Дорновая vs радиусная гибка: практическое руководство

В производстве трубных узлов всегда встаёт вопрос: какой способ выбрать, когда важны точность геометрии, чистота поверхности и стабильная повторяемость? Опыт «МСК МЕТАЛЛ» показывает: дорновая гибка и радиусная (валковая) гибка решают разные задачи. Дорн незаменим на малых радиусах и тонких стенках, когда критична овальность. Валки выигрывают на больших дугах и плавных контурах. Если вы формируете техзадание и хотите быстро сопоставить требования и технологии, ориентируйтесь на базовые принципы гибки труб — подход определяем от материала, R/D и допусков. Подробнее о наших возможностях по направлению гибки труб.

Геометрические ограничения

Точность будущего узла начинается с честного разговора о геометрии: допустимое соотношение радиуса к диаметру, овальность, минимальные прямые участки до и после гиба. Эти параметры определяют, какой способ сработает без аварий и «подпорок».

R/D и овальность

Ключевая величина — отношение среднего радиуса гиба R к наружному диаметру трубы D (R/D).

• Малые радиусы (условно R/D ≤ 2–3). Это зона уверенной работы дорна. Без внутренней поддержки внутреняя стенка работает на сжатие и легко формирует складки; внешняя — на растяжение и даёт утонение. Чтобы стабилизировать сечение и уложиться в допуски по овальности, используем многосекционные дорны и скребки. Для таких задач применяем дорновую гибку с подбором оснастки под конкретный R/D и материал.

• Средние радиусы (R/D около 3–6). Выбор зависит от толщины стенки, марки материала и требований к форме: для нержавеющих и тонкостенных труб чаще остаёмся на дорне; для углеродистых и цветных с нормальной толщиной допустима гибка без дорна при грамотной оснастке и смазке.

• Большие радиусы (R/D ≥ 6–8 и выше). Здесь валковая радиусная гибка раскрывает преимущества: равномерное распределение деформации по дуге, меньше локальных утонений, плавная геометрия. Важный нюанс — пружинение: чем больше радиус и жёстче материал, тем заметнее возврат после разгрузки; закладываем компенсацию в программу.

Овальность — критичный показатель, особенно для труб, работающих под давлением или под сварку в жёсткие посадки. Формула:
овальность = (D_max − D_min) / D_ном × 100 %.
Для серийных изделий разумно держать овальность в диапазоне до 5–8 %, для ответственных узлов — до 3–5 %. Дорновая гибка при малых R/D помогает уложиться в жёсткие рамки. При валковой гибке овальность обычно ниже, но контроль обязателен — на тонкостенных заготовках возможны локальные эллипсы из-за неравномерной протяжки.

Минимальные прямые участки

Любому способу гибки нужны тангенсы — прямые участки до и после дуги. Это не «лишний металл», а технологическая опора: зона зажима, вход/выход дорна, стабильность подачи. Практически ориентируемся на:

• до гиба (участок зажима): ~1,5–2,5 D;

• после гиба (выпуск/калибровка): ~1,0–2,0 D.
  Если конструктивно прямые «съедены», закладываем технологические припуски с последующей обрезкой либо используем комбинированную схему с промежуточной калибровкой.

Оснастка и смазки

Успех гибки — это баланс геометрии, жёсткости оснастки и трения. Даже идеальная программа не спасёт, если направляющая «подтирает» трубу, а смазка не работает на выбранной скорости и температуре.

Дорн, сегменты, направляющие

Комплект дорновой оснастки обычно включает:

• гибочный сегмент (матрица под целевой радиус) и зажимной сегмент — формируют дугу и удерживают трубу от проскальзывания;

• скользящую направляющую/контрролик — снижает утонение внешней стороны;

• дорн — от «ложечного» до многосегментного шарнирного (чем меньше R/D и тоньше стенка, тем полезнее многосекционный);

• скребок (випер) — предотвращает складки на внутренней стороне при малых радиусах.

