Профильная труба: виды, способы производства и размеры

Трубы профильные — это разновидность металлопроката, которая отличается нестандартной формой сечения. На сегодняшний день существует несколько способов получения профтруб, каждый из которых влияет на технические характеристики изделия. Среди основных параметров металлических профилированных труб выделяют: размеры сечения, толщина стенки и длина детали.

Профильные трубы выпускаются в широком ассортименте, различаются они материалом и способом изготовления, формой и размерами

Эксплуатационные сферы и преимущества профтруб

Эксплуатационная принадлежность вышеуказанных изделий довольно обширна, однако, наиболее распространённым вариантом их использования является монтаж различных каркасных конструкций. Это связано с техническими характеристиками профтруб, среди которых выделяется прочность, являющаяся необходимой при возведении каркасных конструкций. Профтрубы используются при установке заборов с использованием профнастила (профлиста), различных ограждений, а также в качестве элементов декора.

Таким образом, применение профтруб позволяет не только выполнить конструкцию необходимой прочности, но и снизить общие финансовые затраты при строительстве. Однако такая экономия возможна только в случае строгого контроля производителем размеров профтруб. Они должны соответствовать стандартам, которые прописываются в ГОСТе.

Рассмотрим основные преимущества профилированных труб:

• такие изделия устойчивы к высоким нагрузкам;
• относительная дешевизна этих изделий, которая обуславливается количеством материала, используемого для их производства;
• лёгкий вес;
• устойчивость к механическим воздействиям.

Профильные трубы могут служить основой для самых разных конструкций, но нужно правильно выбирать размер сечения, чтобы сооружение было надежным

Наиболее распространённым материалом при производстве этих изделий является сталь. Стальные профтрубы отличаются тем, что имеют самый высокий коэффициент прочности.

Для чего необходим контроль размеров профильных труб?

Ответ на этот вопрос довольно прост: строгий контроль размерных характеристик этой продукции необходим, потому что любая неточность в габаритах влияет на надёжность металлоконструкций, конструируемых из профтруб. В случае допущения ошибки при расчёте размеров возможны две основных проблемы:

• снижение прочности каркасной конструкции;
• увеличение массы каркасного сооружения.

Поэтому размеры профильной трубы должны соответствовать государственным стандартам. В случае несоответствия габаритных размеров стандартам, изложенным в ГОСТе, конструкция из такой продукции не будет обладать достаточной прочностью, что может привести к её разрушению.

Обратите внимание! ГОСТом регламентируются не только габаритные размеры этой продукции, но и диапазон разрешённых отклонений.

Стоит отметить одну важную деталь — если профильная труба имеет нестандартные размеры, то расчёт этих изделий производится по индивидуальным формулам. Стандартные трубы можно рассчитать с помощью соответствующего ГОСТа. Таким образом, размеры профилированного металлопроката определяют саму возможность существования каркасной конструкции.

Виды профильных труб и варианты их производства

Классическая форма сечения труб — круглая, но профильные изделия выпускаются с нестандартными формами. Форма этой продукции обуславливается их эксплуатационными особенностями и определяет основные физико-технические характеристики профтруб.

Профтрубы производятся несколькими способами, сварные изделия имеют хорошо видимый шов на поверхности

Рассмотрим, какие формы профтруб можно встретить сегодня на строительном рынке:

• трубы квадратного сечения;
• прямоугольные;
• квадратные с закруглёнными углами;
• прямоугольные с закруглёнными углами;
• овоидные (овальные);
• многогранные.

Размеры квадратных профтруб представлены в таблице №1.

Таблица 1

Квадратные и прямоугольные изделия используются, как уже говорилось выше для монтажа различных каркасных конструкций, а прямоугольные с показателями сечения 60х40 применяются на мебельных производствах. Это связано с тем, что такие габариты соединяют в себе два наиболее важных качества, а именно: лёгкость и прочность.

Размеры профильных труб прямоугольных указаны в таблице ниже.

