Трубы » Профильная труба »

Профильные трубы: размеры и особенности изделий


Профильные трубыПрофильные трубы относятся к особой разновидности трубного проката. Уникальность подобной продукции подчеркивается нестандартной формой поперечного сечения изделия. В отличие от стандартной, круглой трубы, поперечный срез профильного изделия имеет форму квадрата, прямоугольника, овала или прямоугольника со скругленными гранями.

Нестандартная форма сечения объясняется предназначением профильных изделий. Квадратные, прямоугольные и овальные трубы используются не в трубопроводах, а в каркасных металлоконструкциях. Ведь полая труба обладает той же жесткостью, что и цельнометаллический прут (при условии, что размеры профильных труб совпадут с габаритами цельнометаллического проката).

Причем масса полого изделия будет, как минимум, на 30-40 процентов меньше, чем масса цельнометаллического варианта.

В итоге, использование профильных труб в обустройстве металлоконструкций позволяет снизить их массу и стоимость (меньше металла – меньше денег). Ну, а прочность и габариты конструкции, при этом, останутся неизменными. Но такая экономия возможна лишь в том случае, если в процессе изготовления профильных труб будут контролироваться размеры изделия. То есть, изготавливая профильный прокат, производитель должен заботиться о максимальном соответствии продукции определенным стандартам, документированным в особом ГОСТе.

Почему важны размеры? Тут все просто: профильные изделия используют в нагружаемых каркасах, поэтому даже небольшое отклонение по габаритам сечения профильной трубы повлияет на общую прочность всей металлоконструкции.

Нестандартное изделие, с габаритами несоответствующими ГОСТу, является «темной лошадкой», Габариты профильных труб должны соответствовать ГОСТот которой можно ожидать всякого. Проще говоря, такое изделие либо ослабит металлоконструкцию (в случае меньших размеров профиля), либо увеличит ее массу (в случае больших размеров профиля).


К тому же, большинство конструкторских расчетов на жесткость балок металлоконструкций основано на стандартных габаритах, значения которых можно узнать, изучив соответствующие ГОСТы профильных труб. Ну, а если размеры труб не будут соответствовать нормативным документам, то весь расчет конструкции окажется неверным.

В итоге, мы можем утверждать, что размерные характеристики профильного металлопроката определяют саму возможность существования металлоконструкции.

Конкретные значения размеров трубного проката  – высота и ширина, толщина стенок, радиус округления и прочее – зависят от способа изготовления такой продукции.

Причем, в промышленном производстве существует всего три технологических процесса изготовления такого трубного проката, а именно:

  • Технология горячей деформации стандартной трубы
  • Технология холодной деформации круглой трубы
  • Технология формовки профиля с последующей сваркой стыков.

Особенности технологического процесса изготовления таких изделий влияют и на способ калибровки (выравнивания профиля сечения), и на толщину стенки, и на прочие размеры труб профильных. И лучшим доказательством данного тезиса будет анализ стандартных размеров горячекатаных, холоднокатаных и сварных труб.

Технология горячего проката предполагает следующий цикл производства труб.

Технология горячего проката трубыРазогретая для увеличения пластичности материала заготовка (в форме стакана или гильзы) прокатывается формовочными вальцами до превращения в полуфабрикат – трубу с круглым сечением. Полуфабрикат отправляют в формовочный пресс, трансформирующий круглую трубу в овальное, квадратное или прямоугольное изделие.

После пресса заготовку охлаждают и прокатывают по калибрующим вальцам. На финальной стадии заготовку отпускают – нагревают до точки формирования зерна и дают остыть на воздухе без резкого охлаждения. Такая операция снимает напряжение в кристаллической решетке металла.

В итоге, получается продукт, соответствующий государственным стандартам. И согласно этим стандартам, если в процессе производства получается труба квадратная профильная – размеры сечения такого изделия не могут быть меньше 60 миллиметров. То есть, если перед нами прямоугольник, то его высота не должна быть меньше 60 миллиметров.

В сортаменте прямоугольных труб, определяемых ГОСТ  8645-68, таких типоразмеров будет около двух десятков. Столько же типоразмеров содержит ГОСТ 8639-82, определяющий габариты изделий с квадратным профилем. Причем, и в том и в другом случае, габариты сечения трубы будут меняться от 60х60 миллиметров до 230х100 миллиметров. Хотя  горячекатаное изготовление трубы квадратной профильной предполагает немного иной предел габаритов сечения. В данном случае – это квадрат 180х180 миллиметров.

