FABRICACIÓN CON TUBOS DE ACERO

Transcripción

1 FABRICACIÓN CON TUBOS E ACERO

2 II.1 oblado de tubos sin Mandril La dobladura sin Mandril se efectúa en prensas, recalcadoras, dobladoras de ángulos u dobladores tipo mesa. Los codos doblados a prensa son muy corrientes; requieren troqueles de ajuste apretado. Estos permiten hacer codos de diversos radios de un golpe de la prensa. Con un poco de ingenio se podrá convertir las recalcadoras y las dobladoras de ángulos en dobladoras más satisfactorias. La dobladora por compresión, tipo de mesa, es muy adecuada para la dobladura de tubería. En la operación de esta dobladora, el troquel permanece fijo y la pieza a trabajarse se dobla en el troquel por medio de un rodillo o bloque deslizante. El último de éstos permite la confección de radios más pequeño que cuando se usa el rodillo solamente. El bloque rueda con el tubo sin fricción o acción deslizante, sin perjudicar el tubo. El nombre de dobladura por compresión, se debe simplemente a que el eje neutro del codo se encuentra en el tercio exterior de la sección. En otras palabras, las dos terceras partes de la sección transversal del tubo es comprimida, solamente una tercera parte es alargada. La dobladura de tubo, tipo mesa, fue desarrollada al punto de alta eficiencia. Su costo inicial es bajo y no requiere habilidad especial por parte del operario. Como ésta no proporciona soporte interno para el tubo (con excepción de casos especiales), no es capaz de hacer codos de radio tan pequeño como los de la dobladura de tipo de mandril. II.1.1 Límites del doblado sin Mandril Generalmente se prefiere doblar sin mandril porque es más barato. Esto se puede efectuar si el diseño de la pieza lo permite; esto es, si el radio central del codo es lo suficientemente grande en relación al diámetro exterior y espesor de la pared del tubo. El ángulo de dobladura es otro de los puntos a considerar. 6

3 En la industria de la dobladura de tubos se han fijado límites para definir dobladuras o codos que se puedan hacer sin mandril. Los codos dentro de estos límites de radio del eje, diámetro, espesor de la pared del tubo y el ángulo de la dobladura, son designados Codos Corrientes oblados sin Mandril (Ver Tabla 1). Aun cuando ciertas máquinas pueden producir codos de diámetro menor, los límites del codo corriente servirán como una guía eficaz de la línea divisoria entre codos doblados sin mandril y los doblados con mandril. TABLA N 1 COOS CORRIENTES E OBLAO SIN MANRIL Espesor 2.1 mm 1.7 mm 1.2 mm 0.9 mm 0.7 mm Ext. el Tubo Cm. Radio Angulo max. Radio Angulo max. Radio Angulo max. Radio Angulo max. Radio Angulo max. Min. del del Codo Min. del del Codo Min. del del Codo Min. del del Codo Min. del del Codo Codo Grados Codo Grados Codo Grados Codo Grados Codo Grados ** En la siguiente tabla aparece la equivalencia con el espesor medido en Gauge. ** Para codos de ángulos más pequeño, tales como 10 y 30 grados se podrán usar radios ligeramente menores que los indicados arriba. istancia mínima entre codos: la distancia entre codos individuales se define como la de una sección recta entre los puntos de tangencia de los codos. Para codos en el mismo plano, la distancia mínima recomendable es de 1 x iám. Exter del Tubo; para codos en planos distintos es de 3 por el (iámetro exterior del tubo). 7

