Для чего используют профильные трубы? Профильная труба: что и как
Попытаемся разобраться, как изготавливается труба профильная прямоугольная, чем она так хороша и в каких случаях применяется.
Когда прямоугольник лучше круга
Почему трубы круглые?
Как вы думаете, почему трубы, которые мы видим на улице — водосточные и газовые, и дома — водопроводные и канализационные, чаще всего круглого сечения?
Дело в том, что труба в форме обыкновенного цилиндра:
- Наиболее технологична в производстве . Свернув заготовку из стального листа так, чтобы два ее края соприкоснулись, мы получим именно цилиндр.
- Такая труба наиболее устойчива и к внутреннему, и к внешнему давлению .
- Круглая трубы имеет минимальную поверхность при максимальном внутреннем объеме
. Это означает, что мы тратим минимум материала при фиксированной проходимости трубы.
Кроме того, минимальная поверхность — это и минимальные потери тепла. В случае систем отопления и горячего водоснабжения это важно.
Достаточно восторгов
Однако в качестве несущего элемента любой конструкции привычная нам круглая трубы имеет ряд недостатков:
- Отсутствие плоскостей неудобно при стыковке с другими элементами конструкций при любом способе монтажа, включая сварку;
- Круглая труба сравнительно легко сгибается.
Сравнительно с чем?
При той же удельной тяжести на погонный метр прямоугольная профильная труба гнется куда хуже.
Откуда берется прочность?
Давайте возьмем в качестве образца простую ученическую линейку. Согнуть ее под небольшим углом нетрудно, верно? Однако если поставить ту же линейку на ребро — задача сделается невозможной.
Когда предмет, который мы пытаемся согнуть — профильная прямоугольная труба, две из ее сторон представляют собой те самые стоящие на ребре ученические линейки. Прочность такой трубы на изгиб практически не отличается от сплошного прутка аналогичного сечения. и, соответственно, стоимость — во много раз меньше.
Если одинаково сопротивляются изгибающему усилию, направленному перпендикулярно любой грани, то прямоугольная труба прочнее на изгиб вдоль более широкой стороны.
Раз так — логично предположить, что прямоугольные профильные трубы используют там, где вектор наибольшего усилия заранее известен. Типичный пример — перекрытия и каркасы балконов, где усилие обычно направлено вертикально вниз.
Совет: однако если эстетика неважна — двутавровая балка прочнее при той же удельной массе.
Как это делают?
Основные стадии производства, которые проходит металлическая труба прямоугольная профильная, выглядят так:
- Вначале подготавливается штрипс — заготовка из стального листа необходимой толщины;
- Затем он с нагревом или холодным сворачивается в трубу (обычную, круглую трубу);
- Стык проваривается;
- И тут происходит заветное — круглая труба прокатывается через специальные вальцы, придающие ей необходимую форму. В зависимости от того, при какой температуре труба меняет форму, различают горячедеформированные и холоднодеформированные профильные прямоугольные трубы.
- Затем сварной шов проходит неразрушающий контроль герметичности (герметичность не всегда нужна, однако качество шва влияет и на прочность);
- Холоднодеформированная труба нагревается до высокой температуры и потом медленно остывает — происходит так называемый отпуск. Благодаря этому исчезают внутренние напряжения в трубе, неизбежные после деформации в вальцах.
Максимальные размеры производящихся в России профильных труб — 350х450 миллиметров. Максимальная толщина стенок — 12 миллиметров. Разумеется, для производства необходимо весьма громоздкое и энергоемкое оборудование, которое на коленках в гараже не изготовить.
А вот выгнуть дугой трубы профильные прямоугольные абсолютно реально и в гараже. Для этого производятся и даже изготавливаются кустарно ручные и электрические вальцы. При небольшой доработке, кстати, они могут гнуть не только профилированные, но и обычные круглые трубы.
Области применения
Строительство
Металлоконструкциям, которые используют , нет числа. Тут и разнообразные торговые павильоны, и выставочные залы, и обыкновенные торговые ларьки, и гигантские стадионы, и навесы для хранения стройматериалов… Перечислять можно практически бесконечно.
Чаще всего в строительстве используются профильные трубы прямоугольные из обыкновенной стали без антикоррозионного покрытия. Разница в цене с оцинковкой и тем более нержавейкой при больших объемах (а в строительстве общий вес металлоконструкций порой идет на тысячи тонн) достаточно велика, чтобы на нее прогрунтовать металл, покрасить на несколько слоев дорогой фасадной краской и закрыть торцы пластиковыми или стальными заглушками.
Однако прямоугольная труба в строительстве может применяться не только в качестве несущей части конструкции, но и в качестве элемента декоративного оформления. И вот тут-то можно встретить и хромированные трубы, и изготовленные из нержавеющей стали.
Совет: если вы задумались, из какого материала изготовить декоративное ограждение — обратите внимание на биметаллические трубы, сочетающие основу из высокоуглеродистой стали и внешний слой из нержавейки.
При абсолютно той же, что у нержавеющей стали, прочности к износу и долговечности они намного дешевле.
