Профильная труба – материалы, производство, применение

Трубный металлопрокат предназначен не только для создания трубопроводов. Целый вид труб для транспортировки жидкостей или газов используется редко, но зато находит самое широкое применение в целом ряде других сфер – от строительства оград до автомобилестроения. Это – профильные трубы, которые вместо круглого сечения могут иметь овальное, прямоугольное или квадратное. Кроме того выпускаться могут трубы и более редких профилей – шестигранники, треугольники – и т.д. В принципе по специальному заказу трубе можно придать любой профиль – но стоить такая экзотика будет намного больше обычной, да и надобность в такой экзотике возникает нечасто.

Что нужно знать о технологии при выборе профильной трубы?   

Прежде всего то, что производиться труба может разными способами, а именно: 

- деформированием бесшовной горячекатаной трубы

- деформированием бесшовной холоднокатаной трубы

- деформированием сварной прямошовной трубы

- формированием сварной профильной трубы из стальной полосы (штрипса).

Во всех первых трех случаях профильная труба получается после обработки трубы круглого сечения профилирующими вальцами. Считается, что трубы, изготовленные таким способом, будут не столь прочны, как их собратья круглого сечения, но более дороги.

Первые два способа являются наиболее дорогими – и применяются довольно редко, только там, где от профильных труб требуются одновременно высокая надежность при больших нагрузках и безопасность. Но там где такие требования присутствуют, можно, как правило, использовать и непрофильные круглые трубы. Кроме того, у профильных труб есть еще один недостаток, который препятствует их применению в трубопроводах – такие трубы невозможно соединять при помощи нанесения резьбы.

Гораздо более дешевым является способ получения профильной трубы из стальной полосы (штрипса). В этом случае рулон штрипса нужной ширины помещается в барабан и стальная лента пропускается через валки, формирующие из нее нужный профиль, а стык обрабатывается высокочастной сваркой, образующей шов.

После этого изделия для снятия внутренних механических напряжений подвергаются нагреву и проходят неразрушающий (ультразвуковой) контроль сварного шва.

Выгода этого метода – в его непрерывности: станок с вальцами может работать непрерывно до тех пор, пока штрипс в барабане не закончится – соответственно, нет и ограничений на длину профильной трубы.

Отсюда вывод: если нужная вам труба не должна в процессе эксплуатации подвергаться высоким нагрузкам по давлению «изнутри», то лучше воспользоваться сварной профильной трубой из штрипса.

Кроме того, нужно еще иметь в виду, что произвести профильную трубу из одношовной круглой можно и в не фабричных условиях на довольно простом станке. Некоторые предприниматели так и делают – и не тратят силы и энергию на последующую термическую обработку своей продукции. Если произведенные ими таким способом профильные трубы поставляются компаниям, производящим мебель или занятыми сооружением оград и заборов, то ничего страшного – там подойдут и такие образцы.

Но тем, кто покупает профильные трубы для более ответственных работ (например – строительных) имеет смысл перед покупкой выяснить кем и как продукция произведена. Или (что лучше) положиться на репутацию хорошо известного и надежного производителя.

Профильные трубы – виды и выгоды  

Профильная труба, как уже говорилось, плохо подходит для водо- и газо-проводов, поскольку отличается совсем другими полезными свойствами. Чтобы с ними определиться, посмотрим, какими бывают стальные профильные трубы:

-овальными

-квадратными

-прямоугольными.

Чем же они хороши?

Овальная труба часто применяется при декоративном оформлении зданий, подъездов и жилых помещений (особенно при сооружении всяких ограждений и перил), поскольку в виде декоративного элемента она весьма удобна и эффектно смотрится.

Но это далеко не единственное ее достоинство. Дело в том, что главное свойство круглых труб (минимальная площадь при максимальном объеме) не всегда полезно: когда речь идет о змеевиках охлаждения площадь удаления для тепла должна быть как раз побольше. Поэтому в них овальные в сечении профильные трубы будут более подходящим вариантом.

Другое дело, что такой вариант будет дорогостоящим – изготавливать змеевики можно будет только из бесшовных (другие не годятся) профильных труб и в заводских условиях.

Квадратная труба будет выгодно отличаться от круглой там, где конструкции придется иметь дело с поперечными нагрузками. Круглые трубы хорошо держат внутреннее давление, но относительно легко гнутся. Поэтому использовать их в качестве несущего элемента нельзя. А вот квадратные трубы с четырьмя ребрами жесткости – очень даже можно. Поперечная прочность у профильной трубы квадратного сечения будет такой же, как и у стального прута такого же сечения; но вес и расход металла в этом случае будет куда меньшим.

Прямоугольная труба обладает теми же свойствами, что и квадратная, но с одним нюансом: ее удобно применять там, где точно будет известен вектор нагрузки. Например – если сооружаем балкон с опорами на колонны, то для перемычки между ними стоит использовать именно прямоугольную трубу, причем поставив ее на узкую сторону. При этом считается, что профильная прямоугольная (или квадратная) бесшовная труба способна выдерживать на 10-15% большие нагрузки, чем изготовленная из штрипса.