4 TABLA N 2 EQUIVALENCIA E ESPESORES GAUGE BWG (1) Milímetros (1) Birmingham Wire Gauge (en pulgadas) La Tabla N 1 ha sido trabajada utilizando la siguiente fórmula, con ella pueden hallarse valores intermedios: L = x Pi x ( 2 - d 2 ) t L = Radio del doblez = iámetro Exterior d = iámetro Interior t = Espesor de pared Pi = (Constante) Usando rodillo 1.- Colóquese el rodillo de formación a una distancia como de 3mm del collar de radio, pues esto evitará torcimiento en el contorno interior del tubo. 2.- Engrape el tubo apretadamente de modo que no se corra o deslice y avance el brazo de mando con presión uniforme hasta que tropiece con el tope indicador del ángulo requerido. 3.- Vuelva el brazo de mando al punto de partida, afloje la grapa y quite el tubo. Codos de más de 180 a veces abren lo suficiente permitiendo que se retiren del collar de radio con facilidad. Un codo de mucho más de 180 se puede remover si se ha utilizado un segmento de 2/3 partes del collar de radio. En este caso se tiene que formar la pieza en dos operaciones. 1 Expresar los diámetros y el espesor en las mismas unidades de medida. 8

5 II.2 oblado de tubos con Mandril El mandril es una herramienta interna que proporciona apoyo en el interior del tubo. Su función principal es la de prevenir que el tubo se arruge o quiebre completamente. Hay diferentes tipos de mandril, su uso depende del diámetro exterior del tubo y de su espesor de pared. El mandril más simple es el tipo tapón; los más complejos tienen diversas cantidades de bolas que crean flexibilidad al doblar (Ver Ilustración 3). Este diseño mantiene contacto con el punto de tangencia durante la acción de doblar y mas allá de este punto según cuantas bolas se empleen. Es importante, en primer lugar, verificar que el tubo no contenga polvo abrasivo, viruta ni suciedad. Cuando los radios de los codos son demasiado pequeños para dobladura por compresión, se tiene que usar la dobladora tipo mandril o la dobladora por arrastre (estirado). En este tipo de máquina el molde de curvar gira con la pieza de trabajo engrapada estrechamente a dicho molde. Hay un troquel de presión fijo o corredizo que mantiene al tubo en contacto con el molde de curvar, forzándolo a que asuma la forma del molde. Este tipo de máquina se conoce con el nombre de raw Bender (oblado por Estirado), porque al doblar, el eje neutro del codo queda en el tercio interior de la sección. Esto es, el área transversal alargada es más grande que la comprimida. El doblado toma lugar en un solo punto. Por esta razón, es más fácil evitar la falla del tubo con un tapón que quede bien apretado y que se adapte al contorno interior del tubo. Este tapón flotante o mandril es posicionado por medio de una varilla de anclaje, preferiblemente a un punto adelante del punto de dobladura. Para mejor soporte, se usan mandriles articulados o del tipo de bolas. esde luego que para cada operación de dobladura, el mandril deberá ser introducido en el tubo. Usualmente es necesario lubricar el troquel de presión y el mandril. Se puede obtener lubricantes especiales para la dobladura. A su vez, la aplicación de lubricantes precisa el proporcionar facilidades para su remoción después del formado. Ilustración 3: Mandriles 10

6 La ventaja principal de la doblado por estriado con mandril, es que ésta puede producir codos de radio relativamente pequeño. Sin embargo, el rendimiento es menor que con el doblado por compresión, demás, el costo inicial es más alto. II.2.1 Límites de dobladura con mandril Por conveniencia, los fabricantes de tubo han establecido límites para codos doblados con mandril. Estos se conocen como codos Corrientes oblados con Mandril (Ver Tabla 3) y son los límites dentro de los cuales se puede producir con toda seguridad codos libres de arrugas. En la tabla que se reproduce a continuación, se muestra el radio mínimo para cada diámetro y calibre. No se puede hacer un codo de un radio menor con la seguridad de que no tenga arrugas en el interior de la dobladura. Además, los codos de radio más pequeño podrán presentar problemas especiales de ingeniería TABLA N 3 COOS CORRIENTES OBLAOS CON MANRIL iám. Ext. el Tubo en cm. Espesor 1.27 a mm 1.27 a mm 1.27 a mm 2.54 a mm 2.54 a mm 2.54 a mm 2.54 a mm 6.35 a mm 6.35 a mm 6.35 a mm Radio mínim. del codo en cm. 1.5 veces el iám. Ext. 2 veces el iám. Ext. 2.5 veces el iám. Ext. 1.5 veces el iám. Ext. 2 veces el iám. Ext. 2.5 veces el iám. Ext. 3 veces el iám. Ext. 2 veces el iám. Ext. 2.5 veces el iám. Ext. 3 veces el iám. Ext. II.2.2 istancia mínima entre codos La distancia entre codos individuales se define como la distancia de un tramo recto entre los puntos de tangencia de los dos codos. Para codos en el mismo plano, la distancia mínima recomendable es de 1.5 veces el diámetro exterior del tubo; para codos en planos distintos es de 2.5 veces el diámetro exterior del tubo. 11