При создании разборных конструкций для летних торговых павильонов подчас применяются и трубы прямоугольные профильные из алюминия и его сплавов. Они сочетают легкость транспортировки и сборки с достаточной прочностью конструкции.
Производство мебели
Обязательного образования в нашей стране вроде бы пока не отменили. А раз так — едва ли найдется хоть один человек, не посещавший вуз, среднюю школу или хотя бы детский сад.
Стало быть, образцы неказистой, но прочной школьной мебели известны всем. Они, как правило, сочетают каркас из профильной трубы (квадратной или прямоугольной) с пластиковыми заглушками, которые делают мебель менее травмоопасной и в меньшей степени вредящей состоянию пола, и спинками/сиденьями/столешницами из ДСП или фанеры.
Кроме того, профильная труба прямоугольная используется при производстве:
- Разнообразных навесных декоративных полочек и книжных стеллажей;
- Торгового оборудования. Легкие в сборке и достаточно прочные стеллажи для хранения товара из профилированных труб можно видеть в любой подсобке любого магазина.
Автомобильная промышленность
Вы ни разу не обращали внимание на багги — автомобили, несущие элементы каркаса которых доступны взгляду? Наверняка форма некоторых профилей покажется вам очень согласующейся с тематикой этой статьи 🙂
Из прямоугольной трубы часто делают и каркасы автоприцепов, и рамы мотороллеров, скутеров и мотоциклов. Даже посмотрев на некоторые модели детских велосипедов, мы увидим все ту же прямоугольную трубу.
Причина такого выбора — все в той же уникальной прочности по отношению к усилию на изгиб.
Сельское хозяйство
Стационарные и разборные теплицы имеют каркас, от которого требуются дешевизна, прочность и минимальный вес. Выбор материала и здесь самоочевиден.
Заключение
Прямоугольные трубы — несомненно, не единственно возможное решение ни в одной из областей своего применения. Но одно из простейших и наименее затратных.
Не так давно появилась профильная труба, но стала незаменимой частью металлоконструкций и строительных работ. По таким трубам прокладывают кабели, они органично сочетают круг и уголок. При изготовлении труб используют сталь. Профильные трубы бывают прямоугольные и квадратные. Большой спрос имеют трубы, применяемые для возведения зданий. Квадрат наиболее востребованный и распространенный профиль, из которого изготовляют металлоконструкции. Большое значение имеет толщина профиля. Такие трубы выдерживают нагрузки и обладают стойкостью, из них изготовляют прочные и легкие стальные каркасы. На прямоугольной профильной трубе указывается ширина и длина профиля. По уровню продаж трубы не уступают квадратным, на рынке стройматериалов пользуются большим спросом, купить профильную трубу вы можете на сайте.
Как выбрать трубу?
Компания предлагает реализацию и доставку профильных труб по выгодным ценам. Чтобы рассчитать вес трубы, воспользуйтесь справочными таблицами или используйте онлайн калькулятор на сайте. Выберите для этого сечение и вид профиля, поставьте нужный метраж и увидите вес в тоннах. Особенности профильных труб: долговечность, стойкость к перепадам температуры, механическая и химическая стойкость, 4 ребра позволяют трубам не деформироваться и выдерживать большие нагрузки.
Производятся подобные трубы в соответствии с ГОСТ, который предусматривает отклонение по весу, высоту, длину, радиус скругления, толщину стенки. Широкое распространение получило производство труб горячим деформированием прямошовной трубы. Заготовку, при этом, сгибают в форме трубы и сваривают шов.
Для чего применяется профильная труба?
Прямоугольная или квадратная профильная труба выполняется также холодной деформацией прямошовной трубы. Метод повторяет полностью горячую деформацию, но труба обрабатывается на стане холодной прокатки. Профильные трубы используются для создания металлоконструкций в качестве несущего элемента, для лестниц, перекрытий сложной формы, как балки для быстровозводимых зданий. Они также используются для строительства перегородок, автобусных остановок, заборов и других наружных конструкций. Основное преимущество профильных труб – экономичность. Благодаря ребрам жесткости и полой конструкции возможна большая экономия металла. Применение такой трубы дает возможность уменьшить расход строительных материалов. Благодаря легкости, возможно возведение высоких сооружений.
В этой статье мы расскажем о профильных стальных трубах, как об универсальном строительном материале. Речь пойдёт о различных способах применения и об их уникальных свойствах. Отдельно поговорим о том, по каким критериям следует выбирать квадратные и прямоугольные трубы.
Несмотря на сменяющие друг друга кризисы, загородное строительство продолжает развиваться, всё больше наших соотечественников хотят иметь свой собственный дом подальше от шумных мегаполисов. Древесина, бетон и кирпич являются традиционными материалами для возведения зданий, но никогда дело не обходится без металлопроката, так как все монолиты нуждаются в армировании, необходимы профили для каркасов, балки для перекрытий, сетки и профилированные листы.
Благодаря свариванию, из металла удаётся создавать изделия любой формы, при этом соединения имеют прочность не ниже, чем стальной массив. Кроме того, металлические детали можно гнуть и деформировать давлением, ковать под нагревом. Любые металлоконструкции всегда будут легче и компактнее аналогичных по функции элементов из камня и железобетона. При правильной сборке и грамотном уходе, они намного долговечнее, особенно если выбирать конкретный металл или марку стали, обеспечивающие заготовке подходящие для тех или иных условий эксплуатационные характеристики.
