Tipos y características de los tubos con aletas: ventajas y aplicaciones.

Al elegir una tubería de perfil para estructuras de soporte por su cuenta, el cliente comprende la importancia de cálculos precisos de parámetros y cargas. En este artículo intentaremos averiguar si vale la pena ahorrar en los cálculos.

Con la llegada del verano, comienza la temporada de construcción para empresas, propietarios de chalets, chalets de verano. Alguien construye una glorieta, un invernadero o una cerca, otras personas bloquean el techo o construyen una casa de baños. Y cuando surge una pregunta ante el cliente sobre las estructuras de soporte, la elección se basa más a menudo en una tubería de perfil debido al bajo costo y la resistencia a la flexión con poco peso.

¿Cuál es la carga que actúa sobre la tubería de perfil?

Otra cuestión es cómo calcular las dimensiones de una tubería perfilada para salir adelante con "poca sangre", para comprar una tubería adecuada para la carga. Para la fabricación de barandas, cercas, invernaderos, puede prescindir de cálculos. Pero si está construyendo un dosel, techo, visera, no puede prescindir de cálculos de carga serios.

¡Importante! Todos los materiales resisten el estrés externo y el acero no es una excepción. Cuando la carga en la tubería de perfil no excede los valores permitidos, la estructura se doblará, pero resistirá la carga. Si se quita el peso de la carga, el perfil volverá a su posición original. Si se superan los valores de carga admisibles, la tubería se deforma y permanece así para siempre, o se rompe en la curva.

Para eliminar las consecuencias negativas, al calcular una tubería de perfil, considere:

1. dimensiones y sección (cuadrada o rectangular);
2. estrés estructural;
3. fuerza del acero;
4. tipos de cargas posibles.

Clasificación de cargas en una tubería de perfil.

De acuerdo con SP 20.13330.2011, los siguientes tipos de cargas se distinguen por el tiempo de acción:

1. constantes, cuyo peso y presión no cambian con el tiempo (el peso de las partes de un edificio, suelo, etc.);
2. temporal a largo plazo (peso de las escaleras, calderas en la cabaña, particiones de placas de yeso);
3. a corto plazo (nieve y viento, peso de las personas, mobiliario, transporte, etc.);
4. especiales (terremotos, explosiones, golpes de coche, etc.).

¡En una nota!

Por ejemplo, está construyendo un dosel en el patio de una parcela y usa un tubo con forma como estructura de soporte. Luego, al calcular la tubería, tenga en cuenta las posibles cargas:

1. material del dosel;
2. peso de la nieve;
3. viento fuerte;
4. posible colisión del automóvil con el soporte durante el estacionamiento fallido en el patio.

Para ello, utilice SP 20.13330.2011 "Cargas e impactos". Contiene los mapas y reglas necesarios para el cálculo correcto de la carga del perfil.

Diseñar esquemas de carga en una tubería de perfil.

Además de los tipos y tipos de carga en los perfiles, los tipos de soportes y la naturaleza de la distribución de la carga se tienen en cuenta al calcular la tubería. La calculadora calcula utilizando solo 6 tipos de esquemas de cálculo.

Cargas máximas en la tubería perfilada

Algunos lectores hacen la pregunta: "¿Por qué hacer cálculos tan complejos si necesito soldar la barandilla del porche?" En tales casos, no es necesario realizar cálculos complejos, teniendo en cuenta los matices, ya que puede recurrir a soluciones listas para usar (tab. 1, 2).

Tabla 1. Carga para tubo de forma cuadrada
Dimensiones de la tubería, mm
	1 metro	2 metros	3 metros	4 metros	5 metros	6 metros
40x40x2	709	173	72	35	16	5
40x40x3	949	231	96	46	21	6
50x50x2	1165	286	120	61	31	14
50x50x3	1615	396	167	84	43	19
60x60x2	1714	422	180	93	50	26
60x60x3	2393	589	250	129	69	35
80x80x3	4492	1110	478	252	144	82
100x100x3	7473	1851	803	430	253	152
100x100x4	9217	2283	990	529	310	185
120x120x4	13726	3339	1484	801	478	296
140x140x4	19062	4736	2069	1125	679	429
Tabla 2. Carga para tubería de forma rectangular (calculada para el lado más grande)
Dimensiones de la tubería, mm
	1 metro	2 metros	3 metros	4 metros	5 metros	6 metros
50x25x2	684	167	69	34	16	6
60x40x3	1255	308	130	66	35	17
80x40x2	1911	471	202	105	58	31
80x40x3	2672	658	281	146	81	43
80x60x3	3583	884	380	199	112	62
100x50x4	5489	1357	585	309	176	101
120x80x3	7854	1947	846	455	269	164

¡Es interesante!

Usando cálculos listos para usar, recuerde que las tablas 2 y 3 indican la carga máxima, desde la cual la tubería se doblará, pero no se romperá. Cuando se retira la carga (el viento fuerte se detiene), el perfil recuperará su estado original. Exceder la carga máxima incluso en 1 kg conduce a la deformación o destrucción de la estructura, por lo tanto, compre una tubería con un margen de seguridad de 2 a 3 veces mayor que el valor límite.

Tubos perfilados: tamaños y precios, finalidad y funcionalidad.

Los tubos cuadrados se utilizan en diversas industrias, incluida la producción e instalación de estructuras metálicas para uso en interiores y exteriores. No hay requisitos especiales para ellos en términos de calidad de superficie. Se produce un perfil de uso general sobre la base de tiras de acero laminadas en caliente, el espesor varía en el rango de 1.5-5 mm. Por características funcionales o condiciones de uso, los productos se clasifican en los siguientes tipos:

• perfiles metálicos para uso general y especial;
• productos para la producción de petróleo, transporte de gas y exploración geológica;
• equipos de perforación y revestimiento;
• compresores y equipos de bombeo;
• tuberías;
• productos de acero resistentes al calor para salas de calderas;
• equipo químico;
• grandes carreteras;
• soportes de acero con refuerzos para la construcción;
• productos duraderos para usos múltiples.

