Rørbukning - metoder og begrænsninger

20 qp M E TA L B E A R B E J D N I N G :
PLADE
Nr. 9 I 2015
Rørbukning
- metoder og
begrænsninger
Materialet sætter grænserne
når det gælder rørbukning af
både små og store diameter.
Man kan imidlertid komme langt
med de rette værktøjsløsninger.
Af Svend Emme
emme@teknovation.dk
Rørbukning udføres almindeligvis som kold materialedeformation. I sin simpleste
form manuelt over en matrice, men oftest med et enkelt
opbygget rørbukkeværktøj
eller i en rørbukkemaskine
med et roterende værktøj,
klemsko, tryksko og rørdorn.
Og som al anden kolddeformation af stål og metal er
metoden begrænset af materialets fysiske egenskaber og da især af dets brudforlængelse.
Røret som en funktionel
geometrisk konstruktion har
altid været vigtig for mennesker. Tidligst blot for at
transportere vand, men senere også til et utal af andre
funktioner i den moderne civiliserede verden. Derfor har
man også tidligt kunne bukke rør uden værktøj. Den erfarne rørsmed, måske af ældre dato, kender til metoden,
hvor røret, eksempelvis et tre
tommer damprør fyldes op
med sand, som stampes godt
sammen og holdes på plads
med en rørprop i begge ender. Derefter rødvarmer han
et område på fire til fem
gange rørdiameteren og bukker til sidst røret med håndkraft. Det går udmærket,
men i grunden er man underlagt de samme materialebestemte betingelser som den
industri, der koldbukker rør
på rørbukkemaskiner. Der er
grænser for hvor små radier
man kan bukke med godt resultat, selvfølgelig afhængig
af det valgte rør og bukkeværktøjet
Når man ved kolddeformation bukker en stålplade sker
der en materialeforlængelse
på pladens yderside og en
komprimering på indersiden.
Det er den samme proces der
sker under rørbukning, men
med meget større materialebelastning i forholdet yderside og inderside af røret. Der
er i høj grad grænser for
mindste rørbukkediameter i
Eksempel på en moderne svensk rørbukkemaskine, fabrikat Herber, med automatisk
værktøjsveksler for tre forskellige bukkeradier.
forhold til rørets diameter,
vægtykkelse og materiale
specifikationer.
VOLDSOM
MATERIALEFORLÆNGELSE
Det meste rørbukning udført
i rørbukkemaskiner sker i
kold tilstand og som regel
med små bukkeradier (under
tre gange rørdiameteren).
Derfor sker der en voldsom
materialeforlængelse
på
rørets yderside og en tilsvarende kraftig materialekompression på rørets inderside i
bukkezonen. Og det stiller
krav til materialets duktilitet
og da især dets brudforlængelse, en materialeforlængelse som man gennem erfaring har fået empiriske regler
for.
En af dem kan udtrykkes
som følger: Den i rørmaterialet værende brudforlængelse
bør som minimum være den
samme som den teoretisk
nødvendige materialeforlængelse ved en bestemt bukkeradius. Denne forlængelsesprocent (FP) kan udtrykkes i
følgende eksempel: Rørdiameter 50 millimeter gange
faktor 50, divideret med middelbukkeradius 100 millimeter er lig 25. En størrelse fås i
stålrør af god kvalitet, og ikke
mindst i rør af rustfrit stål.
For god ordens skyld skal det
nævnes at middelradius er
den bukkeradius der ligger
midt i røret.
En anden indgangsvinkel
til vurdering af en rørbukkeopgave, her med rotationsbukkeværktøjer i rørbukke-
maskiner, kan man få ved at
se på rørets stabilitet i forhold til rørdiameter og materiale tykkelse. Det er let at
FP =
Udvendig Rørdiameter
X 50
Rørets Middelradius
forestille sig at et tyndt, men
tykvægget rør er mindre
sårbart over for en lille bukkeradius end et tyndvægget
rør med større rørdiameter.
Det er det der ligger til
grund for rettesnoren i
opstillingen for rørstabilitetskoefficienten (RK), der
kan udtrykkes i forholdet:
Middelradius gange materialetykkelse divideret med
kvadratet på rørdiameteren,
eller
midelbukkeradius,
Billedet viser eksempel på et optimalt rotationsrørbukkeværktøj med blandt andet
leddelt dorn og ”booster” funktion. Sidstnævnte presser røret frem under bukkeprocessen
og formindsker deformationen på rørets inder- og yderside.