Если говорить о сложных пространственных металлоконструкциях для двора, то тут металлу вообще нет равных, ведь он выгодно отличается своей пластичностью и высокой несущей способностью. Беседки, лестницы, навесы, ограждения, ворота, скамейки, всевозможные каркасы — список безграничен. Чаще всего для этих целей применяется прут для создания кованых изделий и профильные трубы как элемент несущей системы. В нашей стране профильная металлопродукция стала активно применяться не так давно, но популярность квадратных и прямоугольных труб неуклонно растёт. Они становятся качественнее и дешевле, расширяется их ассортимент по размерам и типам сечения.
Что такое профильная труба
Обычно, когда речь идёт о трубах, мы представляем простой цилиндрический предмет. Именно так выглядят окружающие нас трассы коммуникаций, переносящие жидкость и газ. Круглое сечение трубы отличается лучшей пропускной способностью при минимальной площади поверхности. Это идеальная конфигурация для восприятия давления (не важно, внутреннего или внешнего). Однако далеко не во всех условиях круглая труба работает наилучшим образом. Например, она легко гнётся, что очень хорошо для выполнения цельных поворотов трубопровода, но весьма неблагоприятно для пространственной жёсткости различных конструкций. Совсем другими характеристиками и преимуществами обладают профильные трубы.
Профильная труба — это полое трубопрокатное изделие, имеющее любое сечение, кроме круглого. Также такие трубы называют «гнутыми профилями замкнутого сечения», «профтрубами». Чаще всего в разрезе мы увидим прямоугольник, квадрат или овал, хотя современные прокатные технологии позволяют получить и более сложные формы.
Плоскоовальные трубы по физическим свойствам мало чем отличаются от круглых, но они характеризуются повышенной декоративностью, поэтому часто применяются для создания мебели, элементов ограждения, дизайнерского оформления зданий. Другой момент — это большая площадь наружной поверхности при существенном снижении внутреннего объёма, что позволяет эффективно использовать овальные трубы в охлаждающих системах, где необходим максимальный отвод тепла от носителя (змеевики, радиаторы…). Кроме того, овальный профиль отличается повышенной гибкостью поперёк «длинной стороны», поэтому он считается «арочным».
Квадратные и прямоугольные трубы отлично выдерживают поперечные нагрузки, из-за чего используются для создания строительных несущих систем и различных элементов мебели. Из строительных замкнутых профилей собирают каркасы архитектурных сооружений, которые потом обшиваются листовыми материалами, из них делают балки перекрытия, фермы, стойки, колоны. Профильные трубы строительного и общего назначения необходимы для армирования ПВХ окон, для сборки коробок и полотен металлических дверей. Из профтрубы изготавливаются малые архитектурные формы (павильоны, бытовки, киоски, теплицы) а также станины, стеллажи, рекламные носители. Почти всегда она незаменима, если нужно на участке сделать ворота или навес. По многим причинам профильные трубы являются лучшим материалом для изготовления стоек и переборок забора с заполнением пролётов сеткой-рабицей, профнастилом, коваными секциями.
Трубы для мебели не испытывают серьёзных нагрузок и, как правило, не подвергаются негативным воздействиям окружающей среды. Поэтому мебельные профильные трубы отличаются меньшими габаритами сечения, небольшой толщиной стенок, повышенными требованиями к качеству поверхности. Такую трубу можно увидеть в конструкции металлических скамеек и качелей, школьных парт и стульев, кроватей и прочей «общественной» мебели.
Как изготавливают профильные трубы
Производство профилей замкнутого сечения осуществляется аналогично круглым трубам. На специальных трубосварочных станах листовые заготовки (штрипсы) изгибаются в цилиндр, и получившийся продольный шов проваривается. Затем цилиндрическая труба прогоняется через систему дополнительных валков, где она с усилием в сотни тонн обжимается до необходимого сечения. После этого уже профильное изделие нагревается, чтобы «отпустить» неизбежно напряжённый после механического воздействия металл. В зависимости от того, нагревается ли заготовка при вальцевании, трубы разделяют на холоднокатаные и горячекатаные. Далее проверяется качество шва и геометрия профиля, изделия нарезаются по длине и складируются. Потребителю профтрубы отгружаются в связанных пачках весом до 5 тонн. Для защиты металла трубы могут быть покрыты смазкой и упаковываться в металлические короба.
Не всегда профиль замкнутого сечения изготавливают из электросварной трубы. Есть бесшовные профильные изделия, которые прокаткой на калибровочных валках получают из цельнотянутой круглой трубы. Цельнотянутая труба не имеет шва, так как производится из сплошной цилиндрической заготовки — «штанги». Бесшовная профильная труба отличается повышенной устойчивостью и герметичностью, при этом она значительно дороже.