El uso de productos laminados está muy extendido en la construcción y la ingeniería mecánica, la agricultura, los sistemas de comunicación y el refinado de petróleo. Todos los parámetros, incluida la longitud de la tubería y el grosor de la pared, están regulados por GOST 13663-86.

Vistas en sección de tubos perfilados

Métodos para calcular cargas en una tubería de perfil.

Para calcular las cargas en los perfiles, se utilizan los siguientes métodos:

1. cálculo de carga utilizando tablas de referencia;
2. uso de la fórmula de la tensión de flexión;
3. determinación de la carga utilizando una calculadora especial.

Cómo calcular la carga utilizando tablas de referencia

Este método es preciso y tiene en cuenta los tipos de soportes, la fijación del perfil a los soportes y la naturaleza de la carga. Para calcular la deflexión de una tubería de perfil utilizando tablas de consulta, se requieren los siguientes datos:

1. el valor del momento de inercia de la tubería (I) de las tablas GOST 8639-82 (para tuberías cuadradas) y GOST 8645-68 (para tuberías rectangulares);
2. valor de la longitud del tramo (L);
3. valor de carga de la tubería (Q);
4. el valor del módulo de elasticidad del SNiP actual.

Estos valores se sustituyen en la fórmula deseada, que depende de la fijación a los soportes y la distribución de la carga. Para cada modelo de diseño de la carga, se cambian las fórmulas de deflexión.

Cálculo de acuerdo con la fórmula para el esfuerzo máximo de flexión de una tubería perfilada

El cálculo de la tensión de flexión se calcula mediante la fórmula:

donde M es el momento flector de la fuerza y ​​W es la resistencia.

Según la ley de Hooke, la fuerza elástica es directamente proporcional a la cantidad de deformación. Ahora se sustituyen los valores del perfil deseado. Además, la fórmula se refina y complementa, en función de las características del acero para la tubería de perfil, la carga, etc.

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Los tubos perfilados se están convirtiendo en un material de construcción cada vez más popular. Se utiliza para la construcción de elementos de construcción como piso, marco de soporte, viga.

Tal uso generalizado está asociado principalmente con la simplicidad de construcción, operación, mantenimiento de estructuras, así como con el bajo peso de los productos en sí. Sin embargo, es importante recordar que la tubería de perfil debe tener una mayor resistencia a la flexión, y cómo calcularla se discutirá más adelante en el artículo.

Los tubos de perfil son tubos que tienen una sección transversal diferente a una sección transversal circular. Las opciones más habituales son los productos rectangulares y cuadrados. Como ya se mencionó, la popularidad particular de este tipo está asociada con una de sus ventajas clave: el diseño tendrá un peso reducido.

Además, la forma específica simplifica enormemente la sujeción entre sí y a otras superficies. Este tipo de productos de construcción, según GOST, está hecho de una amplia gama de metales y aleaciones. Sin embargo, los más utilizados son los tubos perfilados de acero al carbono y acero de baja aleación.

Cada metal tiene una calidad natural importante: un punto de resistencia. Puede ser mínimo o máximo. Este último, por ejemplo, es la causa de la deformación de las estructuras erigidas, conduce a curvas y, como resultado, a fracturas.

Al realizar un plegado, es importante evaluar características como tamaño, sección, tipo de producto, su densidad, así como la rigidez del material y su flexibilidad. Conociendo todas estas propiedades generales del metal, se puede comprender cómo se comportará la estructura durante la operación.

Es importante recordar que cuando dobla el producto, las partes internas de la estructura se comprimen, su densidad aumenta y ellas mismas disminuyen de tamaño. En consecuencia, la capa exterior se vuelve más larga, menos densa, pero más estirada.

Al mismo tiempo, las áreas intermedias conservan sus características originales incluso después de la finalización del proceso. Por lo tanto, siempre debe recordarse que en durante la flexión, la tensión necesariamente surgirá incluso en áreas lo más alejadas posible de la zona neutra

... La presión máxima estará en aquellas capas que estén muy cerca de este eje tan neutro.

Dobladoras de tubos electromecánicas

Estos dispositivos se utilizan cuando las tuberías tienen diferentes secciones transversales. Se diferencian de sus homólogos en una precisión muy alta del radio de curvatura y en el uso innecesario de la fuerza física humana. Estos dispositivos también se distinguen por un costo muy alto, lo que indica su propósito profesional.

Los dobladores de tubos electromecánicos pueden doblar productos de grandes diámetros, y este indicador está limitado solo por el tamaño del dispositivo en sí, la fuerza que se crea durante el doblado. El radio de curvatura de los tubos de acero debe cumplir plenamente con las normas. Se pueden observar utilizando plantillas especiales que se pueden reemplazar fácilmente durante el proceso de plegado.

Radios de curvatura admisibles según la resistencia del material

Los GOST regulan con gran detalle tanto las propiedades y características de los elementos como el procedimiento de transformación. Esto incluye el radio de curvatura mínimo de la tubería de perfil. Se determina en función de las condiciones en las que se realiza el plegado. Al doblar con arena con la que se empaqueta, o mediante calentamiento, el diámetro exterior debe comenzar a partir de 3,5 DN.

Si el maestro tiene la capacidad de aplicar, lo que permite que las operaciones necesarias se lleven a cabo sin calentamiento u otras acciones adicionales, entonces en este caso el diámetro debe ser de al menos 4DN.

Si desea hacer una curva que sea lo suficientemente empinada, por ejemplo, para hacer una alcantarilla o tubería doblada, entonces el diámetro debe ser de al menos 1DN, ya que la flexión se realizará de otras maneras, principalmente utilizando altas temperaturas.

Por supuesto, los valores proporcionados por los estándares estatales pueden reducirse ligeramente, luego debe calcular con mucho cuidado la resistencia a la flexión de la tubería. Si el método de flexión permite estar seguro de que el grosor de la pared disminuye en un 15% con respecto al inicial, entonces en este caso son posibles desviaciones de GOST, y la flexión en sí puede llevarse a cabo por debajo de los valores indicados, lo que no tener un efecto significativo en la fuerza en el futuro.

