Tubería
Cálculo de curvado de tubos
En resumen
Una curva une dos tramos rectos con un arco de radio R y ángulo θ. Tangente T = R tan(θ / 2), arco A = R × θ (rad), ganancia G = 2T − A: el tubo que cortar es L = a + b − G, con a y b las cotas de extremo a vértice, y la curva empieza a d = a − T del extremo 1.
Cálculo
Ejemplo calculado con los valores por defecto de la herramienta.
Datos
- Tubo
- DN25 · 33,7 × 3,2 mm
- Radio de curvado (eje)
- 100 mm
- Ángulo de curvado
- 90°
- Extremo a vértice (tramo 1)
- 300 mm
- Vértice a extremo (tramo 2)
- 300 mm
- Retorno elástico
- No se tiene en cuenta
Resultados
- Tubo que cortar
- 557,1 mm
Ejemplo resuelto
Todos los valores de esta sección son los del ejemplo, calculado con los valores por defecto de la herramienta.
Otros resultados del ejemplo
- Marca de inicio de curva (desde el extremo 1)
- 200,0 mm
- Marca de fin de curva (desde el extremo 1)
- 357,1 mm
- Longitud desarrollada del arco
- 157,1 mm
- Dimensión (tangente)
- 100,0 mm
- Ganancia
- 42,9 mm
- Espesor aprox. en el extradós
- 2,78 mm
- Espesor aprox. en el intradós
- 3,78 mm
- Adelgazamiento en el extradós
- 13,2 %
- Factor I del intradós (B31.3)
- 1,101divide S E W en el espesor requerido
- Factor I del extradós (B31.3)
- 0,928
- Ovalización no calculada: compruébala (ASME B31.3 § 332.2.1: diferencia de Ø ≤ 8 % con presión interior, 3 % con presión exterior).
- Retorno elástico no incluido: mídelo en una curva de prueba (opción «Retorno elástico»).
Cálculo detallado
Tangente
T = R tan(θ / 2)
100,0 × tan 45,0° = 100,0 mm
Arco
A = R × θ (rad)
100,0 × 1,5708 = 157,1 mm
Ganancia
G = 2T − A
200,0 − 157,1 = 42,9 mm
Inicio de curva
d = a − T
300,0 − 100,0 = 200,0 mm
Tubo que cortar
L = a + b − G
300,0 + 300,0 − 42,9 = 557,1 mm
Extradós
t_ext = t R / (R + D/2 − t/2)
3,20 × 100,0 / 115,25 = 2,78 mm
Intradós
t_int = t R / (R − D/2 + t/2)
3,20 × 100,0 / 84,75 = 3,78 mm
Factores I
I = (4R/D ∓ 1) / (4R/D ∓ 2)
int 1,101 ; ext 0,928
Cómo se usa
- Elige el tubo: diámetro exterior y espesor.
- Introduce el radio de curvado, medido en el eje, y el ángulo de plegado (de 1° a 179°).
- Introduce las cotas extremo a vértice (tramo 1) y vértice a extremo (tramo 2): el vértice es el punto donde se cortan los ejes.
- Para tener en cuenta el retorno elástico, introduce el ángulo dado en la máquina en una curva de prueba y el ángulo medido tras la recuperación.
- Lee el tubo que cortar.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula del curvado de tubos?
El eje del tubo sigue dos tramos rectos unidos por un arco de radio R y ángulo θ. Tangente del vértice al inicio del arco: T = R tan(θ / 2). Arco: A = R × θ, θ en radianes. Ganancia: G = 2T − A. Tubo que cortar: L = a + b − G. Marca de inicio de curva desde el extremo 1: d = a − T; la curva termina en d + A.
¿Qué longitud de corte tiene una curva de tubo a 90°?
Tubo de 33,7 × 3,2, radio 100 mm, ángulo 90°, 300 y 300 mm hasta el vértice: tangente 100,0 × tan 45,0° = 100,0 mm, longitud desarrollada del arco 100,0 × 1,5708 = 157,1 mm, ganancia 200,0 − 157,1 = 42,9 mm. Tubo que cortar: 300,0 + 300,0 − 42,9 = 557,1 mm. La curva empieza a 300,0 − 100,0 = 200,0 mm del extremo 1.
¿Cómo se calcula el adelgazamiento de la pared en el curvado?
El cálculo aproximado conserva la sección, sin alargamiento del eje: extradós t_ext = t R / (R + D/2 − t/2), intradós t_int = t R / (R − D/2 + t/2). En el ejemplo: 3,20 × 100,0 / 115,25 = 2,78 mm en el extradós y 3,20 × 100,0 / 84,75 = 3,78 mm en el intradós. Los factores I de ASME B31.3 § 304.2.1 son I = (4R/D ∓ 1) / (4R/D ∓ 2): 1,101 en el intradós, 0,928 en el extradós.
¿Cómo se tiene en cuenta el retorno elástico al curvar un tubo?
Ningún valor general publicado es fiable: mide el retorno elástico en una curva de prueba. La pieza curvada a θm en la máquina se recupera hasta θr; con una relación K = θr / θm constante para el mismo tubo, radio y utillaje, el ángulo de máquina necesario para θ es θ / K. Ejemplo de entrada: 90° en la máquina, 87° medidos tras la recuperación.
Límites
Resultados orientativos. Fibra neutra supuesta en el centro del tubo. La ovalización no se calcula: compruébala (ASME B31.3 § 332.2.1: diferencia de diámetros ≤ 8 % con presión interior, 3 % con presión exterior). Por debajo de 1,5 D, se aconseja curvar con mandril; el factor I del intradós no es fiable para R ≤ D. El radio tiene que superar el medio diámetro.
Fuentes
- Géométrie du cintrage : Tangente R tan(θ/2), arc R θ, gain 2T − A
- Amincissement / épaississement : Stressman Engineering, mémo 100103-TM-001 rév. 2 « Induction bends », § 2.2
- Facteurs I intrados / extrados: ASME B31.3, § 304.2.1
- Ovalisation admise: ASME B31.3, § 332.2.1 (8 % / 3 %)