Процесс изготовление и проектные характеристики овальных труб регламентируются ГОСТом 8642-68. Строительные квадратные трубы делают по ГОСТ 30245-2003, ГОСТ 8639-82, для прямоугольных профилей применяют ГОСТ 8645-68 и ГОСТ 30245-2003. Тонкостенные мебельные трубы должны отвечать ряду ТУ, например, ТУ 14-105-737-2004. Данные нормативные документы недвусмысленно указывают:
- допустимые геометрические размеры сечения;
- толщину стенок;
- массу на погонный метр;
- радиус закругления на углах;
- номинальную длину изделий;
- предельные допуски и определяющие качество дефекты;
- степень сопротивляемости механическим воздействиям;
- требования к маркировке.
Таким образом, если вам необходимо приобрести партию проката для создания прочных изделий высокого качества, сортамент и соответствие трубы нормам можно легко проверить с помощью простого измерительного инструмента.
Технологические преимущества профильных труб
Безусловно, основное преимущество прямоугольной или квадратной профтрубы — это её существенная пространственная жёсткость, по сравнению с трубой круглого сечения. Всё дело в том, что такой замкнутый профиль имеет четыре ребра жёсткости (по два в каждой взаимно перпендикулярной плоскости). Когда профтруба используется в качестве несущего бруса, и нагрузка прилагается под прямым углом к одной из плоскостей, то сопротивление изделия при изгибе будет примерно на 30 процентов выше, чем у равного по весу аналога из круглой трубы. Данный показатель будет близок к характеристикам сплошного металлического прутка, так как основную работу по сопротивлению изгибающим и скручивающим нагрузкам выполняют его грани. Если вектор действия силы известен, то вместо квадратного сечения можно применить прямоугольное, расположив длинную сторону профиля по линии воздействия (например, для балки, на которую действует сила тяжести — вертикально, а для стойки забора — поперёк фронтальной плоскости обшивки). Использование прямоугольной трубы вместо квадратной позволяет снизить материалоёмкость изделия примерно на 10-20%.
Небольшая материалоемкость определяется высокой пространственной жёсткостью металлоконструкций из квадратной профильной трубы. Из-за наличия внутренних полостей экономия на металле составляет, например, в сравнении с двутавром или прутом, до 25-30%. Как следствие, собранные металлоконструкции становятся на треть легче, что снижает нагрузку на фундаменты и несущие элементы здания. Кроме того, несущая способность любого каркаса с пролётами (балки, фермы) рассчитывается с учётом не только рабочего веса (для крыши — это материал кровли + снег; а для межэтажного перекрытия — люди + мебель). Также берётся во внимание тот факт, что он также должен нести ещё и сам себя. Иными словами, снижая вес конструкции, мы увеличиваем допустимую полезную нагрузку — несущую способность. Небольшая масса материала и готового изделия позволяет в большинстве случаев обойтись без применения грузоподъёмной техники.
Прочность квадратных труб позволяет в металлоконструкциях применять более тонкое сечение профиля, что для многих сооружений имеет не последнее значение. Из-за малой площади наружной поверхности снижается аэродинамическое сопротивление изделия, следовательно, конструкция может выдерживать большие ветровые нагрузки. По той же причине увеличиваются световые проёмы, так как используются довольно узкие металлические переборки. Также имеет место экономия на защитных и декоративных лакокрасочных материалах.
Благодаря плоским поверхностям, трубы квадратного и прямоугольного сечения технически намного проще обработать, чем круглые. Их легче грунтовать и окрашивать, защитные составы лучше держатся на плоскостях. Подобная металлопродукция, например, по сравнению с двутавровой балкой или швеллером, не имеет труднодоступных для обработки зон, что положительно сказывается на коррозийной устойчивости собранного изделия. Таким образом, конструкция, где все поверхности «на виду», лучшим образом соответствует санитарным и гигиеническим требованиям, более эффективной становится огнезащита металлических каркасов и несущих элементов.
Плоские грани профтрубы обеспечивают ей отличную эргономику, которая так ценится в строительстве. Эти профили замкнутого сечения устойчиво стыкуются с любыми конструктивными элементами, их очень удобно прокладывать по несущим плоскостям. Профильные трубы занимают минимум места возле основы, не образуют мёртвых зон в каркасах. В них удобно вкручивать самонарезные винты, они легко обшиваются листовыми материалами.
Ещё один важный момент — это удобство работы по соединению прямоугольных или квадратных труб, а, следовательно, и увеличенная скорость монтажа. Например, чтобы изготовить угловой отвод, нет необходимости делать на заготовке фигурных вырезов, как если бы приходилось стыковать трубы круглого сечения. Сваривать по линии проще, чем по окружности, могут применяться автоматические и полуавтоматические аппараты, намного удобнее контролировать качество шва. Прямоугольные и квадратные трубы хорошо фиксируются друг относительно друга струбцинами. Элементы плоской рамы перед свариванием могут быть полностью разложены на любой рабочей поверхности и оставаться на своих местах. Сборка узловых соединений может вестись не только с помощью сварки, наличие плоскостей позволяет применять механические варианты — стягивающие болты, различные муфты и фитинги, накладные перфорированные пластины в сочетании с самонарезными винтами.