Resistencia material

Cada material tiene un punto de resistencia. Esto se enseña en instituciones de educación técnica. Al llegar al punto especificado, el material puede estallar y, en consecuencia, la estructura se desmorona.Por lo tanto, cuando se calcula la confiabilidad de cualquier estructura de edificio, se tiene en cuenta no solo cuáles son las dimensiones de los elementos estructurales, sino también de qué material están hechos, cuáles son las características de este material, qué tipo de carga de flexión. puede resistir. También se tienen en cuenta las condiciones ambientales en las que se ubicará la estructura.

El cálculo de la resistencia se realiza de acuerdo con la tensión normal. Esto se debe al hecho de que la tensión se distribuye de manera desigual sobre la superficie de una tubería rectangular.

Será diferente en el punto de presión y en los bordes de la tubería. Esto debe entenderse y tenerse en cuenta.

Debe agregarse que los tubos de perfil pueden probarse para doblarse y en la práctica. Hay equipo especial para esto. En él, la tubería se dobla, su tensión se fija. Se anota la tensión a la que se rompe la tubería.

La necesidad de experimentación práctica está relacionada con lo siguiente:

• en la práctica, puede haber desviaciones de los GOST. Si el edificio es a gran escala, entonces no debe confiar en los números. Todo debe comprobarse empíricamente;
• si las tuberías no se fabrican en la fábrica, por ejemplo, soldadas desde una esquina de metal, entonces, según cálculos teóricos, es imposible comprender qué tensión de flexión resistirá la tubería.

Tablas y fórmulas aplicadas

Para realizar con éxito, sin complicaciones imprevistas, el cálculo de la tubería para la deflexión, debe calcular el tamaño de la pieza en longitud. Este valor se calcula mediante una fórmula simple que se parece a:

L = 0.0175 × r × α + I

En esta expresión, los indicadores principales están representados por las siguientes expresiones de letras:

• r es el radio de curvatura del tubo perfilado (mm);
• α - corresponde al ángulo que finalmente desea obtener;
• I es la distancia 100/300 utilizada cuando se trabaja con equipo especial para sujetar la pieza de trabajo.

Al calcular una tubería para la deflexión, una etapa importante en el trabajo es el cálculo del elemento flexible.

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Al hacer una evaluación, debemos estimar el tamaño del área que debe doblarse. La fórmula para esto es extremadamente simple, se ve así:

U = π × α / 180 (r + DH / 2)

Aquí, los elementos incluidos en la fórmula se pueden representar de la siguiente manera:

• π en este caso se toma igual a 3,14;
• α - es el ángulo de curvatura, expresado en grados;
• r - radio de curvatura (mm);
• DH es el diámetro exterior.

Para la conveniencia del maestro y para la mayor seguridad durante el trabajo, así como durante la operación de estructuras erigidas de cobre y latón, los GOST contienen los indicadores más bajos para las características principales utilizadas para calcular la resistencia a la flexión de una tubería de perfil. Esta información está contenida en GOST No. 494/90, No. 617/90.

Para su conveniencia, las principales características requeridas para determinar la resistencia a la flexión de una tubería de perfil se encuentran en la tabla.

Tabla 1.

Mientras que la tabla anterior contenía principalmente valores fijos para elementos de cobre y latón, la siguiente contendrá datos para elementos de acero. Esta tabla le permite estimar la carga de flexión de una tubería con forma (GOST No. 3262/75).

Tabla 2.

Como ya se mencionó, el grosor de la pared juega un papel importante en el cálculo de la resistencia a la flexión de una tubería cuadrada (así como una redonda). Es por eso que la siguiente tabla permite tener en cuenta simultáneamente tanto el espesor de la pared como el diámetro en los cálculos.

Tabla 3.

Proceso tecnológico de flexión

Como ya se señaló correctamente, cualquier deformación de la estructura metálica provoca una tensión adicional en las paredes de la estructura. En la capa interior, esto se debe a un aumento de la densidad del metal por compresión, y no en la sección exterior, la causa, por el contrario, se convierte en tensión, lo que reduce la densidad del metal.

Durante el plegado, la forma de la sección cambia como se esperaba. Esto es cierto para tuberías redondas, rectangulares y cuadradas.Para los dos últimos, estos cambios no son muy pronunciados, lo que no se puede decir de los redondos.

Así es como el perfil anular se vuelve ovalado. Es de destacar que el mayor cambio de forma se puede observar directamente en el lugar del pliegue, y cuanto más lejos de él, más cerca quedará la sección de la forma original.

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Sin embargo, es importante evaluar correctamente la fuerza de impacto, el grado de deformación de la tubería para evitar roturas y distorsiones innecesarias. Para una pieza con un diámetro de hasta 20 mm, el grado de deformación ovalada no debe exceder el 15%.

Con un aumento en el perfil, el valor disminuye aún más y es solo del 12,5%. Otro elemento importante es la presencia de pliegues (los productos con paredes delgadas son especialmente susceptibles a esto). Este factor es muy importante si la estructura de flexión servirá como tubería.

Los pliegues formados reducen la permeabilidad, aumentan la resistencia del fluido que pasa y aumentan el grado de obstrucción. Entonces, cuando se usa una tubería doblada para este mismo propósito, es necesario abordar cuidadosamente la elección del grosor de la pared del producto.

¿Cuál es la carga en la tubería de perfil?

El cálculo de la resistencia a la flexión de una tubería se reduce a una simple determinación de la tensión máxima en un punto particular de la estructura. Es importante comprender de qué material está hecho el perfil, ya que cada uno de ellos tiene su propio indicador de estrés.

Para realizar cálculos correctos, debe aplicar la fórmula correcta. En este caso, se aplican las disposiciones de la ley de Hooke, que establecen que la fuerza elástica es directamente proporcional a la deformación. La expresión para los cálculos es la siguiente:

VOLTAJE = M / W, donde:

• M es el valor del grado de flexión a lo largo del eje sobre el que actúa la fuerza;
• W es el valor de la resistencia a la flexión tomado a lo largo del mismo eje.

¿Cómo saber si los cálculos son correctos?

