As fissuras são um defeito comum e problemático na curvatura de tubos. Uma vez que aparecem, podem afetar a aparência ou até mesmo levar à falha estrutural. As causas das fissuras em tubos curvados diferem das da curvatura de chapas metálicas, envolvendo o estado mecânico único do tubo e detalhes do processo.

Plasticidade insuficiente do material ou espessura de parede excessivamente fina

O alongamento, a relação de resistência ao escoamento e a espessura de parede do tubo determinam diretamente o seu limite de curvatura. Quando o material em si é muito duro (como aço de alta resistência ou alguns aços inoxidáveis) ou a espessura de parede é muito fina em relação ao diâmetro externo, a deformação por tração das fibras externas excede o limite, causando o aparecimento de fissuras ao longo do lado externo da curva.

Raio de Curvatura Insuficiente

A relação entre o raio do centro de curvatura (R) e o diâmetro externo do tubo (D), R/D, é um indicador chave. Se R/D for muito pequeno (geralmente recomendado ser R/D ≥ 3, dependendo do material e do processo), a deformação por curvatura será altamente concentrada, a taxa de redução da espessura da parede externa excederá o padrão e as fissuras serão facilmente desencadeadas.

Falta de mandril ou incompatibilidade inadequada da matriz

Ao dobrar tubos com uma máquina de dobrar tubos, se um mandril não for utilizado, o mandril estiver posicionado muito atrás ou as matrizes (como matrizes de dobra, matrizes de fixação e matrizes anti-rugas) estiverem mal combinadas, o lado interno do tubo não terá suporte eficaz, o que levará à distorção da seção transversal (achatamento, rugas) e agravará ainda mais a concentração de tensão de tração no lado externo, induzindo trincas.

Posicionamento inadequado da solda

Para tubos soldados, se a solda estiver localizada na zona de tração no lado externo de uma curva, é altamente suscetível a se tornar um ponto de iniciação de fissura devido à diferença de plasticidade entre a área da solda e o material base, e à possível presença de penetração incompleta ou tensão residual. A solda geralmente deve ser desviada para a vizinhança da camada neutra.

Lubrificação insuficiente e danos superficiais

Arranhões ou recuos na superfície do tubo, ou atrito excessivo entre a matriz e o tubo devido à má lubrificação durante a curvatura, podem criar concentrações de tensão localizadas, a partir das quais as fissuras podem iniciar e propagar.

Recomendações de Prevenção

Selecione tubos com excelente plasticidade; para materiais duros, considere a curvatura após recozimento.

Certifique-se de que o raio de curvatura R/D não seja inferior ao valor mínimo permitido para o material.

Selecione um mandril adequado (por exemplo, um mandril de cabeça esférica) com base no diâmetro do tubo, espessura de parede e raio de curvatura, e ajuste-o à posição correta.

Gire a costura de solda do tubo soldado para o interior da curva ou para a área da camada neutra.

Verifique a condição de desgaste da matriz e use um óleo especial para curvatura de tubos para garantir lubrificação adequada.

Inspecione a superfície do tubo bruto antes da curvatura, removendo rebarbas, arranhões e outros defeitos.

A curvatura de tubos é um processo altamente acoplado com as condições de tensão e matriz. Somente controlando precisamente cada etapa podemos obter qualidade de tubo curvo suave, completo e sem fissuras.