Por que aparecem rachaduras quando uma dobradeira de tubos dobra um tubo?

Rachaduras são um defeito comum e problemático na dobra de tubos. Uma vez que aparecem, podem afetar a aparência ou até levar à falha estrutural. As causas das rachaduras em tubos dobrados diferem daquelas na dobra de chapas, envolvendo o estado mecânico específico do tubo e detalhes do processo.

Plasticidade insuficiente do material ou espessura de parede excessivamente fina

O alongamento, a relação entre limite de escoamento e resistência, e a espessura de parede do tubo determinam diretamente seu limite de dobra. Quando o próprio material 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, fazendo com que rachaduras apareçam ao longo da face externa da dobra.

Raio de Dobra Insuficiente

A relação entre o raio central de dobra (R) e o diâmetro externo do tubo (D), R/D, é um indicador-chave. Se o R/D for muito pequeno (em geral recomenda-se R/D ≥ 3, dependendo do material e do processo), a deformação da dobra ficará muito concentrada, a taxa de redução da espessura da parede externa excederá o padrão e rachaduras serão facilmente desencadeadas.

Ausência de mandril ou ajuste inadequado das matrizes

Ao dobrar tubos com uma dobradeira de tubos, se não for usado um mandril, se o mandril estiver posicionado muito para trás ou se as matrizes (como matriz de dobra, matriz de aperto e matriz anti-rugas) estiverem inadequadamente combinadas, o lado interno do tubo ficará sem suporte eficaz, o que levará à distorção da seção transversal (achatamento, enrugamento) e agravará ainda mais a concentração de tensão de tração no lado externo, provocando rachaduras.

Posicionamento inadequado da solda

Em tubos soldados, se a solda estiver localizada na zona de tração no lado externo de uma dobra, ela é altamente suscetível a se tornar um ponto de início de rachadura devido à diferença de plasticidade entre a região soldada e o material base, e à possível presença de penetração incompleta ou tensão residual. Em geral, a solda deve ser desviada para a proximidade da camada neutra.

Lubrificação insuficiente e danos na superfície

Riscos ou marcas de pressão na superfície do tubo, ou atrito excessivo entre o molde e o tubo devido à lubrificação deficiente durante a dobra, podem criar concentrações локais de tensão, a partir das quais rachaduras podem se iniciar e se propagar.

Recomendações de Prevenção

Selecione tubos com excelente plasticidade; para materiais duros, considere dobrar após o recozimento.

Certifique-se de que o raio de dobra 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 dobra, e ajuste-o para a posição correta.

Gire a costura de solda do tubo soldado para o lado interno da dobra ou para a área da camada neutra.

Verifique o estado de desgaste da matriz e use um óleo especial para dobra de tubos para garantir lubrificação adequada.

Inspecione a superfície da peça tubular antes da dobra, removendo rebarbas, riscos e outros defeitos.

A dobra de tubos é um processo fortemente acoplado às condições de tensão e ao molde. Somente com o controle preciso de cada etapa é possível obter uma qualidade de tubo dobrado suave, completa e sem rachaduras.