Como se indicó, cada metal o aleación tiene sus propios valores de tensión normales. La determinación de estos valores es una de las principales tareas a las que te enfrentas cuando decides construir un edificio a partir de un perfil.

Para estar seguro de la exactitud de los resultados, debe conocer varias reglas importantes y, por supuesto, seguirlas.

1. Realice todos los cálculos con precisión, precisión y sin prisas. En cada etapa, uno debe guiarse por las fórmulas adecuadas, no tratando de ajustar los valores para adecuarlos a los que le convienen.
2. Una vez calculada la resistencia a la flexión de la tubería de perfil, debe asegurarse de que los indicadores obtenidos no superen los valores máximos especificados.
3. Tener en cuenta el material del que está hecho el perfil, el espesor de las paredes, para evitar su destrucción o deformación, lo que impide el funcionamiento de la estructura en el futuro.
4. Antes de realizar cálculos, es necesario representar esquemáticamente el elemento futuro. Con base en este dibujo técnico, se pueden realizar cálculos más precisos, que estarán asegurados contra errores asociados con una mala comprensión de la forma de la estructura.

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Siguiendo todas las reglas necesarias, así como las precauciones de seguridad, incluso un no profesional puede estar seguro de que todos sus resultados al calcular la resistencia a la flexión de la tubería serán correctos y el resultado será exitoso. La verificación constante de sus cálculos y el control en cada etapa del trabajo es la clave para completar con éxito el caso.

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Roman Gennadievich, Omsk hace la pregunta:

¡Buenos días! Surgió la siguiente pregunta: ¿cómo calcular la deflexión de una tubería de perfil? Es decir, me gustaría saber qué carga máxima puede soportar una tubería perfilada de un tamaño u otro, para poder determinar este tamaño. Yo mismo no entiendo esto, así que les pido que hablen con expresiones comprensibles y expliquen todas las designaciones en las fórmulas.La conclusión es que tengo algunas ideas para organizar un cobertizo de verano, me gustaría hacerlo con un perfil de acero, por lo que necesita saber exactamente de qué tamaño comprarlo para no tener que rehacerlo más tarde. Gracias de antemano por sus respuestas.

El experto responde:

¡Buenos días! El cálculo de tubos perfilados para deflexión se realiza mediante una fórmula simple: M / W, donde M es el momento flector de la fuerza y ​​W es la resistencia. La esencia de su implementación es simple. En este caso, se aplica la ley de Hooke: la fuerza elástica tiene una dependencia proporcional directa de la deformación. Por lo tanto, conociendo el grado de deformación y el valor máximo de tensión para un material dado, puede elegir el parámetro que necesita.

Figura 1. Resistencias de diseño del metal base de estructuras de edificación.

Entonces, M = FL, donde F es la deformación, expresada en kilogramos, y L es el hombro de la fuerza, expresada en centímetros. El hombro es la distancia desde el punto de unión hasta el punto donde se aplica la fuerza.

También es necesario determinar la resistencia máxima (R), por ejemplo, para el acero St3 es igual a 2100 kg / centímetro cuadrado.

Ahora, para un cálculo adicional, transformamos la expresión y obtenemos: R = FL / W, transformamos nuevamente y obtenemos: FL = RW, de donde F = RW / L. Como conocemos los parámetros, a excepción de W, solo queda por encontrar. Para ello, se requieren los parámetros de la tubería de perfil, es decir, a es el ancho exterior, a1 es el interior, b es la altura exterior, b1 es el interior, y también correctamente sustituirlos en las igualdades para encontrar el valor desconocido. para diferentes ejes: Wx = (wa ^ 3 - b1 (a1) ^ 3) / 6a, Wy = (ab ^ 3- a1 (b1) ^ 3) / 6b.

Si el producto tiene una sección cuadrada, entonces la fórmula se vuelve aún más simple, ya que ahora el índice W en ambas direcciones (horizontal y vertical) será el mismo, y la igualdad en sí se simplificará, ya que la longitud y el ancho del perfil son también el mismo.

Para estas igualdades, los cálculos se pueden realizar con una calculadora normal. Los valores de las cargas máximas son una referencia, por lo que no es difícil encontrarlos en Internet. En la Fig. 1 muestra una pequeña tabla de este tipo. En él encontrará los números necesarios para diferentes tipos de acero para deflexión, tensión y compresión; puede ser útil.

22 julio, 2020 Especialización: decoración de fachadas, decoración de interiores, construcción de casas de verano, garajes. La experiencia de un jardinero y jardinero aficionado. También tiene experiencia en la reparación de automóviles y motocicletas. Hobby: tocar la guitarra y mucho más, para lo cual no hay tiempo suficiente :)

Para realizar el giro de la tubería, se utilizan accesorios especiales: ángulos y tes. Sin embargo, a veces hay situaciones en las que es necesario doblar la tubería. Como regla general, si un principiante asume este trabajo, la tubería se arruga o incluso se rompe en la curva, por lo que además le presentaré algunos de los secretos de los artesanos populares que le permitirán hacer frente con éxito a esta tarea en casa.

Beneficios de usar tubos con aletas resistentes al calor

Para crear una capa resistente al calor, las superficies se recubren con óxido de magnesio. Después del recocido, obtienen:

• aumento del coeficiente de transferencia de calor;
• alta resistencia a la corrosión;
• larga vida útil;
• mayor resistencia a las caídas de temperatura;
• no necesitan cuidados especiales, pueden trabajar en cualquier condición;
• la posibilidad de usar en ambientes agresivos.

Debido a las ventajas adquiridas, los tipos con aletas resistentes al calor tienen las siguientes ventajas:

1. Alta capacidad de fabricación de la producción. La soldadura por resistencia utilizada consume poca energía, no requiere consumibles especiales ni equipos costosos.
2. Aparecen vórtices de aire turbulentos en los espacios entre las costillas, lo que aumenta la intensidad de la transferencia de calor en todas las áreas.
3. Mediante el uso de soldadura por resistencia, se crea una conexión entre los pétalos y la base con una resistencia a baja temperatura.
4. Reducción del espesor de la película de condensado. Esto se debe al uso de un revestimiento resistente al calor.Como resultado, hay una disminución en el nivel de condensación de los vapores del portador.

