Drážka pro válcování ocelových trubek (lisovací drážka) - Komplexní analýza
1. Jaký je proces drážkování ocelových trubek?
Válcovací drážkování, také známé jako lisování nebo válcování, je technika zpracování tvářením za studena:
Pomocí speciálního válcového drážkovacího stroje (lisovací drážkovací stroj) pohání spodní část vačkové kolo, aby otáčela ocelovou trubkou, zatímco horní konvexní přítlačné kolo je působením hydraulického válce pomalu přitlačováno k vnější stěně ocelové trubky, což způsobuje plastickou deformaci kovu na konci trubky a za studena vytlačuje drážku (drážku) ve tvaru kruhového oblouku{0}}. Neprovádí se žádné řezání ani úběr materiálu.
Klíčové rozlišení:
Rolovací drážka= Tvarování vytlačováním za studena, bez odebírání materiálu;
v kontrastu,Řezaná drážka= Použití metody soustružení k odříznutí některých materiálů k vytvoření drážky.
Roll Groove je v současnosti nejběžnější metodou ve strojírenství.
2. K čemu to je? Jaký je jeho význam?
Jediným účelem válcovací drážky je opracování drážek na obou koncích ocelové trubky tak, aby bylo možné použít drážkové{0}}typové spojení (svorkové spojení / drážkovaná spojka) pro spojení trubek:
1. Namontujte pryžový těsnicí kroužek → Nasaďte svorku (pružná/tuhá) → Utáhněte šroub a obě trubky jsou spojeny.
2. Tento spojovací systém je široce používán v: systémech požární vody, HVAC, zásobování vodou a kanalizací, petrochemii, těžebních potrubích atd.
Existují různé způsoby připojení ocelových trubek. Proč jednoduše nesvařit nebo nepoužít příruby? Význam spojení válcované drážky spočívá v:
| SROVNÁVACÍ POLOŽKA | SVAŘOVÁNÍ | PŘÍRUBOVÉ SPOJENÍ | DRÁŽKA (VÁLCOVANÁ DRÁŽKA) SPOJ |
| RYCHLOST STAVBY | Pomalu, je nutný svářečský průkaz | Složité. Je tam mnoho šroubů | Extrémně rychlý, není potřeba oheň |
| STAV STRÁNKY | Napájení/svařovací materiály/povolení k požáru jepožadovaný | Velkýplochapožadavky |
Channelingový stroj+manulová svorka |
| ODNÍMATELNOST | Trvalý | Odnímatelné, ale těžkopádné | Pohodlné pro demontáž a údržbu |
| POVOLENÝ ÚHEL VYCHÝLENÍ | Tuhá | Základní tuhé | Flexibilní svorka umožňuje určité vychýlení (dobré pro seismickou odolnost a přizpůsobení sesedání) |
| POŠKOZENÍ ZINKOVANÉ VRSTVY | Těžce poškozené | Je vyžadována dodatečná-korozní úprava | Poškození pozinkované vrstvy způsobené samotným drážkováním je kontrolovatelné |
| HLUK | Velký | - | Snížení vibrací a hluku pro potrubní systémy |
Zjednodušeně řečeno: Význam technologie drážkování=Pokročilo spojení potrubí z „doby svařování“ do „éry rychlé mechanické montáže“ - bezpečné (bez použití ohně), účinné, flexibilní a snadno se udržuje.
III. Jak natočit slot? (Standardní operační postup)
Podle "Technického předpisu pro drážková spojovací potrubí" T/CECS 151 a souvisejících provozních postupů je postup následující:
▎Krok 1 · Příprava potrubí
- K řezání ocelové trubky na požadovanou délku použijte stroj na řezání trubek nebo bezzubou pilu.
- Zářez musí být hladký a koncová plocha musí být kolmá k ose trubky (šikmost: pro DN100 až 150, menší nebo rovna 1,0 mm; pro DN větší nebo rovno 200, menší nebo rovna 1,4 mm)
- Použijte brusný kotouč nebo pilník k důkladnému odstranění otřepů, rzi a oxidových usazenin z vnitřní i vnější strany konce trubky.
▎Krok 2 · Umístění a vyrovnání stroje
- Umístěte drážkovací stroj na pevný a rovný povrch a ke kalibraci těla stroje použijte vodováhu.
- Vyberte odpovídající horní a dolní lisovací kolečko/formy na razicí kolečko vhodné velikosti podle průměru trubky (⚠️ Nemíchejte formy různých specifikací)
▎Krok 3 · Montáž ocelových trubek
- Jeden konec ocelové trubky je umístěn na hnacím kole odvalovacího automatu a druhý konec na podpěře trubky (podpěra je přibližně v poloze 2/3 celkové délky od konce trubky).
- Nastavte výšku podpěry tak, aby byla ocelová trubka vodorovná (konec podpěry může být mírně nižší o 1 až 2 stupně, aby se zabránilo "unášení trubky")
- Průřez-konce trubky je těsně zarovnán s polohovací dorazovou plochou stroje na válcování drážek a osa trubky je kolmá k dorazové ploše.
