لماذا تؤدي مشاكل درجة الحرارة في آلات ثني الأنابيب إلى عيوب في الثني؟

تُعدّ درجة الحرارة متغيرًا يسهل إغفاله في ثني الأنابيب. سواء كانت درجة حرارة الأنبوب نفسه، أو درجة حرارة تشغيل النظام الهيدروليكي والقالب، فإن أي انحراف عن النطاق الطبيعي سيؤدي مباشرةً إلى عيوب في الثني. فيما يلي الآليات الرئيسية والمشكلات النموذجية لكيفية تأثير درجة الحرارة في جودة ثني الأنابيب.

1. انخفاض درجة حرارة الأنبوب→ تشقق خارجي

عندما تكون درجة حرارة البيئة منخفضة (خصوصًا في الشتاء)، تنخفض اللدونة في مواد مثل الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ بشكل ملحوظ، كما تنخفض قابليتها للاستطالة. وإذا ثُنِيَت مباشرةً دون تسخين مسبق، فإن منطقة الشد في الجهة الخارجية من الأنبوب تكون عرضة لتجاوز حد التشوه، مما يؤدي إلى شقوق دقيقة أو حتى شقوق نافذة. وهذا من أكثر العيوب شيوعًا في المواسم منخفضة الحرارة.

الظهور النموذجي: تظهر شقوق صغيرة ومتقاربة على الجهة الخارجية من الانحناء، وفي الحالات الشديدة قد ينفصل جدار الأنبوب.

2. ارتفاع غير طبيعي في درجة حرارة الزيت الهيدروليكي→ زاوية غير مستقرة، وتجعّد

يُعدّ النظام الهيدروليكي مصدر القدرة لماكينة ثني الأنابيب، وتؤثر درجة حرارة الزيت مباشرةً في استجابة النظام وقوة الخرج:

انخفاض درجة حرارة الزيت (<15℃) : تكون لزوجة الزيت الهيدروليكي مرتفعة جدًا، مما يؤدي إلى مقاومة تدفق عالية، وبطء حركة ذراع الثني، والزحف البطيء. وتتقلب سرعة الثني، ما يسبب تشوهًا غير متساوٍ للمادة، وتتكون بسهولة تجاعيد متموجة على الجهة الداخلية.

ارتفاع درجة حرارة الزيت (>55℃) : يصبح الزيت أكثر سيولة، مما يزيد التسرب الداخلي في النظام ويقلل قوة الثني الفعلية. وفي الوقت نفسه، تتقادم الأختام بسرعة أكبر، وتصبح تقلبات الضغط أكثر وضوحًا. والنتيجة هي ضعف الاتساق في زوايا الثني وصعوبة التحكم في الارتداد المرن.

الظهور النموذجي: انحرافات كبيرة في الزاوية ضمن الدفعة نفسها من الأنابيب، وتجعّد غير منتظم على الجهة الداخلية من الانحناء.

3. ارتفاع الحرارة بسبب الاحتكاك بين القالب والأنبوب→ خدوش سطحية والتصاق المادة

أثناء الثني المستمر عالي السرعة للأنابيب، يولّد الاحتكاك الانزلاقي بين الأنبوب والقالب كمية كبيرة من الحرارة. وإذا كانت عملية التزييت غير كافية أو التبريد غير كافٍ، فقد ترتفع درجة حرارة سطح التلامس إلى أكثر من 100℃، مما يؤدي إلى:

تمزق طبقة الزيت عند موضع الانحناء، وحدوث تلامس مباشر بين المعدنين، وظهور خدوش على سطح الأنبوب.

تليّن موضعي في سطح القالب، مما يجعل مادة الأنبوب «تلتصق» بتجويف القالب، مُشكِّلةً حافة متراكمة تزيد من خدش الأنابيب اللاحقة.

الظهور النموذجي: تظهر خدوش عريضة محورية على الجهة الخارجية أو الداخلية من الانحناء، وتراكم معدني على سطح عمل القالب.

4. ارتفاع موضعي في درجة حرارة الأنبوب (مثل الثني بالتسخين الحثي)→ ترقق الجدار وتجعّد

تستخدم بعض العمليات التسخين الموضعي للمساعدة في الثني. إذا كانت درجة حرارة التسخين مرتفعة جدًا (متجاوزةً درجة إعادة التبلور للمادة) أو كان نطاق التسخين واسعًا جدًا، فإن جهة الضغط في الأنبوب ستلين بشكل مفرط، مما يؤدي إلى عدم الاستقرار والتجعّد حتى تحت إجهاد انضغاطي صغير نسبيًا. وفي الوقت نفسه، سيشتد انخفاض سُمك الجدار في جهة الشد.

الظهور النموذجي: تظهر تجاعيد كثيفة وكبيرة على الجهة الداخلية من الانحناء، بينما يصبح سُمك الجدار الخارجي أرقّ بشكل ملحوظ أو قد يتشقق.

توصيات التحكم في درجة الحرارة

تسخين الأنبوب مسبقًا: قبل المعالجة في الشتاء، خزّن الأنابيب في الورشة لمدة 24 ساعة للسماح لها بالدفء، أو سخّنها مسبقًا إلى أكثر من 15℃ باستخدام جهاز تسخين (خصوصًا للفولاذ عالي المتانة والفولاذ المقاوم للصدأ).

إدارة درجة حرارة الزيت: بعد تشغيل الماكينة، شغّلها دون حمل لمدة 5-10 دقائق لتسخين الزيت الهيدروليكي مسبقًا؛ وأثناء المعالجة المستمرة ذات الأحمال الثقيلة، شغّل مبرد الزيت للتحكم في درجة حرارة الزيت بين 35-50℃.

التزييت والتبريد: استخدم زيتًا خاصًا عالي المقاومة للحرارة لثني الأنابيب لضمان استمرار طبقة الزيت على سطح القالب؛ ولثني الأنابيب المستمر عالي السرعة، يمكن تركيب جهاز تبريد دقيق (تبريد هوائي أو تبريد برذاذ الزيت).

أدوات المراقبة: ركّب مقياس حرارة بالأشعة تحت الحمراء أو ترموكبل لمراقبة درجة حرارة سطح القالب والأنابيب في الوقت الفعلي. إذا تجاوزت درجة الحرارة العتبة المحددة (على سبيل المثال، القالب > 80℃)، فخفّض السرعة أو أوقف الماكينة لتبديد الحرارة.

ليست درجة الحرارة عاملًا ثانويًا في عملية ثني الأنابيب، بل عامل حاسم يحدد النجاح أو الفشل. يمكن للتحكم المناسب في درجة الحرارة أن يقلل بشكل كبير من العيوب مثل الشقوق والتجاعيد والخدوش.