Métodos de doblado de tubos

La necesidad de doblar tuberías puede surgir en varios casos, por ejemplo, durante la instalación de una tubería, si necesita "sortear" cualquier obstáculo. Además, muchas veces es necesario recurrir a esta operación en el proceso de fabricación de diversas estructuras metálicas, como galpones, invernaderos, cenadores, etc.

Cabe señalar que cuando se trata de doblar tuberías, nos referimos a los siguientes tipos:

Metal redondo

El proceso de doblado de piezas de trabajo de metal con una sección transversal circular es bastante complicado, ya que se deforman fácilmente y, a veces, incluso se rompen. Por lo tanto, cuando el doblado se realiza en un entorno industrial, especialmente si se requiere un radio pequeño, se realiza un diseño de doblado de tubería antes de realizar esta operación.

En casa, por supuesto, no necesitará una fórmula exacta para calcular una tubería para doblar. Lo único es determinar el radio mínimo permitido. Su significado depende en gran medida de la forma en que se realice esta operación:

• al calentar una pieza llena de arena
  - R = 3,5 x DH;
• usando una máquina dobladora de tubos
  (flexión en frío) - R = 4xDH;
• doblado para obtener pliegues ondulados
  (doblado en caliente) - R = 2.5хDH.

Puede obtener un radio mínimo igual a dos diámetros mediante estirado en caliente o estampado. Sin embargo, en casa, tal curva es imposible.

Estas fórmulas utilizan los siguientes valores:

Debo decir que hay un cálculo más universal: el radio debe ser de al menos cinco diámetros de tubería.

Entonces, descubrimos un poco la teoría, ahora pasemos a la práctica. Como se mencionó anteriormente, hay varias formas de resolver este problema. El más simple de ellos es el uso de una máquina especial: una dobladora de tubos.

Es cierto que el precio de dicha herramienta es bastante alto: el costo de una máquina hidráulica, que permite doblar piezas de trabajo de hasta cuatro pulgadas de diámetro, comienza en 15,000-16,000 rublos. El costo de una dobladora de tubos manual, que le permite trabajar con piezas con un diámetro de hasta una pulgada, es de 4,700-5,000 rublos.

Si a menudo tiene que lidiar con una operación de este tipo, pero no desea pagar mucho dinero por un doblador de tubos, puede hacerlo usted mismo. En nuestro portal puede encontrar información detallada sobre cómo hacer una máquina para doblar tubos de perfil con sus propias manos.

Sin embargo, el doblador de tubos no siempre está a mano, además, si necesita realizar esta operación una vez, ciertamente no tiene sentido comprar una herramienta para esto. En este caso, puede hacer una curva con clavijas.

Esto se hace de la siguiente manera:

1. en primer lugar, debe dibujar un radio de curvatura en un sitio adecuado;
2. luego se excavan varillas de metal a lo largo del contorno. Es conveniente colocarlos lo más cerca posible entre sí. Para mayor confiabilidad, las varillas se pueden hormigonar.

Junto a la varilla extrema, debe insertar otra para que la parte doblada pueda caber entre ellas. Esto es necesario para solucionarlo;

1. luego debe verter sal o arena en la tubería doblada. En este caso, los tapones deben martillarse en los orificios de ambos lados;
2. después de eso, la pieza se fija entre las dos primeras varillas y luego se dobla alrededor de las varillas restantes, como se muestra en el diagrama de arriba.

Una alternativa a esta opción es usar ganchos que estén unidos a una pieza de madera contrachapada y formen el radio requerido, como en la foto de arriba. Si desea obtener un diámetro más pequeño, debe usar un disco o rodillo ancho como plantilla.

Debo decir que ambos métodos son adecuados para piezas con un diámetro de no más de 16-20 mm. Si desea doblar una pieza de trabajo con un diámetro mayor, la curva debe estar bien calentada.

Si necesita dar forma a espacios en blanco de metales no ferrosos que tengan una resistencia a la flexión significativamente menor que las contrapartes de acero, puede usar un resorte. Este último debe corresponder estrictamente al diámetro interior, ya que se inserta en el tubo. Por supuesto, puede colocar el resorte en el exterior, pero en este caso es inconveniente hacer una curva.

Habiendo protegido el tubo con un resorte, se dobla con sus propias manos. El trabajo debe realizarse con cuidado para lograr el radio deseado sin dañar la pieza.

Perfil

Los tubos de perfil son mucho más difíciles de doblar, ya que debido a su forma tienen una mayor resistencia. Los productos de sección pequeña se pueden doblar utilizando los métodos descritos anteriormente.

También hay otra forma de doblar una tubería de perfil, que le permite trabajar con piezas de trabajo de una sección suficientemente grande. Su principio es el siguiente:

1. se debe verter arena o sal en la pieza de trabajo y luego tapar de manera confiable los extremos con tapones;
2. además, la pieza debe sujetarse firmemente en un tornillo de banco;
3. luego, el área del pliegue debe calentarse al rojo vivo;
4. después de eso, la pieza de trabajo debe recortarse con un mazo hasta obtener el radio deseado.

Si tiene una máquina de soldar y una amoladora, puede doblar piezas de trabajo incluso del diámetro más grande sin mucho esfuerzo. Esto se hace de la siguiente manera:

1. en primer lugar, el radio de curvatura está marcado en la pieza de trabajo;
2. más adelante a lo largo de todo el radio, debe marcar las tiras en tres lados del perfil en blanco. Cuanto menor sea el radio, menor debe ser el paso entre las rayas;
3. luego, el molinillo hace cortes en tres lados de la pieza de acuerdo con las marcas hechas;
4. ahora la pieza de trabajo está doblada sin problemas;
5. después de obtener el ángulo deseado, los cortes deben soldarse;
6. al final del trabajo, debe limpiar las costuras y moler.

De esta manera, se pueden producir piezas de formas incluso complejas, mientras que la precisión de plegado es muy alta. Sin embargo, se requiere experiencia con una amoladora y una máquina de soldar.