▎Krok 4 · Nastavte hloubku drážky a rolujte
- Utáhněte přetlakový ventil olejového čerpadla → Otáčejte rukojetí tak, aby se horní přítlačné kolo dotýkalo pouze vnější stěny ocelové trubky.
- Otáčením koncové matice nastavte cílovou hloubku drážky (Omezovací zařízení je povinné! Nepoužívejte stroj s neomezenou polohou).
- Nastartujte motor → Pohánějte kolo, abyste otáčeli ocelovou trubkou → Při každém otočení posuňte stlačení dolů přibližně o 0,25 mm, postupně prohlubujte, nikdy netlačte úplně dolů najednou! Například: Typický příklad rychlosti posuvu (DN200): Je zapotřebí přibližně 10 až 11 otáček, což vede k celkovému prohloubení asi 2,5 mm. Posuv je rovnoměrný pro každou otáčku.
- Jakmile je dorazová matice zcela utažena a dosáhne nastavené hloubky, otočte ocelovou trubkou o další 1 až 2 otáčky, abyste dosáhli procesu tvarování a leštění → Zastavte stroj
▎Krok 5 · Kontrola a odstranění
• Uvolněte přetlakový ventil → Odstraňte ocelovou trubku→ Pomocí měřidla na drážku/posuvného měřítka změřte, zda je hloubka a šířka drážky ve standardní toleranci→ Teprve po kvalifikaci může být uveden do provozu

IV. Co se stane s ocelovou trubkou, pokud bude válcována? A jaký to bude mít dopad na ocelovou trubku?
To je velmi zásadní otázka. Proces válcování drážky je v podstatě operace plastické deformace za studena, která mění místní stav konce trubky:
Fyzikální jev, který musí nastat
| Jev | Důvod | Stupeň dopadu |
| Lokalizované ztenčení stěn | Kov je stlačen směrem ven a tloušťka spodní stěny drážky se mírně zmenšuje. | ⚠️ Právě proto nesmí být hloubka drážky příliš hluboká. |
| Rozšíření konce trubky (jako tlama trubky) | Během stlačování se kov na konci trubky kroutí směrem ven a vytváří mírnou expanzi. | To je nevyhnutelné, ale existuje přípustný rozsah tolerance (viz standardní hodnoty níže) |
| Otužování práce | Opracování za studena způsobuje zvýšení tvrdosti kovu v blízkosti vrubu a snížení tažnosti. | menší, v rámci povoleného rozsahu pro inženýrské aplikace. |
| Zbytkový stres | Plastická deformace přináší riziko lokální koncentrace napětí. | Nesprávná obsluha (příliš hluboký tlak najednou / příliš rychlý postup) jej zhorší. |
⚠️ Skutečné škody způsobené nesprávným provozem:
| Chybný provoz | Důsledky |
| Drážka je příliš hluboká |
Tloušťka spodní stěny je nadměrně zmenšena → Tlaková-únosnost se snižuje → Možné nebezpečí výbuchu potrubí; může také porušit galvanizovanou vrstvu/povlak a urychlit korozi. |
| Drážka je příliš mělká | způsobí, že svorka nezapadne do drážky → Těsnění není těsné → Dochází k netěsnosti |
| Nadměrná rychlost posuvu / úplné zatlačení | Koncentrace napětí → Praskání ve svaru (zejména u trubek se svary); Velké-odlupování galvanizované vrstvy; Zvonové ústí na konci trubky je vážně mimo toleranci |
| Trubka neníúroveň/ osa je křivá. | Drážka je excentrická (hloubka drážky se mění). → Po instalaci svorky je síla nerovnoměrná, nerovnoměrně se opotřebovává, netěsní; dokonce poškozuje ložisko drážkovacího stroje. |
| Použijte drážkovací stroj s nekonečnou polohou | Hluboko mimo-pod-kontrolu → Příliš hluboké nebo příliš mělké, vše podle pocitu → Nehody s kvalitou šarže |
✅ Konečný výsledek správného válcování drážky
Pokud je operace prováděna v souladu se specifikacemi (s omezeným počtem bitů, postupným posuvem a řízenou hloubkou), je dopad drážek na pevnost tělesa ocelové trubky v rámci konstrukční tolerance. Rozměry drážky uvedené v národních normách jsou navrženy tak, aby byla zajištěna dostatečná zbývající tloušťka stěny (např. u ocelové trubky DN200 je požadavek na minimální tloušťku stěny 5,0 mm a hloubka drážky je pouze asi 2,5 mm).
