חריץ גלגול של צינור פלדה (חריץ לחץ) - ניתוח מקיף
1. מהו תהליך החריצים של צינורות פלדה?
חריץ גליל, הידוע גם כחריץ בלחיצה או חריץ רולר, הוא טכניקת עיבוד של צורה קרה:
באמצעות מכונה ייעודית לחריצים בגלילים (מכונת חריצי עיתונות), החלק התחתון מניע את גלגל הזיז כדי לסובב את צינור הפלדה, בעוד שגלגל הלחץ הקמור העליון נלחץ באיטיות אל הדופן החיצונית של צינור הפלדה תחת פעולת הגליל ההידראולי, מה שגורם למתכת בקצה הצינור לעבור דפורמציה פלסטית ולחולץ קר של קשת עגולה{0}}חריץ{0}}. לא מתבצע חיתוך או הסרת חומר.
הבחנה מרכזית:
רול גרוב= יצירת שחול קרה, ללא הסרת חומר;
לעומת זאת,חתוך גרוב= שימוש בשיטת סיבוב כדי לחתוך כמה חומרים כדי ליצור את החריץ.
Roll Groove היא כיום השיטה הנפוצה ביותר בהנדסה.
2. בשביל מה זה מיועד? מה המשמעות שלו?
המטרה היחידה של החריץ הגלגול היא לעבד חריצים בשני קצוות צינור הפלדה, כדי לאפשר שימוש בחיבור מסוג חריץ (חיבור מהדק / צימוד מחורץ) לחיבור הצינורות:
1. התקן את טבעת האיטום מגומי ← שים את המהדק (גמיש/קשיח) ← הדק את הבורג, ושני הצינורות מחוברים.
2. מערכת חיבור זו נמצאת בשימוש נרחב ב: מערכות מים כיבוי אש, HVAC, אספקת מים וניקוז, פטרוכימיה, צינורות כרייה וכו'.
ישנן דרכים שונות לחבר צינורות פלדה. למה לא פשוט לרתך או להשתמש באוגנים? המשמעות של חיבור החריץ המגולגל טמונה ב:
| פריט השוואה | הַלחָמָה | חיבור אוגן | חיבור GROOVE (ROLLED GROOVE). |
| מהירות בנייה | לאט, נדרשת תעודת רתך | מסובך.יש הרבה ברגים | מהיר במיוחד, אין צורך באש |
| מצב האתר | אספקת חשמל/חומרי ריתוך/אישור אש הואדָרוּשׁ | גָדוֹלמֶרחָבדרישות |
מכונת תקשורמהדק +מנול |
| ניתוק | קָבוּעַ | ניתן להסרה אך מסורבל | נוח לפירוק ותחזוקה |
| זווית סטייה מותרת | קָשִׁיחַ | קשיח בסיסי | מהדק גמיש מאפשר סטייה מסוימת (טוב להתנגדות סיסמית והתאמת התיישבות) |
| נזק לשכבה המגולוונת | ניזוק קשות | נדרש טיפול נוסף נגד-קורוזיה | הנזק לשכבה המגולוונת שנגרם מהחריץ עצמו ניתן לשליטה |
| רַעַשׁ | גָדוֹל | - | הפחתת רעידות ורעש עבור מערכות צנרת |
במילים פשוטות: המשמעות של טכנולוגיית החריצים=היא קידמה את החיבור של צינורות מ"עידן הריתוך" ל"עידן ההרכבה המכנית המהירה" - בטוחה (ללא שימוש באש), יעילה, גמישה וקל לתחזוקה.
III. איך לגלגל את החריץ? (נוהל הפעלה רגיל)
על פי "קוד טכני לצינורות חיבור מחורצים" T/CECS 151 ונהלי הפעלה קשורים, התהליך הוא כדלקמן:
▎שלב 1 · הכנת צינור
- השתמשו במכונת חיתוך צינורות או במסור חסר שיניים כדי לחתוך את צינור הפלדה לאורך הרצוי.
- החתך חייב להיות חלק ופני הקצה חייבים להיות מאונכים לציר הצינור (עקם: עבור DN100 עד 150, פחות או שווה ל-1.0 מ"מ; עבור DN גדול מ-200 או שווה ל-200, פחות או שווה ל-1.4 מ"מ)
- השתמש בגלגל שחיקה או קובץ כדי להסיר ביסודיות כל כתמים, חלודה וקשקשת תחמוצת הן מבפנים והן מבחוץ של קצה הצינור.
