Машина для резки труб и другие приспособления, используемые в этих целях

Причины популярности технологии

Резка с применением лазера обладает несомненными преимуществами, основными среди которых являются:

  • • высокая точность изготовления деталей;
  • • какая-либо деформация заготовок и изделий при обработке исключена, поскольку на материал не оказывается механическое давление;
  • • заказы любых объемов выполняются в короткие сроки, так как процесс резки лазером требует минимум времени;
  • • процент отходов материала изготовления минимальный благодаря применению специальных компьютерных программ, с помощью которых обрабатываются чертежи заказчика и создаются лекала раскроев;
  • • помимо изделий из стали, с помощью лазерной резки изготавливают элементы различного назначения, выполненные из мягких и легко подвергаемых деформации материалов;
  • • возможна порезка деталей со сложнейшими контурами.

Современные трубы, какими они бывают?

Если оставить за скобками габариты, то весь ассортимент трубных заводов можно отсортировать по виду конструкционного материала, используемого в производстве. И этот способ классификации разделяет современные коммуникации на изделия из металлов и сплавов, полимерные изделия и многокомпонентные продукты, созданные из материалов с разной структурой.

В свою очередь, металлические коммуникации делятся на: стальные, чугунные и медные изделия. В отдельную категорию, относящуюся к металлической группе, можно выделить латунные и бронзовые трубы. Эти сплавы заменяют медь.

Полимерные трубы изготавливают из различных пластмасс, получаемых методом полимеризации этанола, винилхлорида или бакелитовых смол. К этой категории можно причислить и стеклопластиковые изделия, производимые из армированного полимера термопластичного типа.

Многокомпонентные продукты, чаще всего, производят из полимера и металла. Хорошим вариантом подобных труб является металлопластиковые изделия.  Кроме того, современная промышленность выпускает еще один тип многокомпонентных труб, создаваемых на основе керамики или бетона.

Как видите, мир труб очень разнообразен и наполнен множеством разновидностей изделий, созданных из разных материалов. И каждый конструкционный материал реагирует на свой вариант обработки резанием.

Виды труборезов

Взаимосвязь технологии обработки разрезаемого материала с конструкцией самого трубореза позволяет разделить все подобные изделия на следующие типы режущих агрегатов:

  • Аппараты для термической резки, которые скорее испаряют, а не разрезают материал
  • Устройства гильотинного типа, которые используют для разделения огромное давление, сосредоточенное на кончике режущего ножа.
  • Шлифовальные машины, стачивающие слои разделяемого материала.
  • Классические труборезы, использующие для разделения  режущий инструмент.

При этом на роль самого эффективного трубореза могут претендовать сразу несколько машин для резки.

Например, машина безогневой резки труб пригодится для материалов с отменной горючестью. К ним, в первую очередь, относятся все полимеры. Ведь большинство из них плавится при температуре около 180-200 градусов Цельсия.

Ну а газорезательная машина для резки труб подойдет только для стального проката. Ведь чугун очень плохо реагирует на перегрев в зоне контакта резака и тела трубы.

Изделия из многокомпонентных материалов режутся обычной ручной гильотиной (фактически ножницами). Ведь силовой каркас из алюминия очень тонок, а полимерная основа – очень мягкая.
Для бетонных или керамических изделий лучшим труборезом будет обычная углошлифовальная машинка. Ведь огнем керамику или бетон не проймешь, а гильотина просто разрушит такую трубу,

Конструкционные особенности режущего оборудования

Важная отличительная черта труборезов – это количество режущих роликов. Простейший вариант имеет всего один остро отточенный ролик и два направляющих. Такой инструмент подходит для резки труб диаметром 15-50 мм и требует от работника значительных физических усилий. Срез получается не слишком четким и почти всегда нуждается в обязательной дополнительной обработке и удалении наружных и внутренних заусенцев.