Наличие плоскостей обеспечивает профтрубам хорошую устойчивость при хранении и транспортировке, они могут упаковываться в прямоугольные пачки. Тогда как круглые трубы, особенно большого диаметра, из-за своей способности перекатываться являются источником повышенной опасности — перевозятся и грузятся специальным транспортом и выкладываются только «пирамидой».
Квадратные и прямоугольные трубы в силу своей геометрии не могут выдерживать такое же давление, как аналогичные по весу трубы круглого сечения. У замкнутых профилей меньше внутренний объём и при этом больше поверхность соприкосновения (увеличивается трение) с транспортируемым материалом. Поэтому они редко применяются для создания инженерных коммуникаций.
Как выбрать профильную трубу
Чтобы металлоконструкция обладала проектными эксплуатационными характеристиками и достаточной долговечностью, необходимо тщательно выбирать тип профильной трубы. Существует множество критериев классификации, и каждый из них отображает те или иные свойства данной продукции.
Способ производства
В зависимости от особенностей производственного процесса профильные трубы, как и традиционные круглые, разделяются на: сварные и бесшовные, горячекатаные и холоднокатаные.
Горячекатаные трубы (изготавливаются из горячекатаного штрипса) — являются строительными и общего назначения, они применяются для создания уличных металлоконструкций, а также для возведения строительных опор и несущих каркасов. Они, из-за высокотемпературной обработки заготовок, отличаются некоторой шероховатостью поверхности, но зато не имеют внутренних напряжений. Горячая прокатка позволяет изготавливать профтрубы большого диаметра (от 80х80) и с увеличенной толщиной стенок. Так как легированную и высокоуглеродистую сталь на высоких температурах деформировать легче — то трубы ГК часто обладают антикоррозийными свойствами. Горячекатаные профильные трубы существенно дешевле холоднокатаных.
Холодная прокатка профильных труб на высокотехнологичных станах позволяет изготавливать профили очень высокого качества. Это касается чистоты поверхности и точности геометрических размеров (в том числе, малая шероховатость плоскостей, небольшой радиус скругления углов). Данный тип трубы выбирают для создания тех изделий, к которым предъявляются повышенные эксплуатационные требования. Это — так называемые «мебельные» профтрубы с небольшими сторонами (от 10 до 40 мм) и малой толщиной стенки (до 1,5 мм). Деформация заготовки без применения высоких температур делает профильную трубу более устойчивой к внутреннему или наружному давлению, при этом она более податлива к изгибанию.
Бесшовные трубы имеют куда большую прочность, чем электросварные, так как некачественный шов может являться слабым местом. Кроме того, горячедеформированные бесшовные трубы обычно изготавливаются с большой толщиной стенки — до нескольких сантиметров. Трубы без шва отличаются устойчивостью к высокому давлению, пластичностью, хорошим качеством поверхностей.
Материал изготовления
Профильные трубы могут производиться из любой углеродистой стали (ГОСТ 380-2005 или ГОСТ 1050-88) 08пс, 1пс, 2пс, 1сп/пс, 2сп/пс, Ст3сп/пс, Ст3сп/пс5, 10, 20, 35, 45, 15ХМ и так далее. Для ответственных участков часто применяются профтрубы из высокопрочной низколегированной стали 09Г2С (ГОСТ 19281-89).
Улучшенными антикоррозийными свойствами обладают профильные трубы, покрытые тонким слоем цинка, которые ржавеют в 5-7 раз медленнее, чем обычные чёрные. Цинкование происходит погружением трубы в цинковый расплав или напылением. Защищаться может как внутренняя поверхность, так и наружная.
Практически абсолютную устойчивость к коррозии показывают профильные трубы из нержавеющей стали, которые изготавливаются обычно из марки AISI 304 и AISI 316, немного реже — из AISI 439, 430, 409. В основном они применяются для выполнения архитектурных деталей здания и не так часто — для создания несущих каркасов. Профтруба из нержавейки отличается стойкостью к истиранию, жаропрочностью, разнообразием вариантов финишной обработки (шлифование, полирование, пескоструйная текстура, травление…).
Какой бы материал не применялся для производства прямоугольных/квадратных труб, требования к геометрии замкнутых профилей будут идентичными.
Скругление углов
Этот параметр нормируется действующими ГОСТами, по которым трубы произведены. Оптимальным считается радиус угла в 2S (удвоенная толщина стенки), или 2,5S — для труб со стенками толщиной свыше 2,5 мм. В зависимости от условий изготовления и характеристик оборудования, на деле радиус скругления углов зачастую больше проектного, что позволяет производителю сделать профильные трубы легче и дешевле. Трубы со сверхмалыми скруглениями выглядят красивее, но они тяжелее и дороже стандартных. Заметим, что слишком круглые (маленькое ребро жёсткости) и слишком прямые углы (большой собственный вес) могут снижать несущие способности конструкции.
