Boru bükümünde yarıçap: en küçük büküm yarıçapı, ovalleşme, duvar incelmesi

Büküm yarıçapı, bükülmüş borunun çizdiği yayın yarıçapıdır; yuvarlak boruda çoğunlukla borunun eksenine, yani merkez hattına ölçülür ve boru dış çapının katı olarak söylenir (2D, 3D gibi). Yarıçap çapa göre daraldıkça boruda üç iz kalır: kesit yassılıp ovalleşir, bükümün dış duvarı incelir, iç tarafında kırışık oluşur. Üçünün de sınırı vardır; geçerli sınırı borunun çizimi ya da şartnamesi söyler.

Büküm yarıçapı nedir?

Büküm yarıçapı, borunun büküldüğü yayın yarıçapıdır; ama bu söz tek başına eksik bir ölçüdür. Yay borunun iç kenarına, eksenine ya da dış kenarına göre ölçülebilir ve üçü farklı sayı verir. Büküm takımı üreticisi Bend Tooling’in terim sözlüğü bunu açıkça yazar:

“Bir boru bükümü tarif edilirken, yarıçapın büyüklüğünün hangi referans noktasına göre belirlendiğini söylemek gerekir.”

Bend Tooling, Bend Tooling Encyclopedia, “bend radius” maddesi

Aynı sözlüğe göre yuvarlak boruda tercih edilen referans merkez hattı yarıçapıdır; kare ve dikdörtgen profilde iç yarıçap kullanılır. Atölyede yarıçapı takım belirler: ABD havacılık idaresi FAA’nın bakım teknisyeni el kitabına göre büküm yarıçapı genellikle makinedeki yarıçap bloğunun üzerine damgalanmıştır.

Yarıçap neden 2D, 3D diye söylenir?

“D”, merkez hattı yarıçapının boru dış çapına bölümüdür; yarıçapın boruya göre ne kadar dar olduğunu tek sayıyla söyler. ABD donanmasının uçak hortum ve boru el kitabı (NAVAIR 01-1A-20) büküm yarıçapı tablosunda aynı harfi kullanır: 1 inç dış çaplı boru için 3D sütununda 3,000 inç, 4D sütununda 4,000 inç yazar.

Aynı D her boruda aynı zorluk demek değildir. İkinci ölçü, dış çapın et kalınlığına oranıdır (wall factor). Sözlüğe göre bu oran büyüdükçe büküm zorlaşır, çünkü çapına göre ince olan duvar büküm noktasında daha çok destek ister.

En küçük büküm yarıçapı ne kadardır?

Bütün çelik borular için geçerli tek bir en küçük büküm yarıçapı yoktur; sayı büküm yöntemine ve borunun içinin desteklenip desteklenmediğine göre değişir. Açık kaynakların verdiği değerler şöyle:

The Fabricator’ın değerleri merkez hattı yarıçapıdır. NAVAIR tablosu uçak boruları içindir.

Millî Eğitim Bakanlığı’nın metal teknolojisi modülü, elde bükme için kuralı çap üzerinden verir: “Boru bükümlerinde bükülecek çap, en az boru çapının iki katı olmalıdır.” Modül bu çapın nereden ölçüldüğünü yazmaz. Yüksek basınç enjektör borusunda kural ayrıdır; Bosch’un sınırını enjektör borusunun nasıl üretildiğini anlattığımız yazıda verdik.

Çok dar bükümde boruya ne olur?

Dar bükümde borunun dış tarafı uzar, iç tarafı sıkışır; üç kusur da bu iki hareketten doğar.