Даже стальную трубу небольшого диаметра однороликовый труборез рассечет. Но сил и времени на это потребуется немало

Трехроликовый агрегат демонстрирует высокую скорость и производительность. Без труда обрабатывает трубный материал диаметром до 100 мм. Край на срезе делает четким, ровным и гладким. Дополнительно шлифовать поверхность или убирать погрешности не требуется.

Четырехроликовый труборез легко справляется с активной работой и выдерживает интенсивную нагрузку. Быстро и чисто отсекает трубу, оставляя после себя практически идеальный срез. Ручная модель в зависимости от фирмы-производителя оснащается дополнительной удобной рукояткой, позволяющей работать в паре и резать трубный материал большого диаметра.

Технология резания: достоинства и недостатки вариантов

Технология разделения трубы на мерные отрезки зависит от типа инструмента, попавшего в руки резчика.

Резка стальных коммуникаций

Например, такое устройство, как труборез ручной для стальных труб, используется следующим образом.

Размечаем место разреза по окружности трубы. Отвинчиваем прижимной блок струбцины ручного трубореза. Подводим режущий ролик к маркеру линии резания и завинчиваем прижимной блок струбцины до упора. Вращаем струбцину и, постепенно усиливая натяжку в прижимном блоке, разделяем, а скорее – развальцовываем тело трубы.

Преимущество этого способа разделения труб перед прочими вариантами состоит в том, что такой труборез – ручной, то есть, воспользовавшись данным инструментом, мы можем разделить трубу где угодно и когда угодно. 

Еще одним достоинством данного типа резки является цена ручного трубореза. Дешевле этого инструмента обойдется только отрезной круг на углошлифовальную машину. Только такой круг источится очень быстро, а труборез останется «в хозяйстве» на долгие времена.

Резка полимеров

Разделение полимерных труб ручным труборезом гильотинного типа происходит еще быстрее.

Для этого нужно сделать следующее:

  • На трубу наносим метку.
  • Раздвигаем рукоятки трубореза-гильотины и смыкаем их в месте разделения до контакта режущего лезвия с трубой.
  • Нажимаем на рукоятку, стискивая кисть и передавая это усилие на зубчатую дугу ручной гильотины. Под влиянием этого движения нож гильотины опускается ниже, разрезая тело трубы.
  • Калибруем место разреза особой вставкой, восстанавливающей изначальную форму окружности на срезе.

Как видите, это еще проще, чем использование ручного трубореза на вальцах. И этот способ практически не имеет недостатков. Жаль, что он применим только для мягких металлопластиковых или полиэтиленовых изделий.

Резка крупногабаритных изделий

Ну, а самым сложным агрегатом, предназначенным для разделения элементов трубопровода, является устройство для резки труб RSV-4 от Zincer. Этот агрегат позволяет обрезать трубы и в цеху, и на стройплощадке, и даже в траншее. В последнем случае под обрезаемую трубу делают подкоп, глубиной не более 30-35 сантиметров. И этих скромных размеров хватает для перемещения аппарата вдоль  окружности будущего среза.

Отечественным аналогом данного устройства является машина для резки труб Орбита. Оба аппарата представляют собой портативную машину, перемещаемую вокруг обрезаемой трубы по ленте-бандажу. Режущим инструментом, в данном случае, является плазменная дуга, исходящая из газового резака.

Для реализации самого процесса резания оператор такой машины должен выполнить следующие действия. Одеть на трубу ленту-бандаж.

Установить на поверхности трубы корпус режущей машинки. Присоединить к ленте-бандажу зубчатую передачу привода перемещения аппарата. Именно так обеспечивается автоматическое  перемещение машинки вдоль окружности трубы. Отрегулировать положение резака. Подсоединить к нему кислородный и ацетиленовый баллоны. Зажечь резак и отрегулировать толщину зоны горения.

Подвести резак к области разреза, углубить струю плазмы в трубу и включить автоматическую подачу машинки. После полного оборота машинки вокруг трубы выключить подачу и погасить резак.

Этот способ резки трубы может выполняться даже без участия человека. При этом автоматическая машинка обеспечивает очень ровный и качественный разрез, что особенно ценно в случае труб больших диаметров. Недостатком данного способа является достаточно высокая стоимость подобного трубореза.