Толщина стенок
Разделение труб по толщине стенок является довольно условным. Здесь во внимание необходимо брать соотношение наружного диаметра к толщине наружной стенки. Трубный прокат считается тонкостенным, если это соотношение не превышает отметку в 0,025, при показателе в 0,05 — труба называется стандартной, толстостенное изделие имеет соотношение 0,1 и выше. В любом случае, технология такова, что чем больше сечение трубы — тем больше толщина стенок. Основные ГОСТы чётко указывают, какие варианты этого соотношения допустимы при том или ином способе производства трубы (горячая прокатка или холодная прокатка). Например, квадратная труба со стороной 180 мм и стенкой 4-14 мм может быть произведена только горячим деформированием. Стенка замкнутых профилей может варьироваться по толщине в пределах 1-12 мм, естественно, для более нагруженных конструкций (допустим, для опор) следует применять трубы с более массивными стенками.
Особые механические свойства
Классификация профильных труб, в зависимости от механических и химических свойств заготовки, может рассказать нам о назначении трубы. Для данного вида металлопродукции применяется следующая маркировка:
- А — нормированы только механические характеристики (сталь ГОСТ 380-2005, ранее ГОСТ 380-88);
- В — нормированы и механические характеристики, и химический состав (сталь ГОСТ 380-2005 или ГОСТ 1050-88).
Нормирование по классу «В» обычно предполагается для профильных труб большого размера, так как они обычно используются для изготовления несущих строительных конструкций. При температуре от -20 до +20 они проходят испытания на ударную вязкость. Этот же тест проводится после механического старения металла. Гидравлическим испытаниям профильные трубы не подвергаются, но некоторые производители могут их проводить по своей инициативе, и, соответственно, гарантировать корректную эксплуатацию изделий при конкретном давлении. Таким профильным трубам присваивается категория нормирования «Д».
Очевидно, что профильные трубы являются очень удобным для работы, по-настоящему универсальным строительным материалом, который в частном строительстве просто незаменим. Сложно переоценить технологические и финансовые преимущества, которые мы получаем, используя замкнутый профиль квадратного или прямоугольного сечения. Опытные мастера уже давно сделали свой выбор.
Турищев Антон, рмнт.ру
Купить профильную трубу сегодня можно на каждой металлобазе и практически в любом магазине строительных материалов. При этом мало кто задумывается о таких интересных вопросах, как способы производства этого изделия, его разновидности и преимущества одного типа над другим. Как правило, люди в лучшем случае могут вспомнить только лишь отличия профильной трубы от обычной. Да и то далеко не все.
Казалось бы, ничего сложного в этом нет. Обычная труба, которой придали форму квадрата или прямоугольника. Но все не так просто. Как с формой, так и с методом ее получения.
Технологические особенности профилирования
Исходным материалом для производства этого изделия является обычная труба с круглым сечением. Это может быть как простая электросварная, так и труба стальная бесшовная . А еще можно встретить профильную трубу из алюминиевых сплавов и прочих материалов. Хотя все же самым популярным материалом является сталь.
Но не всякая сталь подходит на эту роль. Для того чтобы труба выдержала деформацию, сохранила при этом свою целостность и равномерность, приходится использовать качественные сорта стали, отличающиеся высокими показателями однородности и пластичности. Часто это легированные сорта, а порой даже и нержавейка.
Теперь о самом процессе формовки. По сути, это контролируемая деформация. Которая обязательно сопровождается нарушениями внутренней структуры, возникновением напряженностей в металле. А это отрицательно сказывается на механической прочности и долговечности изделия.
Для борьбы с последствиями деформации используется дополнительная термическая обработка — прогревание, прокаливание. Существует две технологии — горячее деформирование и холодное. Разница аналогична той, которая имеется в производстве листового проката. При горячем деформировании круглая труба вначале нагревается до таких температур, когда металл становится мягким, и уже в таком состоянии подвергается профилированию. При холодном труба вначале деформируется без нагрева, а потом прогревается в специальной печи для снятия возникших напряженностей в металле. У каждого способа есть свои достоинства и недостатки.
Горячедеформированная труба дешевле, так как техпроцесс ее производства более простой и менее затратный. Но эта технология в принципе не позволяет получить профиль с высокой точностью. Другими словами, отклонения по размеру будут больше, чем у холоднодеформированной трубы. Это объясняется тем, что невозможно обеспечить равномерный прогрев металла при его прокатке на станке. Второй недостаток заключается в том, что при горячей формовке изделие подвергается воздействию атмосферного воздуха, который формирует на поверхности трубы окалину. Это тоже сказывается отрицательно на качестве изделия.
Холодная деформация лишена этих недостатков, но имеет свои. Для профилирования холодного металла нужно большее усилие, соответственно, необходим станок более высокой мощности и прочности. В техпроцессе возникает дополнительная процедура, которая увеличивает общее время изготовления и стоимость готовой продукции.
В итоге тем, кто решил - «куплю профильную трубу подешевле», стоит обратить внимание на горячедеформированное изделие. Тем же, кому нужен более качественный продукт, пусть и дороже, стоит искать профиль холодной прокатки.
Труба стальная бесшовная как материал для профилирования
Теперь несколько слов о выборе трубы. Сегодня практически все стальные трубы производятся либо электросваркой, либо по бесшовной технологии. И оба этих типа применяются при производстве профильных труб.