Plastico reforzado

Por un lado, los tubos de metal-plástico se doblan con mucha facilidad, pero por otro, se rompen con facilidad. Por lo tanto, el trabajo debe realizarse con mucho cuidado. Debe recordarse que el radio mínimo de curvatura de una tubería de metal-plástico es similar al radio de los espacios en blanco de metal, es decir, debe tener al menos cinco diámetros.

Si el diámetro de la tubería es de 16 mm, entonces se puede doblar sin ningún dispositivo especial. Esto se hace de la siguiente manera:

• tome la parte con ambas manos desde arriba. En este caso, coloque los pulgares debajo de la tubería, paralelos a ella, y juntos, como se muestra en la foto de arriba;
• luego doble la tubería con ambas manos y asegúrese de brindar apoyo con los pulgares;
• doblando la tubería al radio requerido, muévala en las palmas hacia la izquierda o hacia la derecha, y luego repita el procedimiento;
• De esta forma, doble la pieza de trabajo y muévala hasta obtener el ángulo deseado.

Para "llenar su mano", practique realizando este procedimiento en tuberías, ya que es probable que al principio las piezas de trabajo se rompan.

Es mucho más difícil doblar una tubería con un diámetro de 20 mm alrededor de los dedos. Por tanto, se puede utilizar como tope cualquier otra superficie adecuada. Sin embargo, es más conveniente realizar este trabajo utilizando un conductor de resorte, que puede ser tanto externo como interno, es decir. que se inserta dentro de la pieza de trabajo.

Para hacer una curva con una plantilla interior en el medio de una pieza de trabajo larga, átela a una cuerda y luego empújela hasta la profundidad deseada. Después de completar la curva, extraiga el resorte tirando de la cuerda.

Dobladoras de tubos manuales

La dobladora de tubos manual se utiliza para doblar materiales de pequeño diámetro. Este dispositivo se puede fabricar fácilmente con metales no ferrosos y acero inoxidable. El principio de funcionamiento de este dispositivo es que al insertar un extremo en una abrazadera especial, debe comenzar a girar el mango. A través de este procedimiento, la tubería pasará entre los rodillos, y así se crea el giro deseado.Al realizar este procedimiento, se recomienda adherirse a GOST, lo que indica que los radios mínimos de metales no ferrosos puros y acero inoxidable deben ser:

1. si el diámetro es inferior a 20 mm, no menos de 2,5D;
2. si el diámetro es superior a 20 mm - 3,5 D y más.

D es un indicador de exterior.

Producción

Como descubrimos, hay bastantes formas populares de doblar tuberías. Con un poco de práctica, puede lograr buenos resultados. Sin embargo, debe recordarse que la calidad de la curva realizada en equipos profesionales siempre será mayor.

El video de este artículo proporciona información adicional sobre cómo doblar tuberías de plástico reforzadas. Si en el proceso de realizar esta operación tiene alguna dificultad, haga preguntas en los comentarios y definitivamente intentaré ayudarlo.

22 de julio de 2020

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En la construcción industrial y privada, las tuberías perfiladas son comunes. Se utilizan para construir dependencias, garajes, invernaderos, cenadores. Los diseños son clásicamente rectangulares y ornamentados. Por lo tanto, es importante calcular correctamente la flexión de la tubería. Esto mantendrá la forma y proporcionará resistencia y durabilidad a la estructura.

Cálculo de vigas por deflexión. Algoritmo de trabajo

De hecho, el algoritmo mediante el cual se realiza dicho cálculo es bastante simple. Como ejemplo, considere un esquema de cálculo algo simplificado, pero omitiendo algunos términos y fórmulas específicos. Para calcular la deflexión de las vigas, es necesario realizar una serie de acciones en un orden específico. El algoritmo de cálculo es el siguiente:

• Se elabora un esquema de cálculo.
• Se determinan las características geométricas de la viga.
• Se calcula la carga máxima en este elemento.
• Si es necesario, se verifica la resistencia al momento flector de la viga.
• Se calcula la deflexión máxima.

Como puede ver, todas las acciones son bastante simples y bastante factibles.

Propiedades de metal flexible

El metal tiene su propio punto de resistencia, tanto máxima como mínima.

La carga máxima en la estructura conduce a deformaciones, dobleces innecesarios e incluso torceduras. Al calcular, prestamos atención al tipo de tubería, sección, dimensiones, densidad, características generales. Gracias a estos datos se conoce cómo se comportará el material bajo la influencia de factores ambientales.

Tenemos en cuenta que bajo presión en la parte transversal de la tubería, surge tensión incluso en puntos alejados del eje neutro. La zona de mayor tensión tangencial será la ubicada cerca del eje neutro.

Durante el doblado, las capas internas en las esquinas dobladas se contraen, disminuyen de tamaño y las capas externas se estiran, alargan, pero las capas intermedias conservan sus dimensiones originales después del final del proceso.

Los tubos curvados se utilizan ampliamente en la vida cotidiana.

¿Qué es un tubo rectangular?

Una tubería de metal rectangular es un producto de metal de varios metros de largo. El tubo rectangular tiene una sección transversal correspondiente. Su área puede ser muy diferente. Todos los parámetros de tales tuberías están regulados por GOST especiales, documentos que emanan del estado. El requisito de que todas las dimensiones cumplan con GOST está asociado con lo siguiente:

• una tubería fabricada de acuerdo con GOST cumplirá con los requisitos de seguridad. Si la tubería se fabrica en condiciones artesanales, existe la posibilidad de que las proporciones no cumplan con los requisitos de seguridad. Existe el peligro de que el producto no resista las cargas y provoque el colapso de la estructura;
• Al calcular las cargas de las tuberías, no es necesario medir cada producto específico. Sus parámetros los establece GOST, por lo tanto, puede tomar datos de este documento.

Los productos están hechos de varios tipos de acero.Algunos grados de acero no requieren procesamiento adicional. Este es, por ejemplo, el llamado acero inoxidable. El acero, que teme a la corrosión, debe tratarse con soluciones especiales o pintura.