▎שלב 2 · מיקום ומישור המכונה
- הנח את מכונת החריצים על משטח יציב וישר, והשתמש במד רמה כדי לכייל את גוף המכונה.
- בחרו את תבניות גלגל הלחיצה/גלגלי הבלטות העליון והתחתון המתאימים בגודל המתאים לפי קוטר הצינור (⚠️ אין לערבב תבניות עם מפרטים שונים)
▎שלב 3 · הקמת צינורות פלדה
- קצה אחד של צינור הפלדה מונח על הגלגל המניע של מכונת המזל המתגלגלת, ואילו הקצה השני מונח על תומך הצינור (התמיכה נמצאת בערך במיקום 2/3 מהאורך הכולל מקצה הצינור).
- התאם את גובה התמיכה כדי להפוך את צינור הפלדה לאופקי (קצה התמיכה יכול להיות מעט נמוך יותר ב-1 עד 2 מעלות כדי למנוע "סחיפה של הצינור")
- החתך- של קצה הצינור מיושר היטב עם משטח עצירת המיקום של מכונת החריצים המתגלגלים, וציר הצינור מאונך למשטח העצירה.
▎שלב 4 · הגדר את עומק החריץ וגלגול
- הדק את שסתום שחרור הלחץ של משאבת השמן ← סובב את הידית כדי לגרום לגלגל הלחיצה העליון לגעת רק בדופן החיצונית של צינור הפלדה.
- סובב את אום הגבול כדי להגדיר את עומק חריץ היעד (התקן ההגבלה הוא חובה! אין להשתמש במכונת מיקום בלתי מוגבל).
- הפעל את המנוע ← הניע את הגלגל כדי לסובב את צינור הפלדה ← עבור כל סיבוב, הקדימו את הלחיצה כלפי מטה בכ-0.25 מ"מ, והעמקה הדרגתית, לעולם אל תלחץ עד הסוף בבת אחת! לְדוּגמָה: דוגמה טיפוסית לקצב הזנה (DN200): נדרשים כ-10 עד 11 סיבובים, וכתוצאה מכך שקע כולל של כ-2.5 מ"מ. ההזנה אחידה לכל סיבוב.
- לאחר שאום העצירה מהודק לחלוטין ומגיע לעומק שנקבע, סובב את צינור הפלדה לעוד 1 עד 2 סיבובים כדי להשיג את תהליך העיצוב והליטוש ← עצור את המכונה
▎שלב 5 · בדיקה והסרה
• שחרר את שסתום שחרור הלחץ ← הסר את צינור הפלדה← השתמש במד חריץ/קליפר ורנייר כדי למדוד אם העומק והרוחב של החריץ נמצאים בסובלנות הסטנדרטית→ רק לאחר הסמכה ניתן להכניסו לשימוש

IV. מה יקרה לצינור הפלדה אם הוא יתגלגל? ואיזו השפעה תהיה לזה על צינור הפלדה?
זה נושא מאוד מכריע. תהליך החריץ הגלגול הוא בעצם פעולת דפורמציה פלסטית קרה, אשר משנה את המצב המקומי של קצה הצינור:
תופעה פיזיקלית שאמורה להתרחש
| תוֹפָעָה | לְנַמֵק | דרגת השפעה |
| דילול קיר מקומי | המתכת נדחסת כלפי חוץ, ועובי הדופן התחתונה של החריץ יורד מעט. | ⚠️ בדיוק בגלל זה אסור לעומק החריץ להיות עמוק מדי. |
| הרחבת קצה הצינור (כמו פה חצוצרה) | במהלך הדחיסה, המתכת בקצה הצינור מתפתלת כלפי חוץ, ויוצרת התרחבות קלה. | זה בלתי נמנע, אבל יש טווח סובלנות מותר (ראה את הערכים הסטנדרטיים להלן) |
| התקשות עבודה | עבודה קרה גורמת לעלייה של קשיות המתכת ליד החריץ ולירידה במשיכות. | מינורי, בטווח המותר ליישומים הנדסיים. |
| לחץ שיורי | דפורמציה פלסטית מציגה את הסיכון לריכוז מתח מקומי. | פעולה לא נכונה (לחיצה עמוקה מדי בבת אחת / התקדמות מהירה מדי) יחמיר אותה. |
⚠️ הנזק האמיתי שנגרם כתוצאה מפעולה לא נכונה:
