La scanalatura laminata del tubo d'acciaio

La scanalatura per rullatura, detta anche scanalatura a pressione o scanalatura a rulli, è una tecnica di lavorazione con formatura a freddo:

Utilizzando una macchina scanalatrice dedicata (macchina scanalatrice a pressa), la parte inferiore aziona la ruota a camma per ruotare il tubo d'acciaio, mentre la ruota di pressione convessa superiore viene lentamente premuta contro la parete esterna del tubo d'acciaio sotto l'azione del cilindro idraulico, provocando la deformazione plastica del metallo all'estremità del tubo e l'estrusione a freddo di una scanalatura (scanalatura) a forma di arco circolare-. Non viene eseguito alcun taglio o asportazione di materiale.

Distinzione chiave:

Scanalatura per rulli= Formatura per estrusione a freddo, senza rimozione di materiale;

al contrario,Taglia scanalatura= Utilizzo del metodo di tornitura per tagliare alcuni materiali per creare la scanalatura.

Roll Groove è attualmente il metodo più comune in ingegneria.

L'unico scopo della scanalatura di rotolamento è quello di realizzare scanalature su entrambe le estremità del tubo d'acciaio, in modo da consentire l'uso della connessione di tipo scanalata- (connessione a morsetto/accoppiamento scanalato) per collegare i tubi:

1. Installare l'anello di tenuta in gomma → Posizionare il morsetto (flessibile/rigido) → Stringere il bullone e i due tubi sono collegati.
2. Questo sistema di connessione è ampiamente utilizzato in: sistemi idrici antincendio, HVAC, approvvigionamento idrico e drenaggio, prodotti petrolchimici, condotte minerarie, ecc.

Esistono vari modi per collegare i tubi di acciaio. Perché non semplicemente saldare o utilizzare flange? L'importanza della connessione con scanalatura rullata risiede in:

In termini semplici: L'importanza della tecnologia di scanalatura=Ha fatto avanzare la connessione delle tubazioni dall'"era della saldatura" all'"era dell'assemblaggio meccanico rapido" - sicura (senza l'uso del fuoco), efficiente, flessibile e di facile manutenzione.

Secondo il "Codice tecnico per le tubazioni di collegamento scanalate" T/CECS 151 e le relative procedure operative, il processo è il seguente:

▎Passaggio 1 · Preparazione del tubo

• Utilizzare una macchina tagliatubi o una sega senza denti per tagliare il tubo d'acciaio alla lunghezza desiderata.
• L'incisione deve essere liscia e la faccia terminale deve essere perpendicolare all'asse del tubo (asimmetria: per DN da 100 a 150, inferiore o uguale a 1,0 mm; per DN maggiore o uguale a 200, inferiore o uguale a 1,4 mm)
• Utilizzare una mola o una lima per rimuovere accuratamente eventuali bave, ruggine e scaglie di ossido sia dall'interno che dall'esterno dell'estremità del tubo.

▎Passaggio 2 · Posizionamento e livellamento della macchina

• Posizionare la stozzatrice su una superficie solida e piana e utilizzare un indicatore di livello per calibrare il corpo della macchina.
• Selezionare gli stampi per ruota pressore/ruota goffratrice superiore e inferiore corrispondenti della dimensione appropriata in base al diametro del tubo (⚠️ Non mescolare stampi con specifiche diverse)

▎Passaggio 3 · Montaggio di tubi in acciaio

• Un'estremità del tubo d'acciaio è posizionata sulla ruota motrice della slot machine, mentre l'altra estremità è posizionata sul supporto del tubo (il supporto si trova a circa 2/3 della lunghezza totale dall'estremità del tubo).
• Regolare l'altezza del supporto per rendere orizzontale il tubo d'acciaio (l'estremità del supporto può essere leggermente più bassa di 1-2 gradi per evitare "deriva del tubo")
• La sezione trasversale- dell'estremità del tubo è strettamente allineata con la superficie di arresto di posizionamento della macchina per scanalature di rullatura e l'asse del tubo è perpendicolare alla superficie di arresto.

▎Passaggio 4 · Impostare la profondità della scanalatura e il rullo

1. Stringere la valvola limitatrice di pressione della pompa dell'olio → Ruotare la maniglia per fare in modo che la ruota di pressione superiore tocchi appena la parete esterna del tubo d'acciaio.
2. Ruotare il dado limite per impostare la profondità della fessura target (il dispositivo limite è obbligatorio! Non utilizzare una macchina a posizione illimitata).
3. Avviare il motore → Guidare la ruota per ruotare il tubo d'acciaio → Per ogni rotazione, far avanzare la pressatura verso il basso di circa 0,25 mm, approfondendosi gradualmente, non premere mai fino in fondo in una sola volta!                                                                                                                                                                                                                                                  Per esempio: Un tipico esempio di velocità di avanzamento (DN200): sono necessarie circa 10-11 rotazioni, risultando in una depressione totale di circa 2,5 mm. L'avanzamento è uniforme per ogni rotazione.
4. Una volta che il dado di arresto è completamente serrato e raggiunge la profondità impostata, ruotare il tubo d'acciaio per altri 1 o 2 giri per ottenere il processo di modellatura e lucidatura → Arrestare la macchina

▎Passaggio 5 · Ispezione e rimozione
• Rilasciare la valvola limitatrice di pressione → Rimuovere il tubo d'acciaio→ Utilizzare un calibro per scanalature/un calibro a corsoio per misurare se la profondità e la larghezza della fessura rientrano nella tolleranza standard→ Solo dopo essere stato qualificato può essere utilizzato