Преимущества резки плазмой

Принцип работы плазменной резки.

Самой близкой технологией является лазерная резка металлов, поэтому логично будет перечислить преимущества в сравнении с «соседкой»:

  • Плазменной резке по плечу металлы любой природы, в том числе цветные, тугоплавкие и другие, сложные для обработки.
  • Скорость процесса значительно выше, чем резка газовым резаком.
  • Одна из значительных особенностей – возможность производить резы любой формы, включающие и геометрические узоры, и фигурную резку самой высокой сложности. Иными словами, резка с помощью плазмы – это реализация самых смелых творческих идей по металлу и другим трудно поддающимся материалам.
  • Плазменному резаку нипочем любая толщина металла: скорость и качество никоим образом не теряются.
  • Этому способу поддаются не только металлы, но и другие материалы: он вполне универсальный.
  • Резка плазмой и быстрее, и эффективнее по качеству кромки, чем любые другие механические способы резки.
  • В данном методе возможна работа не только перпендикулярно к поверхности металла, но под углом, что помогает освоить широкие листы металла.
  • С экологической точки зрения это вполне благополучный вид работы с металлом с минимальным выбросом вредных веществ или загрязнений в воздух.
  • Отличная экономия времени из-за отсутствия необходимости предварительно нагревать металл.
  • Поскольку в методе не используются взрывоопасные газовые баллоны, он значительно безопаснее, чем другие способы.

Инструменты

Сегодня на рынке подобной продукции можно найти разное портативное оборудование для резки и обработки труб. Чтобы подобрать приспособление правильно, нужно учитывать особенности конструкции, будь то безогневой станок для резки и торцовки или дисковый нож.

Лучшим типом устройств для обрезки металлических и пластиковых труб и оформления фаски являются машины холодного или безогневого метода. Помимо функции резака, в них предусмотрено снятие фаски с внутренней и внешней сторон стенок трубы, а также расточка внутреннего диаметра.

Помимо этого, используют фрезу. Недостатком такой машины является больший шум во время работы в сравнении с пропановым аналогом. В домашних мастерских обычно для реза пользуются труборезами и электросваркой.

Особенности устройства

  • СМЖ-172 А (непрерывный ход ножа);
  • СМЖ-172 БАМ (непрерывный и одиночный ход).

Рубочный станок для арматуры СМЖ 172 имеет следующие технические характеристики:

  • мощность — 3 кВт;
  • диаметр разрезаемой арматуры — до 40 мм;
  • габариты полосы — 40х12 мм;
  • резка квадрата со стороной до 36 мм;
  • частота хода кулисы — 33 об/мин (9 об/мин — для одиночного хода);
  • максимальное усилие — 350 кН;
  • вес — 430/450 кг.

Конструкция станка для рубки арматуры смж 172 дополнена регулируемым упором с реечным зацеплением, который позволяет получить ровный перпендикулярный срез.

Преимуществами использования оборудования являются:

  • возможность замены расходных элементов (лезвий) на рабочем месте без помощи специальных стендов;
  • допустимо длительное хранение станка, если он не используется (в соответствии с рекомендациями производителя);
  • легкость разборки механизма с целью регулировки параметров.

Станок уникален, ведь он может работать как автономно (непрерывное движение зубила), так и в нужный момент (одиночный ход при нажатии рукоятки). Рубка гильотиной, к примеру, пока не обладает таким функционалом. Увидеть работу станка СМЖ 172 можно на видео ниже.

Видео: Ручная рубка металла на станке СМЖ 172.