7 TABLA N 4 MÍNIMO RAIO E OBLEZ PARA TUBOS CUARAOS ESPESOR LAO 2.1mm 1.7mm 1.2mm 0.9mm 1/2" /4" " /4" /2" /4" " /2" " " /2" " Radio expresado en cm. TABLA N 5 MÍNIMO RAIO E OBLEZ PARA TUBOS RECTANGULARES IMENSIONES EL TUBO OBLAO EN EL ESPESOR 2.1mm 1.7mm 1.2mm 1/2" x 1 1/2" 1 1/2" x 2" 1 1/2" x 2 1/2" 1 1/2" x 2 3/4" 1 1/2" x 3" 2" x 3" 2" x 4" 3" x 4" LAO E 1/2" LAO E 1 1/2" LAO E 1 1/2" LAO E 2" LAO E 1 1/2" LAO E 2 1/2" LAO E 1 1/2" LAO E 2 3/4" LAO E 1 1/2" LAO E 3" LAO E 2" LAO E 3" LAO E 2" LAO E 4" LAO E 3" LAO E 4" Radio expresado en cm. 13

8 Trazado del tubo Es importante tener en cuenta primero, que se deben realizar todas las marcas cubriendo los 360º alrededor del tubo. Codo simple de Haga una marca de referencia en el extremo del tubo desde la cual comenzará su medición. 2. A partir de la marca de referencia en el extremo del tubo, mida la distancia a la que desea realizar el codo. Haga una marca demedida en el tubo. 3. Reste la distancia de deducción de curvatura (ver Tabla 6) de la marca de medida y haga una marca de curvatura. (La distancia de deducción de curvatura es una longitud que compensa el radio del codo.) 4. Para curvar el tubo, vea la sección Manejo en este manual. Tabla 6: istancia de deducción de curvatura en milímetros iám. Exteriro (mm) educción de curvatura Múltiples codos de 90 - El método de medir y curvar 1. Ejecute los pasos 1 al 4 anteriores para un codo simple de Utilizando la línea central del codo de 90 anterior como su segunda marca de referencia, repita los pasos 2 al cuatro para segundo codo de 90. Ilustración 5: Primer codo de 90 Ilustración 6: Segundo codo de 90 20