Questa è una questione davvero cruciale. Il processo di scanalatura di rullatura è essenzialmente un'operazione di deformazione plastica a freddo, che altera lo stato locale dell'estremità del tubo:

Fenomeni fisici che sono destinati a verificarsi

⚠️ Il danno reale causato da un funzionamento improprio:

✅ Il risultato conclusivo della corretta rullatura del solco

Finché l'operazione viene eseguita in conformità con le specifiche (con numero limitato di punte, avanzamento graduale e profondità controllata), l'impatto delle scanalature sulla resistenza del corpo del tubo in acciaio rientra nella tolleranza di progettazione. Le dimensioni della scanalatura specificate negli standard nazionali sono progettate in modo da garantire uno spessore di parete rimanente sufficiente (ad esempio, per un tubo in acciaio DN200, il requisito minimo di spessore della parete è 5,0 mm e la profondità della scanalatura è solo di circa 2,5 mm).

Secondo gli standard tecnici come CJJ/T 154-2020 / T/CECS 151-2019 / CJ/T 156, uno scavo qualificato deve soddisfare i seguenti requisiti:

Requisiti relativi alle dimensioni geometriche

Qualità della superficie richiestauirements

• La superficie dall'estremità del tubo alla sezione della scanalatura è liscia, senza irregolarità, graffi o segni evidenti.
• Lo strato zincato e il rivestimento/rivestimento della parete interna devono rimanere intatti - non è consentito che grandi aree si stacchino o vengano danneggiate a causa del processo di laminazione.
• Non devono essere presenti crepe o sbucciature in corrispondenza delle scanalature.

Il processo impone rigorosamente

• La slot machine deve avere un dispositivo di limite e non può utilizzare un dispositivo fatto in casa non regolamentato.
• Tipi di DN diversi devono essere utilizzati con stampi corrispondenti. È severamente vietato utilizzarli in modo intercambiabile.
• Durante il processo di laminazione, il tubo d'acciaio non deve subire alcuno spostamento longitudinale o angolare.
• Il tempo di elaborazione dovrebbe essere entro i limiti specificati dalle procedure (per evitare di affrettare il processo troppo rapidamente)

1. Norma nazionale:

• GB/T 3091-2015 "Tubi in acciaio saldati per trasmissione di fluidi a bassa pressione": stabilisce che per i tubi in acciaio con uno spessore della parete maggiore o uguale a 2,5 mm, la profondità della scanalatura non deve superare il 15% dello spessore della parete (ad esempio, quando lo spessore della parete è 3 mm, la profondità della scanalatura deve essere inferiore o uguale a 0,45 mm).
• GB/T 5135.11-2006 "Sistemi sprinkler automatici - Parte 11": Richiede che l'area della scanalatura dei raccordi per tubi di collegamento a bicchiere non debba presentare crepe o deformazioni.

2. Standard internazionali:

• ASTM A53 (standard americano): viene specificato che dopo la lavorazione delle scanalature, la resistenza alla compressione del tubo d'acciaio deve mantenere più del 90% del suo valore originale.
• ISO 4144 (standard europeo): stabilisce che i bordi delle scanalature devono essere lisci senza sbavature e la rugosità Ra deve essere inferiore o uguale a 12,5 μm.

Le scanalature di laminazione e le scanalature di taglio sono entrambi processi per la scanalatura dei tubi.

Il processo di taglio della scanalatura rimuove fisicamente il materiale del tubo dal diametro esterno del tubo, ritagliando così una scanalatura nel tubo.

Il rotolamento e il taglio sono più facili per il tubo e causano meno danni. La formatura a freddo mediante laminazione consente la formazione di scanalature senza rimuovere alcun materiale del tubo, eliminando la necessità di pulizia dei detriti e offrendo un'elevata efficienza.

I tubi possono essere arrotolati con scanalature entro 30-40 secondi per pollice quadrato, mentre utilizzando il processo di scanalatura di taglio è necessario 1 minuto per pollice. Il processo di scanalatura a rullatura elimina inoltre la necessità di utilizzare olio da taglio e il fastidio di pulire i detriti metallici dei tubi.

La maggior parte dei prodotti sul mercato adotta il processo di scanalatura di rullatura. Allora il processo di scanalatura di taglio non verrà sostituito?

In alcuni casi, il processo di taglio della scanalatura potrebbe essere più utile. Ad esempio, se la parete del tubo è molto spessa, il processo di taglio della scanalatura risulterà più efficace. Ad esempio, se il tubo viene utilizzato per il trasporto di materiali solidi come la sabbia e non è necessario che vi siano sporgenze all'interno del tubo per impedire l'ostruzione del flusso di sabbia, la scanalatura di taglio può mantenere efficacemente l'integrità della parete interna del tubo. Pertanto, il processo di slotting appropriato dovrebbe essere selezionato in base allo scenario di utilizzo specifico.

Il processo di scanalatura per rullatura è una tecnica di estrusione a freddo utilizzata per "modellare" una scanalatura standard all'estremità del tubo d'acciaio. Lo scopo è quello di consentire un collegamento rapido, affidabile e staccabile dei tubi mediante fascette - sostituisce i rischi di incendio della saldatura tradizionale e l'ingombro delle flange. Il fulcro dell'operazione prevede il posizionamento + la pressione lenta graduale + il controllo dimensionale. L'aumento della pressione indebolisce la resistenza, la riduzione della profondità riduce le perdite e l'eccentricità impedisce l'installazione. Pertanto, ogni passaggio è rigorosamente controllato da uno standard.