• Ovalleşme (yassılma). The Fabricator dergisinin anlatımıyla dış yay gerilirken yüzeyi içeri çöker ve kesit yuvarlaklığını yitirir. NAVAIR bedelini yazar: yassılan kesit elips biçimini alır, alanı daralır; bu ya taşınan akışkanı azaltır ya da daha çok pompa gücü ister. FAA el kitabı ekler: “Aşırı yassılma borunun yorulma kırılmasına yol açar.”
• Dış duvarda incelme. Sözlüğün açıklamasıyla duvardaki sabit miktardaki malzeme, alanı büyüyen dış yayı örtmek için yayılmak zorundadır; iç yayın duvarı ise kalınlaşır. Çekme bükmede bu incelme kaçınılmazdır; doğru ayar onu ancak azaltır.
• İç tarafta kırışık. FAA’ya göre kırışık bükümler çoğunlukla ince etli boruyu büküm aleti kullanmadan bükmeye çalışmaktan doğar.

İlk ikisi birbirine bağlıdır: sözlüğe göre yassılma azaltıldığı ölçüde incelme genellikle artar. Adlar da belgeye göre değişir (ovality, flatness, reduction); önemli olan şartnamedeki formüldür.

Malafa ne işe yarar?

Malafa, büküm sırasında borunun içinde duran ve duvarı içeriden destekleyen takımdır; kesitin çökmesini önler. NAVAIR tek cümleyle söyler: “Malafa, büküm sırasında boruya içeriden destek sağlar.” MEB modülü elde bükmede aynı işi gören dolguları sayar: kum, bilya zinciri, helisel yay.

Her büküm malafa istemez. Sözlüğe göre duvar kalınsa ya da yarıçap genişse malafa gerekmeyebilir; dış çapın et kalınlığına oranı 20’yi geçtiğinde çoğu durumda gerekir. İç yayın kırışmasını önleyen ikinci takım, büküm kalıbı ile boru arasına oturan kırışık önleyici kalıptır (wiper die). Kum ya da saçmayla bükümden sonra NAVAIR, bütün parçacıkların yıkanarak ya da üflenerek çıkarılmasını ister.

Bükülmüş boruyu teslim alırken neye bakılır?

Bükülmüş boruda önce yarıçapın hangi noktaya göre verildiğine, sonra bükümün kesitine ve iç yayına bakılır. Sınırı sayıyla yazan, bulduğumuz iki açık belge uçak bakım kitabıdır; ölçme yolu her boruya uyar.

1. Çizimi okuyun. Yarıçap merkez hattına mı, iç kenara mı verilmiş? Yassılma ve et kalınlığı için sınır yazıyor mu?
2. Kesiti ölçün. Bükümün ortasında kumpasla en büyük ve en küçük dış çapı alın. NAVAIR yassılmayı ikisinin farkının anma dış çapına oranı olarak tanımlar; korozyona dayanıklı (paslanmaz) çelik ve alüminyum boruda sınırı 1.000 psi ve üstü sistemlerde yüzde 5, altındakilerde yüzde 10’dur. FAA el kitabının ölçütü daha kabadır: küçük çap, özgün dış çapın yüzde 75’inden az olamaz.
3. İç yaya bakın. NAVAIR, 500 psi ve üstü sistemlerde boru dış çapının yüzde 1’inden, altındakilerde yüzde 2’sinden derin kırışık ya da katlanma kabul etmez.
4. Et kalınlığını sorun. Sözlüğe göre birçok işte bitmiş parça için en az et kalınlığı şartı vardır. Nasıl ölçüleceğini sözlük yazmıyor; bükümün ortasındaki duvar kumpasla ölçülemediğine göre değeri üreticiye sormak gerekir. Bu bizim çıkarımımız.
5. Numuneyle karşılaştırın. NAVAIR’in yolu: şablon yeni borunun üzerine konur, boru aynı büküme getirilir. Numuneden boru yaptırmayı ayrı bir yazıda anlattık.

Bu iki belge otomotiv borusu için yazılmamıştır ve ölçütleri birbirinden uzaktır. Belgeler söylemiyor, aradaki farktan çıkardığımız sonuç şu: geçerli sınır parçanın çiziminde ya da şartnamesinde yazandır; yazmıyorsa siparişten önce sorulur. Enjektör borusunda yerine uymayan boruyu elle yeniden bükmeyin; sebebi enjektör borusu boyu yazısında.