Les fissures sont un défaut courant et problématique dans le cintrage des tuyaux. Une fois apparues, elles peuvent affecter l'apparence ou même conduire à une défaillance structurelle. Les causes des fissures dans les tuyaux cintrés diffèrent de celles dans le cintrage de tôle, impliquant l'état mécanique unique du tuyau et les détails du processus.

Plasticité insuffisante du matériau ou épaisseur de paroi excessivement mince

L'allongement, le rapport de limite d'élasticité et l'épaisseur de paroi du tuyau déterminent directement sa limite de cintrage. Lorsque le matériau lui-même est trop dur (comme l'acier à haute résistance ou certains aciers inoxydables) ou que l'épaisseur de paroi est trop mince par rapport au diamètre extérieur, la déformation en traction des fibres extérieures dépasse la limite, provoquant l'apparition de fissures le long du côté extérieur du coude.

Rayon de cintrage insuffisant

Le rapport du rayon du centre de cintrage (R) au diamètre extérieur du tuyau (D), R/D, est un indicateur clé. Si R/D est trop petit (généralement recommandé R/D ≥ 3, selon le matériau et le processus), la déformation de cintrage sera fortement concentrée, le taux de réduction d'épaisseur de la paroi extérieure dépassera la norme et les fissures seront facilement déclenchées.

Absence de mandrin ou inadéquation des matrices

Lors du cintrage de tubes avec une cintreuse, si un mandrin n'est pas utilisé, si le mandrin est positionné trop en arrière, ou si les matrices (telles que les matrices de cintrage, de serrage et anti-plis) sont mal adaptées, la face intérieure du tube manquera de support efficace, ce qui entraînera une distorsion de la section (aplatissement, plissement) et aggravera davantage la concentration de la contrainte de traction sur la face extérieure, provoquant des fissures.

Positionnement inapproprié de la soudure

Pour les tuyaux soudés, si la soudure est située dans la zone de traction sur le côté extérieur d'un coude, elle est très susceptible de devenir un point d'initiation de fissure en raison de la différence de plasticité entre la zone de soudure et le matériau de base, et de la présence potentielle de manque de pénétration ou de contraintes résiduelles. La soudure doit généralement être déviée vers les environs de la couche neutre.

Lubrification insuffisante et dommages de surface

Les rayures ou indentations sur la surface du tuyau, ou une friction excessive entre le moule et le tuyau due à une mauvaise lubrification pendant le cintrage, peuvent toutes créer des concentrations de contraintes localisées, à partir desquelles les fissures peuvent s'initier et se propager.

Recommandations de prévention

Sélectionner des tuyaux avec une excellente plasticité ; pour les matériaux durs, envisager le cintrage après recuit.

Assurer que le rayon de cintrage R/D n'est pas inférieur à la valeur minimale autorisée pour le matériau.

Sélectionner un mandrin approprié (par exemple, un mandrin à tête sphérique) en fonction du diamètre du tuyau, de l'épaisseur de paroi et du rayon de cintrage, et l'ajuster à la position correcte.

Faire pivoter le cordon de soudure du tuyau soudé vers l'intérieur du coude ou la zone de la couche neutre.

Vérifier l'état d'usure de la matrice et utiliser une huile spéciale pour le cintrage des tuyaux pour assurer une lubrification adéquate.

Inspecter la surface de l'ébauche du tuyau avant le cintrage, en éliminant les bavures, rayures et autres défauts.

Le cintrage des tuyaux est un processus fortement couplé aux conditions de contraintes et de moules. Ce n'est qu'en contrôlant précisément chaque étape que nous pouvons obtenir une qualité de tuyau cintré lisse, plein et sans fissures.