Невзирая на меняющие друг друга кризисы, частное строительство продолжает стремительно развиваться. Кирпич, бетон и дерево считаются классическими материалами для сооружения зданий, но никогда строительство не обходилось без металлопроката, так как необходимы профилированные листы и сетки, балки для перекрытий, профили для каркасов.
С помощью сварки, из металла можно создавать любые сооружения, причем соединения по прочности не хуже, чем металлический массив. Помимо этого, металлические элементы можно ковать под нагревом, деформировать и гнуть под давлением. Любые металлические конструкции всегда будут компактней и легче таких же по функции элементов из железобетона и камня. При грамотном уходе и правильной сборке, они гораздо долговечней, тем более, если из сортамента выбирать определенную марку стали или металл, которые обеспечат заготовке подходящие определенных условий эксплуатационные качества.
Профильные металлические трубы в нашей стране начали активно использоваться относительно недавно, но популярность прямоугольных и квадратных труб постоянно растет. Они становятся дешевле и качественнее, расширяется их сортимент по типам сечения и размерам.
Содержание
Определение профильной трубы
Как правило, если речь идет о трубах, многие представляют обычный цилиндрический предмет. Именно эти окружающие нас трассы водоснабжения или газовых коммуникаций мы привыкли видеть. Круглое сечение трубопровода характеризуется лучшей проводимостью при минимальном размере поверхности.
Но совершенно не во всех условиях труба круглого сечения работает лучшим образом. К примеру, она проще гнется, что хорошо для сооружения целостных поворотов водопровода, но довольно неблагоприятно для жесткости навесных конструкций. Профильные трубы имеют совершенно другие преимущества и характеристики.
Профильная труба — это пустотелое трубопрокатное изделие, которое имеет любое сечение, за исключением круглого. Как правило, в разрезе мы видим овал, квадрат или прямоугольник, хотя сегодня прокатные технологии дают возможность изготовить и более сложную геометрию.
По физическим параметрам плоскоовальные трубы практически ничем не отличаются от круглых, но они отличаются высокой декоративностью, потому нередко используются для дизайнерского оформления зданий, создания элементов ограждения, мебели. Другой момент — это большая поверхность наружной площади при значительном снижении внутреннего пространства, что дает возможность эффективно использовать овальный трубопровод в системах охлаждения, где нужен максимальный вывод тепла от носителя. Помимо этого, овальный профиль характеризуется высокой, поэтому его еще также называют «арочным».
Прямоугольные и квадратные трубы великолепно держат поперечные нагрузки, из-за этого применяются для создания разных элементов мебели и строительных несущих систем. Из замкнутых профилей сооружают каркасы архитектурных зданий, делают колоны, стойки, балки перекрытия. Профильные трубы требуются для армирования металлопластиковых окон, для сборки проемов и полотен стальных дверей.
Способ изготовления профильных труб
Изготовление профилей прямоугольного сечения труб происходит аналогично круглым. На трубосварочных станках заготовки листа гнутся в цилиндр, и образовавшийся шов заваривается. После круглая труба пропускается через систему валков, в которых она с силой в сотни тонн сжимается до нужного сечения. Затем уже профильное изделие разогревается, чтобы «отпустить» напряженный после давления металл.
С учетом того, прогревается ли заготовка во время вальцевания, трубы делятся на горячекатаные и холоднокатаные. Затем проверяется геометрия профиля и качество шва, изделия режутся в нужный размер и складируются. Потребителю трубы отгружаются в пачках массой до 5 тонн. Для защиты изделия могут быть обработаны смазкой и паковаться в стальные короба.
Не всегда замкнутый профиль делают из электросварной трубы. Существуют и профильные бесшовные изделия, их прокаткой получают на калибровочных валках из цельнотянутой трубы круглого сечения. У цельнотянутой трубы нет шва, она изготавливается из цельной цилиндрической заготовки. Бесшовное профильное сечение характеризуется повышенной герметичностью и устойчивостью, но оно гораздо дороже.
Проектные характеристики и процесс изготовление овальных труб указываются в ГОСТ-8642 68. Квадратные трубы изготавливают, учитывая ГОСТ-8639 82, ГОСТ-30245 2003, для прямоугольных изделий используют ГОСТ-30245 2003 и ГОСТ-8645 68. Эти правила содержат:
толщину стен;- геометрические размеры сечения;
- радиус закругления;
- вес на погонный метр;
- определяющие качество дефекты и их максимальные допуски;
- длину изделий;
- правила маркировки;
- сопротивляемость механическим нагрузкам.
толщину стен;То есть, если вам нужно купить партию проката для высококачественных изделий, сортамент и соответствие трубы ГОСТ можно без проблем проверить при помощи измерительного прибора.
Основные достоинства профильных труб
Естественно, главное преимущество квадратной или прямоугольной профилированной трубы — это ее значительная пространственная жесткость, в отличие от изделий круглого сечения. Так как этот замкнутый профиль с четырьмя ребрами жесткости. Если профтруба применяется в роли несущего бруса, и нагрузка находится под углом 90 градусов к какой-то плоскости, то сопротивление профиля на изгиб будет приблизительно на 35% больше, нежели у аналога из круглого сечения.
Этот показатель близок к параметрам сплошного стального прутка. Если вектор силы действия заранее определен, то вместо квадратного можно выбрать прямоугольное сечения, установив длинную часть профиля по вектору воздействия. При этом использование прямоугольной трубы сокращает материалоемкость трубы приблизительно на 25%.
За счет плоских поверхностей, трубы прямоугольного и квадратного сечения гораздо легче обработать. Их проще грунтовать и красить, защитные покрытия лучше удерживаются на поверхностях. Эта металлопродукция, к примеру, в отличие от швеллера или двутавровой балки, не имеет труднодоступных мест для обработки, что благоприятно сказывается на устойчивости к коррозии.