V. Jaké jsou požadavky na drážky vytvořené procesem válcování drážkovacího stroje?
Podle technických norem, jako je CJJ/T 154-2020 / T/CECS 151-2019 / CJ/T 156, musí kvalifikovaný výkop splňovat následující požadavky:
Požadavky na geometrické rozměry
| Parametry | Požadavky |
| Hloubka drážky (C) | Musí odpovídat standardním hodnotám (například hloubka drážky pro DN100 je přibližně 2,2 mm a pro DN200 je přibližně 2,5 mm) s tolerancí +0.5/-0,0 mm. |
| Šířka slotu (B) | V souladu s normou (například přibližně 9,5 mm pro DN100 a přibližně 13 mm pro velký průměr), ±0,5/0,0 mm |
| Vzdálenost od konce trubky k okraji drážky (A) | Tolerance: +0.0/-0,5 mm. Umístění musí být přesné. |
| Střed drážky | Musí být soustředné se stěnou trubky (excentrická drážka je vadný výrobek) |
| Průměr drážky (D₁) | Musí se rovnat vnějšímu průměru mínus 2násobek hloubky drážky v rámci specifikovaného rozsahu max/min. |
| Vnější průměr příruby (F) | Nesmí překročit maximální přípustný průměr příruby (např. vnější průměr DN200 je 219,1, max F ≈ 214? Skutečná horní hranice je přibližně 224 mm, podrobnosti naleznete v tabulce tolerance výrobce). |
Požadavek na kvalitu povrchuuirements
- Povrch od konce trubky k části drážky je hladký bez jakýchkoliv nerovností nebo zjevných škrábanců nebo stop.
- Pozinkovaná vrstva a vnitřní nátěr/podšívka stěny musí zůstat neporušené -, není dovoleno odlupování nebo poškození velkých ploch v důsledku procesu válcování.
- V drážkách nesmí být žádné praskliny ani odlupování.
Proces nařizuje přísně
- Hrací automat musí mít limitní zařízení a nemůže používat neregulované domácí zařízení.
- S odpovídajícími formami musí být použity různé typy DN. Je přísně zakázáno je používat zaměnitelně.
- Během procesu válcování nesmí mít ocelová trubka žádné podélné nebo úhlové posunutí.
- Doba zpracování by měla být v mezích stanovených postupy (aby se zabránilo příliš rychlému uspěchání procesu)

VI. Při provádění procesu válcování drážek a drážkování pro ocelové trubky je nutné přísné dodržování domácích a mezinárodních norem. Mezi běžné standardy patří:
1. Národní standard:
- GB/T 3091-2015 „Svařované ocelové trubky pro nízkotlaký přenos kapalin“: Stanovuje, že u ocelových trubek s tloušťkou stěny větší nebo rovnou 2,5 mm nesmí hloubka drážky přesáhnout 15 % tloušťky stěny (například když je tloušťka stěny 3 mm, hloubka drážky 4 mm nebo 5 mm musí být menší).
- GB/T 5135.11-2006 "Automatické sprinklerové systémy - Část 11": Vyžaduje, aby oblast drážky spojovacích tvarovek hrdlového typu neměla praskliny nebo deformace.
2. Mezinárodní normy:
- ASTM A53 (americká norma): Stanovuje se, že po obrobení drážek by si pevnost v tlaku ocelové trubky měla zachovat více než 90 % své původní hodnoty.
- ISO 4144 (evropská norma): Stanovuje, že okraje drážek musí být hladké bez otřepů a drsnost Ra by měla být menší nebo rovna 12,5 μm.
VII. Rozdíl mezi válcovacími drážkami a řeznými drážkami
Válcování drážek a řezání drážek jsou procesy pro drážkování trubek.
Proces řezání drážky fyzicky odstraňuje materiál trubky z vnějšího průměru trubky, čímž se vyřízne drážka v trubce.
Válcování a řezání jsou na trubce jednodušší a způsobují menší poškození. Válcované tváření za studena umožňuje vytváření drážek bez odstraňování jakéhokoli materiálu trubky, eliminuje potřebu čištění úlomků a nabízí vysokou účinnost.
Trubky mohou být válcovány s drážkami během 30 až 40 sekund na čtvereční palec, při použití procesu řezání drážky to trvá 1 minutu na palec. Proces válcování drážek také eliminuje potřebu řezného oleje a potíže s čištěním kovových úlomků potrubí.
Většina produktů na trhu využívá proces válcování drážek. Nebude pak proces řezání drážky nahrazen?
V některých případech může být užitečnější proces řezání drážky. Pokud je například stěna trubky velmi silná, bude proces řezání drážky efektivnější. Pokud se například trubka používá pro přepravu pevných materiálů, jako je písek, a uvnitř trubky nemusí být žádné výčnělky, aby se zabránilo překážce v toku písku, může řezná drážka účinně udržovat integritu vnitřní stěny trubky. Proto by měl být vybrán vhodný proces drážkování podle konkrétního scénáře použití.
VIII. Shrnutí
Proces válcování drážky je technika vytlačování za studena, která se používá k „vytvarování“ standardní drážky na konci ocelové trubky. Účelem je umožnit rychlé, spolehlivé a rozebíratelné spojení trubek pomocí svorek - nahrazuje požární riziko tradičního svařování a objemnost přírub. Jádrem operace je polohování + postupný pomalý tlak + kontrola velikosti. Prohloubení tlaku oslabuje pevnost, mělkost snižuje úniky a excentricita brání instalaci. Proto je každý krok přísně kontrolován normou.