La curvatura di tubi, profili e tubolari metallici avviene attraverso un processo di deformazione a freddo, grazie al quale il tubo dritto viene curvato. In questo articolo spieghiamo la deformazione della sezione nella zona curvata del tubo risultante dal processo di piegatura o calandratura del tubo.
È importante infatti chiarire fin d’ora che nell’area curvata del tubo, la sezione, ci sarà sempre una deformazione a causa della curvatura. Inoltre, la deformazione della sezione del tubo curvata aumenta con il diminuire del raggio di curvatura, in modo quindi inversamente proporzionale.
Vale a dire che, data una specifica sezione (ad esempio un tubo Ø50×2) più il raggio di curvatura è stretto, maggiore sarà la deformazione della sezione del tubo nella sezione piegata.
Conosci la differenza tra curvatura e calandratura del tubo? Scoprila leggendo questo articolo.
La deformazione dei tubi curvati rotondi, quadrati e rettangolari
Per parlare in modo specifico di questo argomento, è necessario capire che i mutamenti subiti dal materiale nella zona di piegatura, sono chiamati in maniera differente, che si tratti di tubo tondo o di tubolare quadro/rettangolare.
La deformazione del tubo tondo curvato: l’ovalizzazione
La deformazione nel tubo tondo viene definita con il termine ovalizzazione, ed è a tutti gli effetti, lo scostamento massimo consentito, dalla circolarità del diametro iniziale dei tubi.
Sia nella curvatura che nella calandratura, il tubo tende ad ovalizzarsi in maniera simmetrica. L’ovalizzazione comporta anche una modifica del diametro del tubo, come illustrato nell’immagine sottostante:
Come si calcola la deformazione di un tubo tondo curvato?
Il valore dell’ovalizzazione, che generalmente si misura in percentuale (%), è calcolato, mettendo a rapporto, il diametro massimo (Ø max) con il diametro minimo (Ø min) a seguito della lavorazione del tubo, ossia la curvatura a la calandratura.
Vi sono tuttavia dei settori industriali, come quello degli impianti di potenza, in cui l’ovalizzazione è un fattore così importante da trovare una specifica regolamentazione normativa (un esempio è lo standard UNI EN 12952-5-2022).
La deformazione dei tubi quadrati e rettangolari curvati
La deformazione determinata dalla piegatura isi verifica anche sulla sezione dei tubolari quadri e rettangolari.
Come si può vedere nella figura sottostante, a seguito della deformazione, la parte curvata della sezione, ha una forma trapezoidale. A differenza di quanto avviene nell’ovalizzazione, questa deformazione non è simmetrica ed ha una convessità all’interno e all’esterno della curva del tubo.
Come calcolare la deformazione di un tubo quadro o rettangolare curvato
La deformazione di tubolare quadro/rettangolare si calcola in mm, misurando i due lati della sezione post curvatura e confrontandoli alle misure precedenti alla lavorazione del tubo.
Alcuni esempi:
- In un tubolare quadrato in acciaio S355 curvato di 100x100x8 mm a 90° con raggio interno 200 mm, la deformazione della sezione del tubo curvato è 105,8×99,4 mm.
- L’ovalizzazione di un tubo tondo d’acciaio inox curvato con diametro Ø50×2 mm a 90° con raggio di curvatura medio 105 mm, è circa del 3% (Ømax=50,1/Ømin=48,5).
La deformazione dello spessore del tubo
La deformazione della sezione del tubo a seguito della curvatura, oltre a comportare una variazione del diametro, comporta anche una variazione dello spessore del tubo.
La deformazione dello spessore del tubo curvato diventa immediatamente visibile se il tubo viene tagliato.
Grazie alla deformazione si verificano i due seguenti fenomeni:
- Compressione dello spessore: lo spessore della parete interna del tubo curvato tende ad aumentare a seguito della compressione
- Assottigliamento dello spessore: lo spessore della parete esterna del tubo curvato tende invece a ridursi a seguito del suo assottigliamento
Per ottenere una buona qualità della curvatura del tubo è fondamentale raggiungere il giusto equilibrio tra compressione e assottigliamento dello spessore del tubo. Questo equilibrio si raggiunge considerando fattori diversi, tra cui
- sezione del tubo
- spessore del tubo
- gradi di curvatura
- raggio di curvatura
- metallo
- attrezzature di contenimento della compressione per la parte interna e per eliminare le grinze
- booster (capacità di spinta di alcune curvatubi),per ridurre l’assottigliamento sulla parte esterna durante la curvatura
È possibile controllare e limitare la deformazione del tubo?
Premesso che la deformazione della sezione di un tubo si verifica sempre a seguito della curvatura e della calandratura del tubo, esiste tuttavia la possibilità di limitare la deformazione. Come? Utilizzando delle speciali attrezzature che permettono di realizzare la curvatura di precisione del tubo:
- Mandrini fissi
- Mandrini snodati
- Controslitte
Nei tubolari quadri/rettangolari invece impieghiamo un pistone di contenimento sulla matrice: si tratta di un’attrezzatura utilizzata per contenere la deformazione del lato superiore della sezione curvata del tubo, che applicando una certa pressione va a limitare la deformazione sul lato verticale del tubolare quadro
Conclusioni
La curvatura e la calandratura del tubo provocano sempre una deformazione della sezione nella zona di piegatura del tubo.
Uno degli importanti aspetti qualitativi della curvatura professionale del tubo di Tecnocurve, consiste nell’adottare tutte le misure necessarie a controllare e limitare la deformazione del diametro e dello spessore del tubo a seguito della sua lavorazione.
Grazie al nostro parco macchine ed alla grande quantità di attrezzature disponibile per la maggior parte delle sezioni di tubo, aiutiamo le aziende a trovare le soluzioni migliori per rispondere alle loro esigenze.