Cómo hacer cálculos correctos

El cálculo de una tubería de perfil para la deflexión es la determinación del grado de tensión máxima en un punto específico de la tubería.

Cada material tiene una clasificación de tensión normal. No afectan al producto en sí. Para realizar los cálculos correctamente, se debe aplicar una fórmula especial. Es necesario asegurarse de que los indicadores no superen los valores máximos permitidos. Según la ley de Hooke, la fuerza elástica resultante es directamente proporcional a la deformación.

Al calcular la flexión, también es necesario aplicar la fórmula de tensión, que se parece a M / W, donde M es el indicador de flexión a lo largo del eje, en el que cae la fuerza, pero W es el indicador de resistencia a la flexión a lo largo del mismo eje.

La curva de la tubería debe ser correcta y precisa

Características de la producción de tubos de metal con forma.

Según el método de producción, los tubos perfilados se deforman en caliente y en frío. Debido a la ductilidad de los metales, el perfilado de cualquier pieza de acero está disponible bajo la influencia de altas temperaturas. En el corte (en sección), las tuberías tienen la forma:

• cuadrado;
• rectángulo;
• oval.

El perfil arqueado plano ovalado (o tubos ovalados) no tiene menos demanda y su producción está creciendo. La tecnología de su formación prácticamente no difiere del laminado de tubos profesionales estándar. Se trata, por así decirlo, de una opción intermedia entre estructuras redondas y rectangulares, y sus indicadores de calidad y resistencia son un orden de magnitud superiores a los de estos productos. La tecnología para la producción de un tamaño de tubería estándar asume:

En sección transversal, los tubos tienen forma de óvalo, cuadrado o rectángulo.

• método de conformado en frío de productos redondeados mediante una prensa;
• soldadura de chapas de acero rectangulares.

¡Importante! El costo de los productos laminados con costura soldada es más bajo que el precio de los tubos sólidos. No hay necesidad de dudar de su calidad: la junta se verifica con un detector de fallas antes de recibir un certificado y un certificado de aceptación.

De acuerdo con GOST, las tuberías de cualquier tamaño (en pulgadas y mm) se forman utilizando dos tecnologías que difieren significativamente entre sí:

1. Soldando un perfil de hoja o tira (una costura puede reducir la calidad del producto solo bajo cargas significativas y el producto tiene un precio más bajo).
2. Las varillas redondeadas pasan el prensado de piezas de trabajo de la misma forma en un laminador (la tecnología es más cara, los productos sin costura soportan la carga máxima en marcos verticales).

Los tubos se fabrican mediante conformado en frío de productos redondeados mediante una prensa y soldadura de láminas rectangulares

Proceso tecnológico de flexión

La flexión crea un cierto grado de tensión en las paredes metálicas. La tensión de tracción se obtiene en la sección exterior y la tensión de compresión en la interior. Gracias a estas influencias, la inclinación del eje cambia.

En el proceso de doblado en el lugar doblado, la forma de la sección transversal cambia. Como resultado, el perfil anular se vuelve ovalado. Se ve una forma ovalada más clara en el medio de la deflexión, pero hacia el final y hacia el principio la deformación disminuye.

Para tuberías con una sección transversal de hasta 20 mm, la ovalidad en el lugar deformado no debe exceder el 15%. Para tuberías con una sección transversal de 20 y más: 12,5%.

Preste atención al hecho de que pueden producirse pliegues en el área cóncava de los productos de paredes delgadas. A su vez, afectan negativamente el funcionamiento del sistema (reducen la permeabilidad del medio de trabajo, aumentan el nivel de resistencia hidráulica, el grado de obstrucción).

Los tubos curvos se utilizan en la industria y la construcción privada.

Radios de curvatura admisibles de la tubería

Las tuberías tienen un radio de curvatura mínimo de acuerdo con las normas gubernamentales.

Si el doblado se lleva a cabo mediante calentamiento y lijado, el diámetro exterior de la tubería es de al menos 3,5 DN.

Formando un tubo en una máquina dobladora de tubos (sin calefacción) - al menos 4DN.

Es posible doblar cuando se calienta con un quemador de gas o en un horno para obtener pliegues de medio surco con un índice de 2.5DN.

Si la curva se proporciona para una pendiente (para curvas de alcantarillado dobladas realizadas mediante brochado en caliente o estampado), no menos de 1DN.

La curva de la tubería puede ser menor que los valores especificados. Sin embargo, esto es posible si el método de fabricación garantiza que las paredes de la tubería se adelgacen en un 15% del espesor total.

Calculamos la resistencia a la flexión de la tubería de manera responsable.

Doblado de tubos de diferentes diámetros

Fórmulas y tablas

Para calcular la deflexión de la tubería, determinamos la longitud de la pieza. Se calcula utilizando esta fórmula:

L = 0.0175 ∙ R ∙ α + l

R es el radio de curvatura en mm;

α es el valor del ángulo;

I - sección recta de 100/300, necesaria para agarrar el producto (cuando se trabaja con la herramienta).

Al calcular la flexión de una tubería de perfil, tenemos en cuenta el tamaño del elemento doblado. Está determinada por la siguiente fórmula:

A = π ∙ α / 180 (R + DH / 2)

El valor del número π = 3,14;

α es el ángulo de flexión en grados;

R - el valor del radio (el valor se tiene en cuenta en mm);

DH es el diámetro en el exterior de la tubería.

Los radios de curvatura mínimos para productos de cobre y latón se indican en la tabla. Los datos corresponden a los GOST No. 494/90 y No. 617/90. Además, aquí también se dan los valores para el diámetro exterior, la longitud mínima de la parte libre de estática.

El doblado de tubos perfilados se puede realizar en máquinas especiales.

Diagrama de curva de tubería

La siguiente tabla ayudará a calcular una tubería redonda para doblar. Incluye datos relacionados con los análogos de acero (los indicadores corresponden al GOST No. 3262/75).