9 EJEMPLO: Utilizando un tubo de 3/4 pulg de diámetro exterior, haga dos codos de 90 con las distancias de longitud medidas de 12 pulg entre las marcas de curvatura. (Ver Ilustraciones 5 y 6.) 1. A partir de la marca de referencia en el extremo del tubo, mida 12 pulgadas y haga una marca de medición. 2. La distancia de deducción de curvatura para el tubo de 3/4 pulg. de diámetro exterior en la Tabla 2 es 2-1/4 pulg pulg 2 1/4 pulg = 9 3/4 pulg. Haga la marca para el primer codo a 9 ¾ pulg. 4. Curve el tubo. 5. A partir de la línea central del primer codo de 90, mida 12 pulg y haga una marca de medición. 6. La distancia de deducción de curvatura para el tubo de 3/4 pulg de diámetro exterior en la Tabla 2 es 2-1/4 pulg pulg 2 1/4 pulg = 9 3/4 pulg. Haga la marca para el segundo codo a 9 3/4 pulg de la línea central del primer codo de Curve el tubo. NOTA: Ejecute igualmente los procedimientos anteriores cuando use medidas métricas. Factores de Ganancia El ajuste (ganancia) es la diferencia entre la longitud del tubo utilizado en un codo redondeado comparada con la longitud del tubo requerida en un codo de pequeño radio (cerrado). En la Tabla 7 se puede apreciar los factores de ganancia aproximados, de acuerdo al ángulo de curvatura. Tabla 7: Factores de ganancia para curvas de 90 0º 1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º 8º 9º 0º 10º 20º 30º 40º 50º 60º 70º 80º 90º 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0001 0,0001 0,0003 0,0003 0,0005 0,0006 0,0008 0,0010 0,0013 0,0031 0,0026 0,0018 0,0022 0,0015 0,0036 0,0042 0,0048 0,0055 0,0062 0,0100 0,0111 0,0079 0,0090 0,0071 0,0126 0,0136 0,0150 0,0165 0,0181 0,0197 0,0254 0,0276 0,0215 0,0234 0,0298 0,0322 0,0347 0,0373 0,0400 0,0527 0,0562 0,0461 0,0493 0,0430 0,0600 0,0637 0,0679 0,0721 0,0766 0,0963 0,1018 0,0860 0,0911 0,0812 0,1075 0,1134 0,1196 0,1260 0,1327 0,1622 0,1703 0,1397 0,1544 0,1469 0,1787 0,1874 0,1964 0,4058 0,2156 0,2582 0,2699 0,2470 0,2361 0,2257 0,2819 0,2944 0,3074 0,3208 0,3347 0,3955 0,4121 0,3795 0,3640 0,3491 0, Ejemplo: el factor de ganancia para un ángulo de 45 es de Para calcular la ganancia para una curva de 45 multiplique el factor de ganancia por el radio de la curva. Ejemplo: 0,0430 x 2,2 pulg = 0,095 pulg de ganancia (0,0430 x 56 mm = 2,408 mm de ganancia) 21

10 V.4 Selección de Mandriles y dados de deslice Tabla 7: Cuadro de selección de Mandriles y dados de deslice W.F. 1xiám. 1.25xiám. 1.5xiám. 2xiám. 2.5xiám. 3xiám. 4xiám. 5xiám. 10 P P P P P P M1W M1W M1 M1 P P M2W M1W M1W M1 M1 P P - 25 M3W M2W M1W M2W M1W M1 P - 30 M3W M3W M2W M2W M2W M1 M1 M1 35 M3W M3W M3W M3W M3W M2W M2 M1 40 M4W M3W M3W M3W M3W M3W M2W M2 45 M4W M3W M3W M3W M3W M3W M2W M2W 50 M4W M3W M3W M3W M3W M3W M2W M2W 60 M4W M4W M3W M3W M3W M3W M2W M2W 70 M5W M5W M5W M3W M3W M3W M3W M2W 80 M5W M5W M5W M5W M3W M3W M3W M2W 90 M5W M5W M5W M5W M3W M3W M3W M3W 100 M5W M5W M5W M5W M5W M3W M3W M3W 125 M5W M5W M5W M5W M5W M5W M4W M4W 150 M6W M6W M6W M6W M5W M5W M4W M4W 175 M6W M7W M8W M7W M7W M6W M6W M6W 200 M6W M8W M10W M10W M9W M9W M8W M8W M8W M10W M10W M10W M10W M10W M10W M10W M10W M10W M10W M10W M10W M10W M10W M10W M10W M10W M10W W.F. : IAMETRO EXTERIOR ESPESOR E PARE AREA GRIS = NO NECESITA AO E ESLICE CUANO OBLE BRONCE O COBRE. : RAIO E OBLEZ ESPESOR E PARE W : WIPER IE (AO) M : MANRIL E TIPO BOLA NUMERO INTERMEIO # E BOLAS EN EL MANRIL P : MANRIL TIPO TAPON AREA AZUL = USE MANRIL E PARE ELGAA Y HERRAMIENTAS E ENCLAVE REVERSO E RANURA PROFUNA AREA VERE = USE MANRIL E PARE ULTRA ELGAA Y HERRAMIENTAS E ENCLAVE REVERSO CON RANURA PROFUNA VI. ANEXOS 22