По объему преобладает производство из электросварной трубы. Этот вариант дешевле и мало чем уступает бесшовной. В большинстве случаев можно смело выбирать трубу со швом и не волноваться.
Но в некоторых случаях все же приходится покупать более дорогой профиль из трубы стальной бесшовной. Тогда, когда нужна высокая прочность или когда профильная труба будет работать под большим давлением.
Ведь сварной шов при всех своих преимуществах все же несколько снижает прочность изделия. Металл в месте сварки слабее на 10-15 процентов. Бесшовная труба этого недостатка лишена.
Форма трубы
Решив купить профильную трубу, нужно определиться с необходимой формой изделия. Точнее — профилем. Самые распространенные - с квадратным и прямоугольным профилем, реже встречаются с овальным. Ну а шестигранные и прочие можно считать настоящей экзотикой.
Квадратная труба проста до безобразия. Четыре грани, четыре угла. Ее удобно использовать при создании различных конструкций именно из-за того, что все стороны одинаковы. Из нее собираются несущие конструкции, каркасы и прочее.
Прямоугольная мало чем отличается от квадратной. Она всего лишь более прочная в одной плоскости. Если заранее известно, что основная нагрузка будет именно в одном направлении, то выбор прямоугольной трубы вполне оправдан. Она будет дешевле и легче аналогичной по прочности квадратной.
Труба с овальным профилем менее удобна в монтаже, так как предлагает только две плоскости. Зато она лишена углов, соответственно, прочнее и долговечнее. Да и внешне она выглядит привлекательнее, поэтому именно овальную трубу чаще всего используют в отделочных работах. Справедливости ради стоит отметить, что на самом деле профиль этой трубы не является эллипсом. Но ведь настоящий овал вообще мало кому нужен, да и в производстве сложен.
Еще один интересный момент. В большинстве случаев покупают профильную трубу для сборки конструкций. Поэтому многие забывают, что ее можно использовать и как обычную трубу — для транспортировки сыпучих, жидких или газообразных веществ. Ведь профиль после изготовления проходит обязательную проверку на целостность. И в таком применении профильная труба также имеет некоторые плюсы. В частности, ее легче монтировать на плоскую поверхность.
В целом же можно отметить, что далеко не все преимущества этого изделия раскрыты инженерами и строителями.
представляют собой полые стержни квадратного или прямоугольного сечения, иначе известные как квадратные или прямоугольные трубы. Прямоугольная труба отличается от квадратной трубы только площадью сечения и иногда толщиной. А от обычной круглой профильную трубу отличает малый вес, поэтому она успешно применяется в каркасных и соединительных частях построек. Профильные трубы почти никогда не используются для монтажа инженерных коммуникаций. Они применяются в качестве строительной арматуры и конструкционного элемента, поэтому и называются профильными. По сути, изделие используется как металлический брус, но в силу наличия четырёх ребёр жесткости и малой массы без существенного изменения прочности на изгиб, имеет широкое применение в строительстве. Как известно, основная нагрузка при изгибе бруска приходится на крайние участки, то есть у металлического бруса сердцевина в данном случае не подвергается сильным деформациям, что и позволяет с равным успехом использовать профильную трубу. Выигрыш по массе позволяет экономить на металле и использовать более сложные с инженерной точки зрения конструкции. Для изготовления трубы профильной может использовать любой металл, но предпочтение обычно отдаётся стали.
Прямоугольные и квадратные трубы, как и обычные, по способу производства делятся на разные типы - горячекатаные, холоднокатаные, бесшовные, электросварные. Причем горячекатаные или по-другому горячедеформированные трубы становятся заготовкой для изготовления холоднокатаных. Благодаря своей универсальной форме квадратные и прямоугольные трубы профильного типа используются не только во внутренних каркасных конструкциях зданий, но и во внешней их отделке.
Технические требования на профильные трубы регламентируются ГОСТ 13662-86. Данный стандарт распространяется на профильные горячедеформированные, холоднодеформированные, электросварные и электросварные холоднодеформированные трубы общего назначения из углеродистой стали. Сортамент на квадратные трубы регламентируется ГОСТ 8639-82. Данный стандарт распространяется на стальные бесшовные горячедеформированные и холоднодеформированные электросварные и электросварные холоднодеформированные трубы. Сортамент на прямоугольные трубы регламентируется ГОСТ 8645-68. Данный стандарт распространяется на стальные бесшовные горячекатаные, холоднотянутые и электросварные прямоугольные трубы.
Трубы профильные бывают термически обработанными или без термической обработки из сталей марок ст2сп/пс/кп, ст4сп/пс/кп по ГОСТ 380-88, марок 10, 20, 35, 45, 08кп по ГОСТ 1050-74. Трубы изготавливают:
- немерной длины:
- мерной длины:
- длины, кратной мерной:
- бесшовные горячедеформированными — от 4 до 12,5 м,
- бесшовные холоднодеформированные и электросварные — от 1,5 до 9 м;
- бесшовные горячедеформированные — от 4 до 12,5 м,
- бесшовные холоднодеформированные — от 4,5 до 9 м,
- электросварные — от 5 до 9 м;
- бесшовные горячедеформированные — от 4 до 12,5 м с припуском на каждый рез по 5 мм,
- бесшовные холоднодеформированные — от 1,5 до 9 м с припуском на каждый рез по 5 мм,
- электросварные — любой кратности, не превышающей нижнего предела, установленного для мерных труб.