Dimensiones de la tubería		Radio mínimo de curvatura		Longitud mínima libre
Pase condicional	Externo	Caliente	Frío
8	13,5	40	80	40
10	17	50	100	45
15	21.3	65	130	50
20	26.8	80	160	55
25	33.5	100	200	70
32	42.3	130	250	85
40	48	150	290	100
50	60	180	360	120
65	75.5	225	450	150
80	88.5	265	530	170
100	114	340	680	230

Para no cometer un error en los cálculos, también se debe tener en cuenta el diámetro y el grosor de la pared de las tuberías.

Dobladora de tubos hidráulica manual

Doblar la tubería con tus propias manos.

Si lo hace usted mismo, el cálculo de la tubería para doblar ayudará, cuya fórmula es simple y universal (estos son 5 diámetros de tubería).

Calculamos la curva en piezas con una sección transversal de 1,6 cm.

1er paso: debe comprender claramente qué tipo de círculo será el resultado (para una flexión correcta, se necesita una cuarta parte del círculo).

2º paso: defina el radio - 16 multiplicado por 5. El resultado es 80 mm.

3er paso: calcula los puntos de inicio de la curva. Para hacer esto, use la fórmula C = 2π ∙ R: 4. El valor C es la longitud de la tubería que se utilizará en el trabajo. Se utilizan dos números pi, así como un indicador del radio exterior de la tubería.

4to paso: los valores se reemplazan con datos conocidos: 2 ∙ 14 ∙ 80: 4. Como resultado, obtenemos 125 mm. Esta será la longitud de la sección donde el radio mínimo de curvatura es de 80 mm.

Si no puede trabajar con las fórmulas, calculamos la deflexión de la tubería de perfil con una calculadora (un programa especial es fácil de encontrar en Internet).

Hay varios tipos de herramientas de este tipo. El dispositivo de doblado de segmentos permite trabajar sobre la base de plantillas especiales. Su forma ya está calculada para un cierto diámetro y forma del pliegue. La herramienta ayuda a remodelar tuberías de hasta 180˚.

El equipo de respaldo tiene un segmento que se mueve dentro del producto futuro. Esto evita la deformación, abre el acceso a varias áreas a la vez.

Independientemente del tipo de herramienta que se utilice, recordamos que los cálculos precisos y verificados repetidamente son la clave para una instalación exitosa.

Doblado de tuberías en condiciones estacionarias: dibujos y accesorios.

En empresas industriales y en tiendas privadas, donde solo trabajan dos o tres personas, se usa una dobladora de tubos con mandril. A pesar de que las máquinas herramienta industriales y las dobladoras de tubos en los talleres difieren en tamaño y funcionalidad, su principio de funcionamiento es similar. El trabajo del doblador de tubos es el siguiente: el tubo se inserta en la ranura de la máquina, se sujeta con una abrazadera a la parte recta, la segunda abrazadera lo presiona contra el rodillo de doblado.Cuando la máquina está encendida, el rodillo lleva la parte insertada detrás de ella, se desliza fuera del mandril, formando una pieza doblada de tubería del tamaño requerido. El mandril en forma de cuchara para doblar tubos se ha generalizado. Está diseñado para doblar tubos de paredes delgadas de hasta 75 mm de diámetro. Debido a su alto costo, el doblado de tubos con mandril no está disponible para todos los propietarios, por lo tanto, los aficionados usan dobladores de tubos ensamblados por su cuenta en el garaje o en la carpintería.

Clases de operación de tuberías PEX, vida útil y modos de operación de temperatura.

Cuando hablamos de las características de las tuberías PEX, siempre nos referimos a las clases de servicio de las tuberías fabricadas con un material polimérico determinado. Además de las características de resistencia, que varían según el tipo de producción de tubería. También hay clases de operación de tubería descritas en la norma ISO 10508. Casi todos los fabricantes tienen los mismos materiales, pero debido a la amplia gama de aplicaciones de materiales PEX y PERT y catalizadores utilizados, las clases de operación de tubería se dividen en 6 subespecies. Todas estas clases no afectan la calidad de la tubería, sino que solo indican los modos de operación de la tubería y sus condiciones de temperatura de operación en relación con la vida útil del material. En la siguiente tabla puede ver estas clases.

Tabla de clases de servicio para tuberías de polímero PEX y PERT:

En resumen, en la norma ISO 10508, las áreas de aplicación de las tuberías de varias clases se definen de la siguiente manera:

· Clase 1 [A] *

(Sistemas de distribución de ACS 60 ° C, vida útil 50 años)
· Clase 2 [B] *
(Sistemas de distribución de ACS 70 ° C, vida útil 50 años)
· Clase 3 [C] *
(suelo radiante solo 35 ° C, vida útil 22 años)
· Clase 4 [D] *
(suelo radiante con temperaturas de hasta 20 ° C - 2,5 años y radiadores de baja temperatura [KERMI] 50 ° C, vida útil 22 años) El funcionamiento de la clase asume que a una temperatura media diaria de 40 ° C [20 a 60] del sistema de calefacción, la tubería tendrá una duración mínima de 15 años.
· Clase 5 [E] *
(radiadores de alta temperatura y sistemas de calefacción 53 ° C, vida útil 16 años)

* Todas las temperaturas de las clases se consideran basadas en la temperatura diaria promedio del refrigerante en la tubería.

Para cada material y para cada serie S, la presión máxima de trabajo (4, 6, 8, 10 bar) se calcula para una clase de servicio específica.

por ejemplo

, para tubería PP-RCT-S3,2, la información sobre la tubería se presentará de la siguiente manera:

Clase 1 / 10bar, 2 / 10bar, 4 / 10bar, 5 / 8bar - esto significa que la tubería se puede utilizar:

para sistemas de distribución de agua caliente con una temperatura de 60 ° C, una presión de funcionamiento de 10 bar y una vida útil de hasta 50 años (clase 1/10); para sistemas de distribución de agua caliente con una temperatura de 70 ° C, una presión de funcionamiento de 10 bar y una vida útil de hasta 50 años (clase 2/10); para calefacción por suelo radiante y radiadores de baja temperatura con una presión de funcionamiento de 10 bar y una vida útil de hasta 15 años (clase 4/10); para radiadores de alta temperatura con una presión de funcionamiento de 8 bar y una vida útil de hasta 16 años (clase 5/8)