Общие преимущества профильных труб 

Все профильные трубы обладают общим набором плюсов.

Во-первых они гораздо легче металлического бруса при той же прочности.

Во-вторых они из-за меньшего веса и большей компактности гораздо удобнее при транспортировке (в прямоугольный кузов автомобиля прямоугольный профиль можно уложить гораздо плотнее, чем круглый) и в хранении.

В-третьих – профильные трубы, произведенные по наиболее распространенной технологии отличаются невысокой стоимостью, что делает их использование в различных сферах весьма выгодным.

В-четвертых – относительно небольшой вес профильных труб позволяет возводить сооружения из них без применения специальной техники. 

Где применяются профильные трубы?

Принцип использования профильных труб универсален: он равно может использоваться в мебельной отрасли и в строительстве. Но именно в строительной сфере профильный прокат используется чаще всего, составляя серьезную конкуренцию деревянному брусу и железобетонным балкам. Особенно удобен профильный прокат при сборке легких каркасных конструкций – от детских площадок и торговых павильонов до ангаров и складов.

При этом размер конструкции ограничивается только размерами самого профиля. Если он достаточно велик, то из него можно собирать каркасы таких внушительных зданий, как торговые центры фирмы «ИКЕА», стадион «Локомотив», «Крокус-Сити», вокзальный комплекс «Ладожский» в Санкт-Петербурге и др. Кроме того профильные трубы широко применяются в сельскохозяйственном машиностроении при сборке комбайнов и различных навесных приспособлений для тракторов.

Как соединить профиль? 

Разумеется, при строительстве крупных архитектурных объектов наилучшим (и едва ли не единственно возможным) средством их соединения будет сварка. Но если размах строительства не столь масштабен, то сборка конструкций из профильных труб может производиться гораздо быстрее – при помощи хомутов «краб-системы», которые могут соединять несколько труб. «Крабы» могут быть Х-, Г- и Т-образными.

А соединением профильных труб, применяемых в мебельной промышленности, все еще проще – они соединяются просто болтами разной длины. 

Что говорят ГОСТы? 

Для трех наиболее распространенных видов профильных труб разработаны свои ГОСТы:

-для труб с квадратным сечением - ГОСТ 8639-82

-для прямоугольных труб – ГОСТ 8645-68

-для овальных труб - ГОСТ 8642-68

Металлом для изготовления таких труб, в соответствии с этими документами, чаще всего является низколегированная углеродистая сталь марок 10–45, Ст2, Ст4, 08кп, 10, 20 и низколегированных 09Г2С, 17ГС (соответствующих требованиям ГОСТ 1050-88 и ГОСТ 380-94). 

Квадратная труба, согласно своему ГОСТ 8639-82, может изготавливаться с ребром от 10 до 180 мм и толщиной стенки от 1 до 6 мм. Площадь сечения трубы может быть от 0,343 см² до 89,59 см² для максимального. Масса 1погонного метра такой трубы колеблется в пределах 0,269–70,33 кг.

Для прямоугольных труб ГОСТ 8645-68 определяет основные параметры профиля, а именно: ширину (А), высоту (В), толщину стенок (s) и угол спрямления (R)

Самые используемые длины квадратного и прямоугольного профилей – 6 и 12 м.

Фото схематического изображения поперечного разреза трубы позволит быстрее сориентироваться в величинах размеров.

Овальная труба выпускается с размерным рядом от 6 мм по ширине (А) и от 3 мм по высоте (В) до 90 мм (А) при 32 мм (В). Наружный диаметр скругления по большему радиусу (длине) возможен от 5,42 до 114,56 мм, по меньшему (ширине) – от 1,03 мм до 9,95 мм. При таких размерах 1 м трубы может весить от 0,0513 до 4,1 кг. Для таких изделий ГОСТ 8642-68 определяет сортамент с максимальным показателем высоты (В) в 50 мм при ширине (А) в 80 мм. В сортаменте профильной трубы имеются изделия специальных размеров, выпускающиеся под заказ. 

Ещё один показатель сортамента профильной трубы – это толщина её стенок, которая может быть от 1 до 18 мм. При этом тонко- и толсто-стенность профильной трубы определяется не абсолютным значением толщины стенки, а ее отношением к диагонали сечения трубы.

Чтобы профильная труба считалась толстостенной, толщина стенки (s) должна быть не менее 0,1 от диагонали.

ГОСТы также определяют длину, с которой могут выпускаться профильные трубы: 

Конструкции, собранные из профильных труб надежны, долговечны и экономичны.

Во всем мире трубчатые конструкции используются все чаще, поскольку новые марки стали прекрасно показывает себя и позволяют использовать профильный прокат даже в экстремальных условиях низких температур и высоких механических нагрузок.

Видео по теме:

Недостаточно прав для комментирования