Las grietas son un defecto común y problemático en el doblado de tuberías. Una vez que aparecen, pueden afectar la apariencia o incluso provocar fallas estructurales. Las causas de las grietas en tuberías dobladas difieren de las del doblado de chapa metálica, involucrando el estado mecánico único de la tubería y los detalles del proceso.

Plasticidad insuficiente del material o espesor de pared excesivamente delgado

El alargamiento, la relación de límite elástico y el espesor de pared de la tubería determinan directamente su límite de doblado. Cuando el material en sí es demasiado duro (como acero de alta resistencia o algunos aceros inoxidables) o el espesor de pared es demasiado delgado en relación con el diámetro exterior, la deformación por tracción de las fibras exteriores excede el límite, provocando que aparezcan grietas a lo largo del lado exterior de la curva.

Radio de doblado insuficiente

La relación entre el radio del centro de curvatura (R) y el diámetro exterior de la tubería (D), R/D, es un indicador clave. Si R/D es demasiado pequeño (generalmente se recomienda R/D ≥ 3, dependiendo del material y proceso), la deformación por doblado estará altamente concentrada, la tasa de reducción del espesor de la pared exterior superará el estándar y se desencadenarán fácilmente grietas.

Falta de mandril o ajuste inadecuado del molde

Al doblar tuberías con una máquina de doblar tuberías, si no se utiliza un mandril, el mandril está posicionado demasiado atrás, o las matrices (como matrices de doblado, matrices de sujeción y matrices antiarrugas) están mal emparejadas, el lado interior de la tubería carecerá de soporte efectivo, lo que conducirá a distorsión de la sección transversal (aplanamiento, arrugamiento) y agravará aún más la concentración de tensión de tracción en el lado exterior, induciendo grietas.

Colocación inadecuada de la soldadura

Para tuberías soldadas, si la soldadura se encuentra en la zona de tracción en el lado exterior de una curva, es muy susceptible de convertirse en un punto de iniciación de grietas debido a la diferencia de plasticidad entre el área de soldadura y el material base, y la posible presencia de falta de penetración o tensión residual. La soldadura generalmente debe desviarse hacia la proximidad de la capa neutra.

Lubricación insuficiente y daño superficial

Arañazos o hendiduras en la superficie de la tubería, o fricción excesiva entre el molde y la tubería debido a una lubricación deficiente durante el doblado, pueden crear concentraciones de tensión localizadas, desde las cuales las grietas pueden iniciarse y propagarse.

Recomendaciones de prevención

Seleccionar tuberías con excelente plasticidad; para materiales duros, considerar el doblado después del recocido.

Asegurar que el radio de doblado R/D no sea inferior al valor mínimo permitido para el material.

Seleccionar un mandril adecuado (por ejemplo, un mandril de cabeza esférica) según el diámetro de la tubería, el espesor de pared y el radio de doblado, y ajustarlo a la posición correcta.

Girar la costura de soldadura de la tubería soldada hacia el interior de la curva o el área de la capa neutra.

Verificar el estado de desgaste del molde y usar un aceite especial para doblado de tuberías para garantizar una lubricación adecuada.

Inspeccionar la superficie de la tubería en bruto antes del doblado, eliminando rebabas, arañazos y otros defectos.

El doblado de tuberías es un proceso altamente acoplado con las condiciones de tensión y molde. Solo controlando con precisión cada paso podemos obtener una calidad de tubería doblada suave, llena y libre de grietas.