| תפעול פגום | השלכות |
| החריץ עמוק מדי |
עובי הקיר התחתון מצטמצם יתר על המידה → יכולת הנשיאה-בלחץ פוחתת ← סכנת פיצוץ פוטנציאלית בצינור; זה גם עלול לקרוע את השכבה/ציפוי המגולוון ולהאיץ קורוזיה. |
| החריץ רדוד מדי | גורם למהדק לא להתאים לחריץ → האיטום אינו הדוק → מתרחשת דליפה |
| מהירות הזנה מוגזמת / לחיצה עד הסוף | ריכוז מתח ← סדקים בריתוך (במיוחד עבור צינורות עם ריתוכים); קילוף-בקנה מידה גדול של השכבה המגולוונת; פתח הפעמון בקצה הצינור הוא ממש מחוץ לסובלנות |
| הצינור לארָמָה/ הציר עקום. | החריץ אקסצנטרי (עומק החריץ משתנה). → לאחר התקנת המהדק, הכוח אינו אחיד, הוא נשחק בצורה לא אחידה, דולף; אפילו פוגע במיסב של מכונת החריצים. |
| השתמש במכונת חריצים במיקום אינסופי | עמוק-מכלל-שליטה → עמוק מדי או רדוד מדי, הכל לפי תחושה → תאונות באיכות אצווה |
✅ התוצאה החותכת של גלגול נכון של החריץ
כל עוד הפעולה מתבצעת בהתאם למפרטים (עם מספר מוגבל של ביטים, הזנה מדרגתית ועומק מבוקר), השפעת החריצים על חוזק גוף צינור הפלדה היא בגדר סבילות התכנון. מידות החריץ המצוינות בתקנים הלאומיים מתוכננים על בסיס הבטחת עובי דופן שנותר מספיק (לדוגמה, עבור צינור פלדה DN200, דרישת עובי הדופן המינימלית היא 5.0 מ"מ, ועומק החריץ הוא רק כ-2.5 מ"מ).
V. מהן הדרישות לחריצים שנוצרו בתהליך הגלגול של מכונת החריצים?
על פי התקנים הטכניים כגון CJJ/T 154-2020 / T/CECS 151-2019 / CJ/T 156, תעלה מוסמכת חייבת לעמוד בדרישות הבאות:
דרישות ממדים גיאומטריים
| פרמטרים | דרישות |
| עומק חריץ (C) | חייב להתאים לערכי התקן (לדוגמה, עומק החריץ עבור DN100 הוא כ-2.2 מ"מ, ועבור DN200 הוא כ-2.5 מ"מ), עם סובלנות של +0.5/-0.0 מ"מ. |
| רוחב חריץ (B) | תואם לתקן (לדוגמה, כ-9.5 מ"מ עבור DN100, וכ-13 מ"מ עבור קוטר גדול), ±0.5/0.0 מ"מ |
| המרחק מקצה הצינור לקצה החריץ (A) | סובלנות: +0.0/-0.5 מ"מ. המיקום חייב להיות מדויק. |
| מרכז החריץ | זה חייב להיות קונצנטרי עם דופן הצינור (חריץ אקסצנטרי הוא מוצר פגום) |
| קוטר החריץ (D₁) | זה חייב להיות שווה לקוטר החיצוני מינוס פי 2 מעומק החריץ, בטווח המקסימלי/דקות שצוין. |
| הקוטר החיצוני של האוגן (F) | אסור לו לחרוג מקוטר האוגן המרבי המותר (לדוגמה, הקוטר החיצוני של DN200 הוא 219.1, מקסימום F ≈ 214? הגבול העליון בפועל הוא כ-224 מ"מ מפלס, אנא עיין בטבלת הסובלנות של היצרן לפרטים). |
דרישת איכות פני השטחuirements
- המשטח מקצה הצינור לקטע החריץ חלק ללא בליטות או שריטות או סימנים ברורים.
- השכבה המגולוונת וציפוי הקיר/תוחם הפנימי חייבים להישאר שלמים - אסור ששטחים גדולים יתקלפו או ייפגעו עקב תהליך הגלגול.
- לא יהיו סדקים או קילופים בחריצים.
התהליך מחייב בקפדנות
- מכונת החריצים חייבת להיות בעלת התקן מוגבל ואינה יכולה להשתמש במכשיר תוצרת בית לא מוסדר.