11 OBLAORA MANUAL Ángulo de curvatura 206º obla hasta 1"(tubo sch40), 1"(tubos cuad.), 1 3/4"(tubo red.) Máx. radio de doblez 7" (depende de espesor de pared y material) Para doblez de Tubos Redondos y Cuadrados, Barras, Platinas OBLAORA HIRÁULICA Ángulo de curvatura 206º obla hasta 2"(tubo sch40), 2"(tubos cuad.), 2 1/2"(tubo red.) Máx. radio de doblez 7" (depende de espesor de pared y material) Para doblez de Tubos Redondos y Cuadrados, Barras, Platinas OBLAORA PROGRAMABLE Ángulo de curvatura 206º obla hasta 2 1/2"(tubo sch40), 3"(tubos cuad.), 3"(tubo red.) Máx. radio de doblez 24" (depende de espesor de pared y material) Para doblez de Tubos Redondos y Cuadrados, Barras, Platinas OBLAORA E ROILLOS obla hasta 2 3/4" (tubo red., hasta espesor de 2.1mm) Máx. radio de doblez 24" Para doblez de Tubos Redondos, Platinas 24

12 OBLAORA E ROILLOS obla hasta 3" (tubo sch40) Máx. radio de doblez 28" Para doblez de Tubos Sch, Barras, Platinas OBLAORA CON MANRIL Angulo de curvatura ngulo de curvatura190º Max. Long. sobre el Mandril 10" Máx. radio de doblez x. radio de doblez12" Para doblez de Tubos Redondos y Cuadrados, Barras, Platinas 25

13 ANEXO 2: LÍNEA E TUBOS C/COSTURA TRAI S.A. IAMETRO NOMINAL IAMETRO EXTERIOR max. min. SERIE II (TUBOS LIVIANOS) ESPESOR NOMINAL PESO TEORICO PRESION E PRUEBA pulg. m.m. m.m. m.m. kg/m Kg / cm2 lb/pulg.2 MPA 1/ / / / / / / / IAMETRO NOMINAL IAMETRO EXTERIOR max. min. SERIE II (TUBOS STANAR) ESPESOR NOMINAL PESO TEORICO PRESION E PRUEBA pulg. m.m. m.m. m.m. kg/m Kg / cm2 lb/pulg.2 MPA 1/ / / / / / / PROPIEAES MECANICAS F R A NORMA TECNICA Kg/mm 2 Kg/mm 2 % ISO min 25 min NORMA APROXIMAA JIS G

14 TUBOS ELECTROSOLAOS LAC (RE./CUA./RECT.) IMENSION NOMINAL R E O N O I M. N O M I N A L IMEN.. ESPESORES (mm.) EXTER. mm /4" /8" /2" /4" " /4" /2" " /2" " " " " IMENSION C U A R A O ESPESORES (mm.) " /4" /2" " " " IMENSION R E C T A N G. ESPESORES (mm.) x x x x x x PROPIEAES MECANICAS NORMA TECNICA F R A TUBOS ACERO Kg/mm2 Kg/mm2 % ISO 65 ASTM A min 41 min 18 min ISO 65 ASTM A-570 grado min 37 min 18 min ISO 65 ASTM A min 25 min 27

15 TUBOS ELECTROSOLAOS LAF (RE./CUA./RECT.) IMENSION R E O N O ESPESORES (mm.) /2" /8" /4" /8" " /4" /2" /4" " /2" " IMENSION C U A R A O ESPESORES (mm.) /2" /8" /4" /8" " /4" /2" " IMENSION R E C T A N G. ESPESORES (mm.) /2" x 1 1/2" " x 1" x x x x PROPIEAES MECANICAS NORMA TECNICA F R A Kg/mm 2 Kg/mm 2 % ASTM A min 15 min * ACERO SAE 1010 NORMA EQUIVALENTE COPANT 518 TIPO II 28