Рубка металлических заготовок — один из основных производственных процессов. На смену тяжелому человеческому труду приходит машинный, и этим стоит пользоваться. Перечисленные инструменты для рубки материалов справляются с разными заготовками

Важно лишь правильно выбрать подходящее оборудование

Условия для газокислородной резки

Для успешного применения газокислородной технологии резки металла следует соблюдать ряд обязательных условий:

  • температура плавления (Tплав) материала должна превышать температуру горения (Tвоспл) в кислородной среде. Разница должна составлять не менее 50 °С, чтобы исключить вытекание расплава и неоправданное расширение зоны разреза. Так, для конструкционных сплавов Tплав=1540 °C, а Tвоспл= 1150 °С. С увеличением содержания углерода температура плавления понижается. Это затрудняет резание чугунов и высокоуглеродистых сплавов обычным резаком.
  • Tплав разрезаемого материала должна превышать Tплав оксидных пленок на его поверхности. Тугоплавкая оксидная пленка будет препятствовать доступу кислорода к поверхности металла и реакция горения не сможет начаться. Так, оксиды хрома и конструкционная сталь 3 имеют температуры плавления соответственно 2270 и 1540 °С. Выходом из такой ситуации может быть применение флюсового порошка, вступающего в реакцию с оксидной пленкой и преобразующего ее в вещества с более низкой температурой плавления.
  • Оксиды, возникающие в процессе резания, должны иметь высокую жидкотекучесть. Если текучесть низкая, то они облепляют кромки линии разреза, препятствуя горению основного материала. Специально подобранный флюсовый порошок также помогает решить эту проблему, повышая текучесть оксидов. Но это приводит к удорожанию процесса.
  • Разрезаемый материал должен иметь низкую теплопроводность. В противном случае тепло будет отводиться из рабочей зоны и температуры возгорания металла в месте проведения работы будет не достичь. Реакция не сможет начаться либо будет протекать нестабильно, увеличивая расход газа, снижая точность и качество поверхности реза.

Условия для газокислородной резки

Классификация видов плазменной резки

Виды плазменной резки будут зависеть от среды, в которой проводятся работы по металлу:

Простой

Главное отличие способа – ограниченность электрической дуги. Для резки используется электрический ток и воздух. Иногда вместо воздуха применяются газ в виде азота. Если металлически лист тонкий – всего несколько миллиметров, процесс можно сравнить с лазерным разрезанием.

В разрезах получаются очень ровные кромки, не требующие дальнейшей доработки.

С применением защитного газа

При этом способе вместо воздуха используются защитные газы, которые превращаются в плазменный поток после преобразования в плазмотроне. Качество срезов в данном случае значительно повышается благодаря отличной защите процесса от воздействия окружающей среды.

Газ для плазменной резки не представляет из себя ничего необычного: это может быть водород или аргон – «газовая классика».

С водой вместо воздуха

Отличны способ со многими преимуществами, одно из которых – отсутствие необходимости в дорогостоящей и громоздкой системе охлаждения.

Существуют и другие критерии классификации плазменной резки. К примеру, виды резки бывают разделительными и поверхностными. Первый из них используется чаще.

Еще один параметр – способ резки. Один вид – резка дугой, в котором разрезаемый металл выступает в качестве элемента электрической цепи. Другой вид – резка струей, когда электрическая дуга соединяет электроды, а не металлическую заготовку.

Плазменные резаки представлены на рынке в самых разнообразных вариантах, так что их можно классифицировать по маркам, производителям и многим другим техническим и торговым параметрам.

Методы борирования стали

Большое разнообразие методов борирования стали позволяет использовать наиболее технологичные в каждом конкретном производстве. Наиболее распространенные методики таковы:

  • В газообразной среде;
  • В жидкой среде;
  • В твердой среде.

Перечисленные выше методики обработки включают в себя большое количество разновидностей, которые отличаются некоторыми нюансами.

Комбинированное борирование углеродистой стали

Жидкостное безэлектролизное борирование

Для жидкостного борирования применяются расплавы смесей, основной составляющей которых является тетраборат натрия (бура) с добавкой карбида бора, хлорида натрия и силиката марганца. Температура расплавленной массы составляет 900°С. Толщина обработанного слоя может составлять до 0.2 мм. Жидкостное борирование в расплаве имеет то преимущество, что глубина обработки не зависит от формы обрабатываемой поверхности. Из недостатков нужно отметить, что расплав активных веществ быстро истощается, при этом компенсация расхода отдельных компонентов затруднена, как и определение химического состава смеси.