- יש להשתמש בסוגי DN שונים עם תבניות מתאימות. חל איסור מוחלט להשתמש בהם לסירוגין.
- במהלך תהליך הגלגול, אסור שתהיה לצינור הפלדה תזוזה אורכית או זוויתית.
- זמן העיבוד צריך להיות במגבלות שנקבעו בנהלים (כדי למנוע מיהרה של התהליך מהר מדי)

VI. בעת ביצוע תהליך החריץ והחריץ לצינורות פלדה, יש צורך בעמידה קפדנית בתקנים מקומיים ובינלאומיים. התקנים הנפוצים כוללים:
1. תקן לאומי:
- GB/T 3091-2015 "צינורות פלדה מרותכים להעברת נוזלים בלחץ נמוך": הוא קובע כי עבור צינורות פלדה עם עובי דופן של יותר מ-2.5 מ"מ או שווה ל-2.5 מ"מ, עומק החריץ לא יעלה על 15% מעובי הדופן (לדוגמה, כאשר עובי הדופן יהיה שווה ל-3 מ"מ או עובי הדופן יהיה שווה ל-3 מ"מ 0.45 מ"מ).
- GB/T 5135.11-2006 "מערכות ספרינקלרים אוטומטיות - חלק 11": זה מחייב שאזור החריץ של אביזרי צינור החיבור מסוג שקע לא יהיו סדקים או עיוותים.
2. תקנים בינלאומיים:
- ASTM A53 (תקן אמריקאי): מצוין שלאחר עיבוד החריצים, חוזק הלחיצה של צינור הפלדה צריך לשמור על יותר מ-90% מערכו המקורי.
- ISO 4144 (תקן אירופאי): הוא קובע כי הקצוות של החריצים חייבים להיות חלקים ללא כתמים, והחספוס Ra צריך להיות קטן או שווה ל-12.5 מיקרומטר.
VII. ההבדל בין גלגול חריצים לחיתוך חריצים
גלגול חריצים וחריצים הם שניהם תהליכים לחריץ צינורות.
תהליך חיתוך החריץ מסיר פיזית את חומר הצינור מהקוטר החיצוני של הצינור, ובכך חותך חריץ בצינור.
גלגול וחיתוך קלים יותר על הצינור וגורמים פחות נזק. יצירה קרה מתגלגלת מאפשרת יצירת חריצים מבלי להסיר חומר צינור כלשהו, מונעת את הצורך בניקוי פסולת ומציעה יעילות גבוהה.
ניתן לגלגל צינורות עם חריצים תוך 30 עד 40 שניות לאינץ' רבוע, תוך שימוש בתהליך חיתוך החריץ זה לוקח דקה אחת לאינץ'. תהליך גלגול החריץ גם מבטל את הצורך בחיתוך שמן ואת הטרחה של ניקוי פסולת מתכת צינור.
רוב המוצרים בשוק מאמצים את תהליך החריץ הגלגול. האם תהליך החריץ לא יוחלף אז?
במקרים מסוימים, תהליך חיתוך החריץ עשוי להיות שימושי יותר. לדוגמה, אם דופן הצינור עבה מאוד, תהליך חיתוך החריץ יהיה יעיל יותר. לדוגמה, אם הצינור משמש להובלת חומרים מוצקים כגון חול, ואין צורך שיהיו בליטות בתוך הצינור כדי למנוע חסימת זרימת חול, חריץ החיתוך יכול לשמור ביעילות על שלמות הדופן הפנימית של הצינור. לכן, יש לבחור את תהליך החריצים המתאים בהתאם לתרחיש השימוש הספציפי.
VIII. תַקצִיר
תהליך הגלגול הוא טכניקת שחול קרה המשמשת ל"יצוק" חריץ סטנדרטי בקצה צינור הפלדה. המטרה היא לאפשר חיבור מהיר, אמין וניתן לצינורות באמצעות מהדקים - זה מחליף את סיכוני השריפה של ריתוך מסורתי ונפח של אוגנים. ליבת הפעולה כוללת מיקום + לחץ איטי מבוים + בדיקת גודל. העמקת הלחץ מחלישה את החוזק, הרדידות מפחיתה דליפה, ואקסצנטריות מונעת התקנה. לכן, כל שלב נשלט בקפדנות על ידי תקן.