, faranno risparmiare sui costi.
- Lo stock di gomiti e curve standard può essere notevolmente ridotto.
- Accesso più rapido ai materiali di base. I tubi diritti 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 strumenti (nessun uso di spine o mandrini come richiesto nella piegatura a freddo).
- Piegatura a induzione è un processo pulito. Non è necessaria alcuna lubrificazione per il processo e l'acqua necessaria per il raffreddamento viene riciclata.
VANTAGGI DELL'UTILIZZO DELLA PIEGA A INDUZIONE
- Raggio di curvatura infinitamente variabile, che offre flessibilità di progettazione ottimale.
- Qualità superiore in termini di ovalità, assottigliamento delle pareti e finitura superficiale.
- Evita la necessità di componenti con un gomito, consentendo l'utilizzo di materiali diritti più economici e più facilmente disponibili.
- Un prodotto finale più resistente dei gomiti con uno spessore di parete uniforme.
- La capacità di curvatura 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.
- Nessun taglio, arrotondamento, foratura, montaggio o trattamento termico/saldatura di raccordi forgiati.
- Tubi e altre sezioni possono essere curvati a raggi più piccoli rispetto alle tecniche di piegatura a freddo.
- Superficie del materiale inalterata/senza macchia dal processo.
- Possibilità di curve multiple su un unico tratto di tubo.
- Requisiti di saldatura ridotti con curve composte, migliorando l'integrità delle tubazioni finite.
- Saldature evitate nei punti critici.
- Minore necessità di controlli non distruttivi, riducendo ulteriormente i costi.
- Più veloce e più efficiente dal punto di vista energetico rispetto ai metodi tradizionali di piegatura a fuoco/lastra a caldo.
- Il processo elimina la necessità di riempimento con sabbia, mandrini o formatori.
- Un processo pulito e senza lubrificanti.
- Le modifiche alle specifiche di piegatura sono possibili fino all'ultimo minuto prima della produzione.
- Ridotta 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 o tubi piegati a induzione sostitutivi.