Металлические профильные трубы прямоугольного и квадратного сечения обычно используют для изготовления деталей, имеющих форму плоских рам, а также там, где необходим повышенный момент сопротивления при плоском изгибе, что очень часто требуется в несущих конструкциях. Такое применение металлической профильной трубы квадратного сечения вполне оправдано, так как она имеет момент сопротивления плоскому изгибу на 30% выше, чем у равной ей по весу круглой трубы. Применение цельной профильной трубы в качестве каркаса, при изготовлении ставен на окна или ворот для гаража, многократно увеличит прочность и устойчивость к механическим деформациям. Из металлических профильных труб собирают различные перекрытия, фермы, легкие металлоконструкции, лестницы, перила, павильоны, торговое оборудование. Если плоский изгиб прилагается только к одной из сторон металлической профильной трубы квадратного сечения, то можно вместо квадратной использовать трубу прямоугольного сечения. Это позволит достичь еще до 10% снижения общего веса конструкции при сохранении тех же прочностных характеристик.
В зависимости от того, где и как будет использоваться профильная труба, зависят и ее размеры. Например, в автомобилестроении широко используются квадратные профилльные трубы со сторонами от 25 до 100 мм и со стенкой толщиной от 3 до 8 мм, а так же прямоугольные, размеры которых варьируются от 40x25x3, до 100x50x7 мм.
Если профильные трубы рассчитаны на эксплуатацию при повышенном внутреннем давлении, то тогда увеличивается толщина их стенок. Такие толстостенные трубы применяются, например, в теплообменниках и коллекторах паровых котлов.
В последнее годы все более четко прослеживается тенденция к использованию металлических профильных труб в строительстве. Они находят применение практически везде — в армировании металлопластиковых окон, в возведения несущих конструкций, и даже в качестве декоративных или отделочных элементов. Преимуществами использования прямоугольных и квадратных стальных профильных труб в строительстве являются:
- уменьшение металлоемкости объектов (к примеру, при использовании в качестве колонн экономия металла составит порядка 25% по сравнению с применением двутавровой балки);
- увеличение скорости и удобства монтажа возводимых зданий и сооружений;
- повышение коррозионной стойкости металлоконструкций (по сравнению с другими видами сортового проката);
- обеспечение соответствия санитарно-гигиеническим нормативам, легкость санитарной обработки и дезинфекции;
- обеспечение огнезащиты и соответствия противопожарным нормам, простота обработки специальными средствами;
- холодногнутые электросварные профильные трубы могут эффективно заменить традиционные виды строительного металлопроката: балку, швеллер, уголок;
- возможность применения большого разнообразия дизайнерских и архитектурных решений для создания современных форм и пропорций и т.п.
Формы современных металлических профильных труб, а так же их виды, и области применения разнообразны. Причина — в том, что такие трубы имеют, по сравнению с традиционными трубами, большую механическую прочность. Поэтому при сохранении ими тех же прочностных характеристик, достигается значительное снижение веса (на 25-35%) по отношению к круглым трубам. Более удобная при сборке различных конструкций форма и лучший дизайн, так же делают использование профильных труб предпочтительным по сравнению с традиционными.
Применение профильной трубы
Широко применяется профильная труба не только в строительстве, но также на фабриках и заводах, которые специализируются в производстве мебели. Идеальным материалом для изготовления несущих конструкций послужит труба 200Х200 или 150Х150. Стенки таких изделий достаточно толстые: от шести до двенадцати миллиметров. Характеризуются высокой степенью устойчивости к большим нагрузкам и экономичностью. Труба 120Х120 имеет стенки толщиной от шести до девяти миллиметров и применяется в основном в строительстве. Еще более тонкими стенками обладает труба профильная 100Х100. Она входит в категорию горячедеформированных и холоднодеформированных бесшовных труб, которые могут выдерживать большие нагрузки. Но, в соответствии с толщиной стенок, такие изделия должны применяться в качестве несущих конструкций максимум в малоэтажных сооружениях. Труба профильная 100Х100Х4 вес имеет небольшой, поэтому не отяжеляет каркаса здания. Особая категория профильных труб нашла широкое применение в промышленности. Серия 09r2c представляет собой стальные гнутые профили замкнутого типа различных размеров (от 60Х60 до 2550Х250). Эти изделия очень прочные и долговечные. Для того чтобы купить профильную трубу, нужно сначала определить способ ее применения. Именно от этого зависит правильный выбор. Профильные трубы нашли применение не только в строительстве, но также в промышленности и в быту. Мастера-»золотые руки» используют прочные металлоконструкции где угодно: на даче, дома, в гараже. Профильная труба послужит отличным каркасом для калитки или с легкостью заменит железобетонные столбики забора. Монтаж можно проводить не только с помощью сварки, но и скреплять болтами необходимые части конструкции.
Купить трубу профильную Вы можете, в компании ООО « АОС»
Статьи по теме