Плоские грани обеспечивают хорошую эргономику. Эти профили устойчиво соединяются с любыми элементами конструкции, их довольно удобно укладывать на несущие поверхности. Профильные трубы занимают минимальный объем места около основания, не создавая мертвых зон. В них проще вкручивать саморезы, они легче облицовываются листовыми материалами.
Наличие плоскостей обеспечивает изделиям хорошую стойкость при транспортировке и хранении, они могут паковаться в прямоугольные пачки. При этом круглые трубы, тем более, большого диаметра, из-за возможности перекатываться считаются источником высокой опасности — грузятся и доставляются специальным транспортом и укладываются лишь «пирамидой».
Как правильно выбрать профильную трубу
Для того чтобы металлопрокат имел достаточную долговечность и проектные эксплуатационные показатели, нужно тщательно подбирать вид профильной трубы. Есть много критериев, и каждый отображает определенные свойства продукции.
Способ изготовления
С учетом особенностей технологического процесса изготовления профильные изделия делятся на:
- Бесшовные;
- Сварные;
- Холоднокатаные;
- Горячекатаные.
Горячекатаные трубы — являются изделиями общего и строительного назначения, они используются для создания наружных металлоконструкций, для сооружения несущих каркасов и строительных опор. Они, из-за обработки заготовок под высокой температурой, характеризуются небольшой шероховатостью поверхности, но при этом не имеют внутренних напряжений. Эта технология дает возможность делать профтрубы большого диаметра с повышенной толщиной стенок. Так как высокоуглеродистую и легированную сталь на повышенных температурах деформировать проще — то трубы ГК зачастую имеют антикоррозийные свойства.
Холодная прокатка дает возможность делать высококачественные профили. Это касается точности геометрических размеров и чистоты поверхности. Этот вид изделий выбирают для создания сооружений, к которым предъявлены высокие требования эксплуатации. Деформация заготовки без использования повышенных температур делает этот профиль более стойким к внутреннему или внешнему давлению, причем он лучше податлив изгибу.
Бесшовные трубы обладают гораздо большей прочностью, нежели электросварные, потому как шов плохого качества может быть слабым местом. Помимо этого, горячедеформированные бесшовные трубы, как правило, изготавливают с повышенной толщиной стенки — более одного сантиметра. Бесшовные изделия характеризуются хорошим качеством поверхностей, эластичностью, стойкостью к повышенному давлению.
Материал изготовления
Профтрубы могут изготавливаться из любой углеродистой стали. Повышенные антикоррозийные свойства имеют изделия с тонким покрытием цинкового слоя, они ржавеют в 7-8 раз медленнее, нежели обычные черные. Оцинковка происходит напылением или погружением профиля в цинковый сплав.
Практически полную стойкость к коррозии имеют профтрубы из нержавейки, они изготавливаются, как правило, из марки стали AISI304 и AISI316, чуть реже — из AISI439. Чаще всего они используются для сооружения архитектурных элементов здания и реже — для сооружения несущих каркасов. Профиль из нержавейки характеризуется многообразием вариантов финишной отделки, жаропрочностью, устойчивостью к истиранию.
Округление углов
Данный параметр указывается действующим ГОСТом изготовления труб. Оптимальным является радиус угла в 2S (двойная толщина стенки). С учетом характеристик оборудования и изготовления, на практике радиус округления углов часто выше проектного, это дает возможность изготовителю сделать продукцию дешевле и легче. Изделия со сверхмалыми округлениями смотрятся красивее, но они дороже и тяжелее стандартных. Нужно отметить, что осень круглые и слишком прямые углы снижают в конструкции несущие характеристики.
Толщина стен
Деление труб по толщине стен это довольно условный критерий. Тут во внимание нужно брать соотношение внешнего диаметра к толщине внешней стенки. Трубопрокат является тонкостенным, когда данное соотношение не переходит черту в 0,025, при соотношении в 0,05 — профиль называется стандартным, толстостенный трубопрокат имеет пропорции более 0,1 и. В любом случае, технология такая, что чем больше диаметр изделия — тем стенки толще.
ГОСТ четко определяет, какие возможности этого соотношения возможны при определенном способе изготовления. К примеру, квадратный профиль со стороной 190 миллиметров и стенкой 5-15 миллиметров может быть изготовлен лишь горячим деформированием. Толщина стен замкнутых изделий может колебаться по толщине в диапазоне 2-14 миллиметров, безусловно, для более нагруженных сооружений нужно применять профиль с более толстыми стенками.
Механические характеристики
Классификация профтруб, с учетом химических и механических характеристик заготовки, может рассказать о предназначении профиля. Для этого вида прямоугольной металлопродукции используется такое обозначение:
- А — нормированы лишь механические показатели;
- В — нормирован и химический состав, и механические показатели.
Как правило, нормирование по маркировке «В» предполагается для изделий большого размера, потому как они чаще всего выбираются для сооружения несущих конструкций. Изделия проходят испытания на ударную вязкость при температуре от -25 до +25. Такой же тест делается после искусственного старения стали. Гидравлическим испытаниям металлопрокат не подвергают, но некоторые изготовители их делают по собственно инициативе, и, естественно, могут гарантировать нормальную эксплуатацию изделий при определенном давлении. Этим профилям присваивается маркировка «Д».
Очевидно, что профильный прямоугольный трубопрокат является довольно удобным для работы, и действительно универсальным и незаменимым материалом для строительства. Сложно недооценить финансовые и технологические преимущества, которые получаются, при использовании замкнутого профиля прямоугольного или квадратного сечения.
