Metalary

Tubagem

Cálculo de dobra (curvatura) de tubos

Em resumo

Uma curvatura junta duas pernas retas com um arco de raio R e ângulo θ. Tangente T = R tan(θ / 2), arco A = R × θ (rad), ganho G = 2T − A: o tubo a cortar é L = a + b − G, com a e b as cotas ponta-vértice, e a curvatura começa a d = a − T da ponta 1.

Cálculo

Exemplo calculado com os valores por defeito da ferramenta.

Dados

Tubo
DN25 · 33,7 × 3,2 mm
Raio de curvatura (eixo)
100 mm
Ângulo de curvatura
90°
Ponta ao vértice (perna 1)
300 mm
Vértice à ponta (perna 2)
300 mm
Retorno elástico
Não incluído

Resultado

Tubo a cortar
557,1 mm
a 300a 300200200b 300b 300R 100R 10090°90°a 300a 300200200b 300b 300R 100R 10090°90°
Desenho cotado do exemplo

Exemplo calculado

Todos os valores desta secção pertencem ao exemplo, calculado com os valores por defeito da ferramenta.

Outros resultados do exemplo

Marca de início da curvatura (a partir da ponta 1)
200,0 mm
Marca de fim da curvatura (a partir da ponta 1)
357,1 mm
Comprimento desenvolvido do arco
157,1 mm
Atravancamento (tangente)
100,0 mm
Ganho
42,9 mm
Parede aprox. no extradorso
2,78 mm
Parede aprox. no intradorso
3,78 mm
Adelgaçamento no extradorso
13,2 %
Fator I do intradorso (B31.3)
1,101divide S E W na espessura exigida
Fator I do extradorso (B31.3)
0,928
  • Ovalização não calculada: verifique-a (ASME B31.3 § 332.2.1: diferença de diâmetros ≤ 8 % com pressão interior, 3 % com exterior).
  • Retorno elástico não incluído: meça-o numa curvatura de ensaio (opção «Retorno elástico»).

Cálculo detalhado

  1. Tangente

    T = R tan(θ / 2)

    100,0 × tan 45,0° = 100,0 mm

  2. Arco

    A = R × θ (rad)

    100,0 × 1,5708 = 157,1 mm

  3. Ganho

    G = 2T − A

    200,0 − 157,1 = 42,9 mm

  4. Início da curvatura

    d = a − T

    300,0 − 100,0 = 200,0 mm

  5. Tubo a cortar

    L = a + b − G

    300,0 + 300,0 − 42,9 = 557,1 mm

  6. Extradorso

    t_ext = t R / (R + D/2 − t/2)

    3,20 × 100,0 / 115,25 = 2,78 mm

  7. Intradorso

    t_int = t R / (R − D/2 + t/2)

    3,20 × 100,0 / 84,75 = 3,78 mm

  8. Fatores I

    I = (4R/D ∓ 1) / (4R/D ∓ 2)

    int 1,101 ; ext 0,928

Como utilizar

  1. Escolha o tubo: diâmetro exterior e espessura.
  2. Introduza o raio de curvatura, medido no eixo, e o ângulo (1° a 179°).
  3. Introduza as cotas ponta ao vértice (perna 1) e vértice à ponta (perna 2): o vértice é o ponto onde os eixos se cruzam.
  4. Para contar com o retorno elástico, introduza o ângulo dado na máquina numa curvatura de ensaio e o ângulo medido após o retorno.
  5. Leia o tubo a cortar.

Perguntas frequentes

Qual é a fórmula de dobra de tubos?

O eixo do tubo segue duas pernas retas unidas por um arco de raio R e ângulo θ. Tangente do vértice ao início do arco: T = R tan(θ / 2). Arco: A = R × θ, θ em radianos. Ganho: G = 2T − A. Tubo a cortar: L = a + b − G. Marca de início da curvatura a partir da ponta 1: d = a − T; a curvatura acaba em d + A.

Como se calcula o tubo a cortar numa curvatura de 90°?

Tubo 33,7 × 3,2, raio 100 mm, ângulo 90°, 300 e 300 mm até ao vértice: tangente 100,0 × tan 45,0° = 100,0 mm, comprimento desenvolvido do arco 100,0 × 1,5708 = 157,1 mm, ganho 200,0 − 157,1 = 42,9 mm. Tubo a cortar: 300,0 + 300,0 − 42,9 = 557,1 mm. A curvatura começa a 300,0 − 100,0 = 200,0 mm da ponta 1.

Como se calcula o adelgaçamento da parede numa curvatura?

O cálculo aproximado mantém a secção, sem alongamento do eixo: extradorso t_ext = t R / (R + D/2 − t/2), intradorso t_int = t R / (R − D/2 + t/2). No exemplo: 3,20 × 100,0 / 115,25 = 2,78 mm no extradorso e 3,20 × 100,0 / 84,75 = 3,78 mm no intradorso. Os fatores I da ASME B31.3 § 304.2.1 são I = (4R/D ∓ 1) / (4R/D ∓ 2): 1,101 no intradorso, 0,928 no extradorso.

Como contar com o retorno elástico ao curvar tubo?

Nenhum valor geral publicado é fiável: meça o retorno numa curvatura de ensaio. A peça curvada a θm na máquina volta a θr; com uma razão K = θr / θm constante para o mesmo tubo, raio e ferramenta, o ângulo na máquina para obter θ é θ / K. Exemplo de introdução: 90° na máquina, 87° medidos após o retorno.

Limites

Resultados indicativos. Fibra neutra suposta a meio do tubo. Ovalização não calculada: confirme-a (ASME B31.3 § 332.2.1: diferença de diâmetros ≤ 8 % em pressão interior, 3 % em pressão exterior). Abaixo de 1,5 D, aconselha-se a curvatura com mandril; fator I do intradorso pouco fiável para R ≤ D. O raio tem de ser maior do que metade do diâmetro.

Fontes

  • 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 %)

Atualizado · Editor: The Level Code

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