Hvorfor falder bøjningsradius af en 316 rustfrit stålvarmekappe ikke-lineært, når vægtykkelsen stiger til under 1,2 millimeter?

For den produktionsingeniør, der designer specialudformede-elektriske el-dysevarmere, er den mindste bøjningsradius ofte den faktor, der afgør, om varmeren passer ind i en beholderdyse eller skal designes med en helt anden konfiguration. Ideen om, at større vægge tillader snævrere bøjninger, er forkert for 316 rustfri stålskeder. Faktisk, da vægtykkelsen reduceres til under 1,2 mm, falder den mulige bøjningsradius dramatisk, dog ikke lineært. Denne artikel kvantificerer forbindelsen af ​​kappens vægtykkelse til minimum bøjningsradius for at give rimelige begrænsninger for formningsoperationer uden revner eller overdreven vægudtynding.

Mekanikken ved rørbøjning af tynde-væggede 316 hylstre
Når et rør bøjes, påføres trækkraft på den ydre radius og trykkraft på den indre radius. For en given bøjningsradius er de tyndere vægge mindre tilbøjelige til at bukke på kompressionssiden, da vægtykkelsen-til-diameterforholdet, t/D-forholdet styrer stabiliteten. Faktisk fremmer et mindre t/D-forhold bøjbarheden til en vis grad. For 316 hylstre med ydre diametre i området fra 8 til 12 mm er den kritiske overgang ved en vægtykkelse på ca. 1,2 mm. Med t/D-forhold over 0,12, hvilket betyder vægtykkelser over 1,2 mm, bliver det sværere og sværere at bukke. Årsagen er, at den tykke væg ikke ønsker at deformere plastisk og derfor har brug for større kræfter. Dette fører igen til højere tilbagefjedring og større risiko for revner på spændingssiden. For t/D mindre end 1,2 mm er forholdet under 0,10, og kappen bliver mere og mere formbar. For en vægtykkelse på 1,0 mm er den mindste bøjningsradius 2,5 gange den ydre diameter. Den mindste bøjningsradius er 2,0 gange den ydre diameter ved 0,8 mm. På 0,7 mm produktionsgulvet kan bøjningsradier så tæt som 1,5 x den ydre diameter realiseres med passende værktøj og indvendig dornstøtte.

Praktiske bøjningsradiusgrænser for typiske vægtykkelser
For en normal 10 mm ydre diameter 316 kappe gælder følgende minimums bøjningsmidterlinjeradier for produktionsbøjning uden indvendig dornstøtte. For 0,8 mm vægtykkelse er minimum bøjningsradius 20 mm (2× OD) Vægtykkelse 1,0 mm, min. radius 25 mm (2,5" OD). Minimum radius 35 mm (3,5× OD) for 1,2 mm vægtykkelse Minimum radius for 1,5 mm vægtykkelse er 50 mm (5x OD). Ydervægsrevner kan forekomme ved 10 % vægfortynding ved bøjning under 80 mm radius (8x OD) for 2,0 mm vægtykkelse. Disse værdier er for én bøjning i udglødet 316-rør. Selv når vægtykkelsen er lille, kræver flere bøjninger i umiddelbar nærhed større radier. Ingeniører, der specificerer bøjede varmeapparater, bør ikke antage, at konventionelle minimum bøjningsradier gælder for alle producenter. De bør bede om den mindste bøjningsradius for den vægtykkelse, de har valgt. Selvom kappen er revnet fra overbøjning, er omkostningerne meget mere end at ændre varmelegemeformen eller øge den tilgængelige plads.