Примеры применения технологии жидкостного борирования

Электролизное борирование

Сократить время процесса при жидкостном борировании помогает использование эффекта электролиза при прохождении электрического тока через обрабатываемую деталь и расплав. Процесс электролизной обработки проходит при небольших значениях плотности тока и тех же температурах расплавленного электролита, что и при простом жидкостном борировании. Хотя при таком способе используется только бура, недостатком является ее большой расход, поскольку часть бора при электролизе выпадает в виде аморфной массы, которая, кроме того, может образовывать дефекты на поверхности заготовки.

Снизить температуру расплава помогает введение фторосодержащих добавок – фторида и фторбората натрия.

Газовое борирование

Равномерное и однородное проникновение бора в поверхностный слой металла достигается при использовании метода газового борирования. Борирование деталей производится при температуре 850°С в среде газов, содержащих оксиды, галогениды и водородные соединения бора. Выделяющийся при термическом разложении газов атомарный бор, оседает на поверхности изделий и диффундирует вглубь металла.

https://youtube.com/watch?v=bnkTUowNHkM

Следует отметить, что некоторые борирующие смеси газов очень взрывоопасны, что накладывает ограничения на применение данной методики.

Способы резки

Довольно распространена механическая обработка, которая не предусматривает предварительный нагрев материала перед его использованием.

Механические методы

Наиболее распространены следующие технологические процессы:

  1. Рубка. При рубке в качестве режущего инструмента используются ножницы или специальные ножи. Преимуществами данной технологии можно назвать высокую производительность и небольшие затраты. Кроме этого, выделяют высокую точность деления заготовки на отдельные части. Однако этот метод механической обработки подходит не для всех металлов, он также не позволяет получать заготовки сложной формы. Есть и ограничение, касающееся толщины используемых заготовок.
  2. Резка дисковой пилой проводится уже на протяжении многих лет. Особенностями этого метода можно назвать возможность получения заготовок сложной формы, а также отсутствие ограничения толщины обрабатываемого металла. В качестве режущего инструмента используется абразивный армированный круг. При использовании профессионального оборудования можно получить качественный срез. Недостатком этого метода можно назвать относительно невысокую скорость обработки.
  3. Применение метода ленточной резки. Ленточная резка возможна только при использовании специального оборудования. Станки с ленточными пилами могут применяться для обработки сортового и трубного металлопроката, а также прудков различного диаметра. Преимущества этого метода заключаются в большой производительности и высоком качестве получаемого среза.

Как ранее было отмечено, механическая обработка применима не во всех случаях. Довольно часто прибегают к термическим методам обработки, которые имеют ряд своих особенностей.

Термическая обработка

Применяется несколько методов термического разрезания металла:

  1. Лазерная технология в последнее время получила довольно большое распространение. Сфокусированный пучок света может раскраивать деталь с достаточно высокой точностью. Этот метод характеризуется большой универсальностью в применении, подходит для большинства сплавов и металлов.
  2. Плазменная резка проводится при применении специального плазмогенератора, который создает сжатую режущую дугу. Этот метод подходит практически для любой стали, а также титана и чугуна. На сегодняшний день эта технология наиболее востребована среди других, что можно связать с универсальностью в применении, высоким качеством получаемого среза.
  3. Применение газокислородного оборудования основано на повышении температуры в зоне резания до 1000 градусов Цельсия. Металлы при подобной температуре и доступе воздуха способны сгорать. Подобное оборудование может применяться при условии толщины заготовки не более 2 метров.

Гидроабразивное разрезание основано на подаче струи воды, которая подается под давлением до 5000 Атм. В состав воды добавляются специальные абразивы. Последний метод резки не становится причиной деформации или сваривания образующихся краев, так как не происходит нагрева структуры.

Расход газа при резке металла

Расход газа во время проведения операции зависит от сочетания нескольких факторов.

Определяющим из них является выбранный вид газокислородной резки. Так, воздушно-флюсовый метод при прочих равных параметрах расходует газа меньше, чем кислородно — дуговой.