Для радиусной гибки на валках ключевые элементы — верхний прижимной вал, движущиеся нижние валки и набор калибровочных профилей под размеры труб и профилей. Точность «седла» валка напрямую влияет на следы и волну по дуге; при переходе с «чёрной» стали на нержавейку валки обязательно чистим, иногда держим отдельный комплект.

Смазки и чистота поверхности

Смазка решает три задачи: уменьшает трение, стабилизирует процесс при высокой деформации, сохраняет фасон поверхности. Выбираем с учётом материала и радиуса:

• углеродистая сталь — водоэмульсии средней вязкости; для малых R/D — пасты повышенной несущей способности;

• нержавеющая сталь — смазки с противозадирными присадками без серы и хлора;

• алюминий и медные сплавы — малозольные составы, легко смываемые.

При высоких скоростях тонкая плёнка может «срываться»; подбираем вязкость и дозировку, иногда — дозированную подачу в зону дорна. Чистота важна: пыль и стружка на направляющей превращаются в абразив. Перед серией обезжириваем трубу, чистим сегменты, контролируем кромки оснастки. После гибки смазку удаляем — это облегчает контроль, сварку и окраску.

Контроль и приёмка

Своевременный контроль экономит материал и время: корректировки на первых деталях в разы дешевле переделки партии. Приёмка — это прозрачные критерии: геометрия, внешние дефекты, испытания, готовность к последующим операциям.

Шаблоны/калибры

Мы применяем совмещённый подход:

• лекальные шаблоны по радиусу и развертке — быстрая проверка соответствия, удобно для пусконаладки и штучных изделий;

• калибры по диаметру — оценка овальности: промеры в нескольких сечениях дуги и на тангенсах;

• контроль пружинения — сравниваем фактический угол с программным, корректируем «перегиб» до попадания в допуск. Для стабильной повторяемости в серии подключаем программирование на станках чпу гибки труб с компенсацией возврата и коррекцией подачи;

• 3D-разметку/сканирование — на сложных пространственных контурах, где легко ошибиться «на глаз».

При внешнем осмотре фиксируем: складки, разрывы, риски, вмятины от направляющих, подтёки смазки, следы прижима. Любой след — повод проверить давление зажима, скорость подачи, угол скребка и чистоту.

Испытания и правка после гибки

В зависимости от назначения узла выполняем:

• гидро- или пневмоиспытания на герметичность (с обязательными мерами безопасности);

• капиллярный контроль критичных материалов — поиск поверхностных трещин;

• правку. После дорновой гибки иногда нужна калибровка сечения — лёгкий проход на оправке или короткой калибрующей втулке в зоне вершины дуги. После валковой гибки типичны корректировка пружинения и вывод радиуса дополнительными проходами с микродобавками прижима. Трёхроликовые правильные устройства помогают убрать «винт» на длинных дугах.

• подготовку к сварке — проверяем эллипсность в местах стыков; при необходимости применяем кольцевой калибр или расточку до допуска, снимаем фаску.

Как выбирать между дорновой и радиусной гибкой?

• Нужен малый радиус, тонкая стенка, строгая овальность — ставим дорн и настраиваем оснастку (акцент на точности и чистоте поверхности).

• Требуется большая дуга, плавный контур, мягкая деформация — идём на валки и управляем пружинением.

• Если смущают короткие тангенсы или сложная кинематика, рассматриваем комбинированную технологию: предварительная валковая протяжка радиуса с последующей дорновой корректировкой проблемных зон.

В «МСК МЕТАЛЛ» мы исходим из задачи изделия: материал, функция, допуски, последующие операции (сварка, окраска, покрытия). Эти вводные диктуют выбор способа, оснастки и контрольных процедур. Тонкая настройка — не прихоть, а гарантия, что партия пройдёт приёмку без сюрпризов, а изделие поведёт себя предсказуемо в эксплуатации.