2.4.3 Детали из труб

Конструктивно-технологические характеристики деталей из труб.

1) Назначение деталей. По назначению можно выделить следующие основные классы деталей из труб:

• детали каркаса (детали ферм, силовых рам и каркасов и др.);

• трубопроводы;

• элементы трубопроводных систем (патрубки, переходники, тройники, крестовины, коллекторы);

• тяги проводки управления.

2) Характеристика исходных полуфабрикатов.

2.1) Марка материала. Трубы, как и профили, изготавливают из деформируемых металлов и сплавов.

2.2) Вид полуфабриката. Металлургическая промышленность для деталей авиатехники выпускает бесшовные цельнотянутые трубы. Для трубопроводов большой площади сечения, установленных, например, в системах кондиционирования воздуха, находят применение трубы, изогнутые из листа и сваренные с продольным расположением шва.

2.3) Геометрия полуфабриката. Форма поперечного сечения труб – круг, реже овал или прямоугольник со скруглениями в углах. По специальным заказам могут выпускаться прессованные трубы сложного специального сечения. Длина труб определяется сортаментом в соответствии с нормативно-технической документацией. Максимальные размеры труб могут достигать: длины до 6 000 м; диаметр до 200 мм, толщины стенок до 15,0 мм.

2.3) Свойства полуфабриката в состоянии поставки. Подавляющее большинство материалов для труб в исходном состоянии имеют предел прочности до 500 МПа, предел текучести до 400 МПа. Для высокопрочных сталей и титановых сплавов – до 800 МПа и до 600 МПа соответственно. Относительное удлинение от 3 до 20%. Свойства сварных труб во многом аналогичны цельнотянутым трубам, так как ухудшение механических свойств материала листа в шве минимально (не более 5%).

2.4) Характеристики обрабатываемости во многом зависят от марки материалов и состояния поставки.

2.5) Состояние поверхности полуфабриката. На поверхностях труб как снаружи, так и изнутри не допускаются трещины, расслоения, надрывы, следы коррозии, царапины, вмятины, забоины, окалина и загрязнения.

2.6) Шероховатость поверхности полуфабриката. Регламентируется нормативной документацией.

2.7) Вид покрытия поверхностей полуфабриката. При поставке трубы для защиты их от коррозии применяются различные консервационные покрытия, главным образом на основе различных минеральных масел.

3 Конструкция деталей.

3.1 Общая форма. Общая форма деталей из труб характеризуется формой поперечного сечения и формой в плане.

Трубчатые детали по форме поперечного сечения преимущественно круглой, реже иной формы. Существуют детали с переменной вдоль оси трубы формой или размером поперечного сечения.

Детали из труб по общей форме (или по форме продольной оси) могут быть:

• прямолинейными (прямыми);

• изогнутыми в одной плоскости;

• изогнутыми в двух или трех плоскостях.

3.2) Основные типовые элементы деталей. Детали из труб могут иметь в своём составе следующие элементы: законцовки, местные изгибы, торцы, отбортовки, поперечные гофры (зиг), продольные гофры, «вздутие» в середине трубы, окна и вырезы.

Законцовки – начальный и конечный участки трубы длиной до 1…1,5 диаметра трубы. Разновидностями законцовок могут быть: фланцы, раструбы, сужения, сплющенные концы и др.

Торцы – поверхность трубы, перпендикулярная (торцы прямые) к оси трубы или срезанные под углом к оси трубы. Торцы могут выполняться со сложным контуром - фасонными.

Отверстие – внутренний контур круглой формы в плане.

Окно и вырезы – внутренний контур некруглой формы в плане.

Отбортовка – конструктивный элемент, представляющий собой отверстие с отформованным бортом наружу трубы. При этом образуется «отросток», который может быть использован для соединения с другой трубой, например, сваркой.

Поперечный гофр (зиг) – зона увеличенного диаметра трубы (местное «вздутие», чаще всего, на конце трубы).

Комбинация общей формы и форм элементов определяют комплекс геометрических характеристик детали. Опыт показывает что, что можно выделить типовые комбинации, для которых применимы схожие технологические процессы. В соответствии с технологическим классификатором детали из трубы подразделяют на следующие группы:

• короткие прямые детали;

• прямолинейные короткие детали (диной до 500 мм) с законцовками, отверстиями, скосами, вырезами и без них;

• прямолинейные длинные детали (диной более 500 мм) с законцовками, отверстиями, скосами, вырезами и без них;

• прямолинейные длинные детали (длиной более 500 мм) с изогнутыми участками небольшой длины, отверстиями, вырезами и без них;

• изогнутые короткие детали (патрубки);

• изогнутые детали с малой кривизной и с углом изгиба до 180º.

• криволинейные детали с большой кривизной и с углом изгиба до 360º.

3.3) Компоновка (расположение) элементов. Расположение элементов самое разнообразное, определяемое конструкцией агрегата и назначением деталей.

4) Размеры деталей.

4.1) Габаритные размеры деталей из труб могут достигать: длины до 3 000 мм; ширины до 1500 мм (например, изогнутые в нескольких плоскостях); высоты до 1 000 мм при диаметре поперечного сечения до 200 мм и толщине стенки до 15 мм.

4.2) Размеры элементов. Элементы деталей могут иметь размеры от нескольких миллиметров до нескольких сотен миллиметров.

5) Предельные отклонения размеров. Предельные отклонения для разных элементов деталей из труб различны. Например, допуск: на контуры – от ± 0,15 мм до ± 1,5 мм; на прямолинейность контуров 1…1,5 мм на 1 метр длины.

6) Физико-механические свойства материала готовой детали. Детали из конструкционных материалов имеют предел прочности, от 300 МПа (для нетермообрабатываемых металлов) до 700…800 МПа, Относительное удлинение до 3…10 % (в зависимости от марки материала).

7) Шероховатость поверхностей. Шероховатость необрабатываемых поверхностей деталей остается в состоянии поставки. Шероховатость торцевых поверхностей после обработки Ra 12,5…Ra 3,2.