Следующий параметр, на который влияет технология горячего деформирования — это толщина стенки. Причем совершенно не важно, какими бывают изделия -  прямоугольные или квадратные трубы профильные — размеры толщины стенки не должны быть меньше 4 миллиметров. Этот предел определен производственным процессом. Ну, а максимальная толщина стенки, по ГОСТ 8639-82, равна всего 14 миллиметрам.

Еще один параметр горячекатаных труб – длина готового мерного отрезка – в случае изготовления методом горячей деформации может быть мерной (равной определенному отрезку) или немерной (находящейся в пределах отрезка).

Причем совершенно не важно, какую форму примет конечный продукт: будет ли это труба прямоугольная или труба профильная квадратная – размеры готового изделия от этого не поменяются. Минимальная длина будет равна 4 метрам, а максимальная – 12,5 метрам.

Технология изготовления тубы методом холодного проката разбивает производственный процесс на следующие этапы:

  • Производство заготовки, путем высадки круглого отверстия в шайбе.
  • Производство полуфабриката, путем проката заготовки до формы трубы круглого сечения
  • Производство профильной трубы путем обжатия круглого полуфабриката на вальцах и прессе.
  • Калибровка и отпуск уже готового продукта.

В итоге, мы получаем изделие с более тонкими характеристиками, чем у горячекатаного варианта. Производство профильной холоднокатаной трубыВедь главные характеристики, определяющие свойства такого продукта как труба профильная квадратная – размеры сечения и толщина стенок, в данном случае, будут немного меньше, чем у горячекатаного варианта. Так, габариты грани сечения, согласно соответствующему ГОСТу, у холоднокатаных труб не могут быть менее 10 миллиметров. А максимальный размер грани профиля не может быть более 120 миллиметров.

То есть, холоднокатаная труба не может иметь профиль, габариты которого будут менее 10х10 миллиметров. А максимальный размер сечения холоднокатаной трубы – 120х120 миллиметров. Под этот стандарт можно подогнать 17 типоразмеров из ГОСТ 8639-82 и 16 основных типоразмеров из ГОСТ 8645-68. Толщина стенки у холоднокатаной трубы не может быть меньше 1 миллиметра и больше 8 миллиметров. Поэтому мы можем утверждать, что выбор профильных труб холодного проката оправдан в том случае, если возникла необходимость в бесшовном изделии с тонкими стенками.

Длина холоднокатаных труб, изготовленных в виде мерных отрезков, колеблется между 4,5 и 11 метрами. Длина холоднокатаных труб, выполненных в виде немерных отрезков, колеблется между 1,5 и 9 метрами.

Производство сварных трубТехнология сварного производства основана на следующих операциях:

  • Формирования мерной листовой заготовки (штрипса), отделяемой от немерного стального листа.
  • Формовке из заготовки полуфабриката – гнутого под форму сечения трубы листа.
  • Сварке стыковочного шва полуфабриката либо в среде инертного газа, либо методом индукционной плавки и сварки металла.
  • Калибровка полуфабриката на вальцах методом холодного деформирования

В итоге, физические свойства профильных труб сварного типа практически не отличаются от аналогичных характеристик бесшовных изделий. Ведь высококачественный сварной шов ослабляет жесткость трубы всего на 5-10 процентов.

Компенсацией за сниженную жесткость сварной трубы является возможность создать изделие с толщиной стенок от 1 до 5 миллиметров, при довольно внушительных габаритах от 10х10 до 100х100 миллиметров.

Длина готовой сварной трубы может быть мерной или немерной. Причем в первом случае, длина укладывается в габариты мерных отрезков протяженностью от 5 до 9 метров. А во втором случае — в габариты немерных участков длиной от 1,5 до 9 метров.

Кроме прямоугольных и квадратных изделий с помощью сварного производства можно получать еще и овальные трубы. Их габариты определены в ГОСТ 8642-68. И согласно этому документу в продаже должны встречаться изделия с овальным сечением от 16х10 миллиметров до 90х32 миллиметра. Толщина стенок у таких труб не превышает 2,5 миллиметров при минимальном значении в 1 миллиметр.

Длина овальных труб аналогична такому же параметру изделий с квадратным или прямоугольным профилем.