Кроме того, на расход рабочего газа влияют следующие параметры:

  • Навыки газорезчика. Опытный мастер будет расходовать газа на единицу длины реза существенно меньше, чем его начинающий коллега.
  • Разрезаемый материал. Термостойкие сплавы требую большего расхода.
  • Толщина материала. Чем толще раскраиваемая заготовка или разрезаемое при демонтаже изделие, тем выше будет расход.
  • Ширина разреза.

Последним, но не маловажным фактором, влияющим на потребление газа, является общая исправность оборудования и его правильная настройка.

Применение качественных промышленных газов с предписанной технологией степенью очистки от посторонних примесей также повышает производительность и снижает расход.

Виды резки металла газом

Газокислородная резка имеет несколько разновидностей. Ученые и инженеры разработали эти методы, исходя из особенностей применения в конкретных условиях. Наиболее употребительны следующие методы резки:

  • Пропаном. Этот довольно популярный способ применим для титановых, низколегированных сплавов и сталей с низким содержанием углерода. Для углеродистых и высокоуглеродистых сталей он не подходит. Для большей производительности и энергоэффективности пропан могут заменять на метан или ацетилен.
  • Воздушно — дуговая. В дополнение к сгоранию материала в струе кислорода меду заготовками и встроенным в резак электродом возбуждается электродуга. Она плавит металл в районе линии реза, а газовый поток уносит его остатки. Метод не позволяет разрезать толстые изделия, зато дает возможность делать разрезы большой ширины. Это очень полезно при выполнении фасонного раскроя и позволяет существенно снизить трудоемкость операции.
  • Кислородно-флюсовая. При данном методе в рабочую область подается флюсовый порошок. Этот компонент участвует в физико-химических процессах и обеспечивает повышенную пластичность и податливость материала во время резания. Способ применим для резания сплавов, на поверхности которых образуются прочные и термостойкие оксидные пленки. Применение флюса позволяет избавиться от них, сместив температурный баланс в зону более высоких температур. Особенно эффективен данный метод для чугунных, медных, бронзовых и латунных изделий, заготовок с высокой степенью зашлакованности и для железобетона.
  • Копьевая. Применяется при разборке металлических конструкций, технологических отходов, разделке массивных крупногабаритных заготовок. Струя кислорода пропускается через тонкую стальную трубку — газовое копье. Копье является расходным материалом, оно сгорает в ходе процесса, повышая температуру и эффективность основной реакции и позволяет дополнительно концентрировать режущий факел. В результате скорость разделки существенно возрастает.

Подача газов управляется одним общим или двумя раздельными запорными вентилями. Применение раздельных вентилей позволяет точно настраивать состав смеси и оперативно перестраивать оборудование для другого вида работ.

Промышленная газокислородная сварка

Рукоятка резака снабжена тремя патрубками с разъемами. По ним подводится кислород, пропан (или ацетилен) и охлаждающая жидкость. Давление кислорода устанавливается на баллонном редукторе и может достигать 12 атмосфер.

После выполнения поджига в факел резака подается кислород. Сгорание пропана нагревает поверхность заготовки до такой температуры, что начинается химическая реакция его окисления. Она идет настолько интенсивно, что деталь прожигается насквозь струей режущего кислорода и газовый поток выносит сгорающие частицы металла в разрез.

Устройство резака

Выводы и полезное видео по теме

Видео-обзор ручного трубореза для пластиковых труб:

Видео-инструкция по использованию трубореза. В ролике показано, как правильно обрабатывать труборезом стальную продукцию среднего диаметра:

Ознакомившись с видами и типами труборежущего оборудования, выбрать подходящий инструмент будет совсем не сложно. Если же остаются сомнения, консультанты строительно-хозяйственных магазинов с удовольствием придут на помощь и подскажут, какой прибор лучше приобрести.

Появились вопросы по теме статьи, нашли недочеты в материале или можете сообщить ценную информацию? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

Ссылка на основную публикацию