Таблица 2

Конкретный показатель размеров той или иной профтрубы, как правило, зависит от метода её изготовления. На сегодняшний день существует 3 способа производства профилированного металлопроката. Рассмотрим их более подробно:

• горячая прокатка;
• холодная прокатка;
• сварка.

Способ производства труб «диктует» технические параметры будущего изделия

От технологии производства зависит способ, которым будет выравниваться профиль сечения, а также геометрические параметры изделия (показатели сечения, толщина стенки и длина).

Размеры горячекатаных профтруб

В первую очередь необходимо ознакомиться с этапами производства горячекатаных профильных труб:

1. Вначале необходимо получить из заготовки предварительную трубу с круглым сечением (так называемый полуфабрикат). Для этого заготовка в форме гильзы пропускается через специальные вальцы, которые формируют из неё необходимое изделие.
2. На втором этапе готовый полуфабрикат размещается в формирующем прессе, который преобразует трубку с круглым сечением в необходимую профильную деталь. Таким образом, формируется прямоугольная или квадратная профтруба.
3. Далее сформированный профильный элемент охлаждается и пропускается через специальные вальцы, функция которых заключается в проведении калибровки.
4. В конце полученную трубу нагревают до необходимой температуры и оставляют остывать на открытом воздухе. Очень важно, чтобы деталь охладилась постепенно естественным путём. Данная процедура позволяет снять напряжение, которое присутствует в кристаллической решётке металла.

Таким образом, получается готовое профилированное изделие, соответствующее всем необходимым пунктам ГОСТа. Диапазон размеров квадратных изделий, полученных при помощи этого метода, начинается с трубы 60х60 мм, а заканчивается деталью, грани которой имеют размеры 180х180 мм.

Полезная информация! Для прямоугольных горячекатаных профильных труб, полученных посредством горячей прокатки, пределом является деталь, сечение которой составляет 230х100 мм.

Сортамент горячекатаных квадратных труб начинается с размеров сечения 60х60 мм

Ещё один важный геометрический показатель, на который влияет горячая деформация — толщина стенки. Для квадратных и прямоугольных труб этот показатель варьирует в пределах от 4 до 14 мм.

Что касается длины профилированных горячедеформированных деталей, то она может быть мерной и немерной. Мерная длина является геометрическим показателем изделия, который равен определённому сегменту, а немерная — определяется размерами отрезка, так как находится в его пределах. Минимальная протяжность квадратной или прямоугольной детали составляет 4 м, а максимальная равна 12,5 м.

Размеры холоднокатаных профтруб

Как и в случае с холодной прокаткой, горячая деформация производится в 4 этапа. Рассмотрим эти этапы более подробно:

1. Вначале для изготовления необходимой заготовки в шайбе пробивается отверстие круглой формы.
2. Далее, выполняется прокат заготовки до получения круглой трубы.
3. На третьем этапе производится, полученный ранее полуфабрикат с круглой формой сечения, пропускается через вальцы и обжимается на прессе. После проведения обжима полуфабриката, получается профильное изделие.
4. На последнем этапе профиль пропускают через калибровочные вальцы.

Холодная деформация — это способ, посредством которого изготавливаются профилированные детали с более тонкими стенками, нежели в случае горячего деформирования. Размеры профильных труб квадратного сечения в таком случае будут меньше. Минимальные габариты сечения холоднодеформированных квадратных труб составляют 10х10 мм, а максимальные — 120х120 мм.

В отличие от горячей прокатки, холодный способ позволяет получить трубы с более тонкими стенками

Размеры профилированных труб такого типа прописаны в действующих ГОСТах. ГОСТ 8639–82 описывает 17 типоразмеров в пределах от минимального показателя сечения профильной трубы до максимального. А ГОСТ 8645–68 содержит 16 типоразмеров, располагающихся в этом диапазоне.

В свою очередь, толщина стенки труб, полученных с помощью холодного деформирования заготовки, варьирует от 1 до 8 мм. Таким образом, эти профилированные изделия используются в случае, когда возникает необходимость в тонкостенных трубах.

Длина холоднодеформированных профтруб может быть, как и в предыдущем случае, мерной и немерной. Минимальный показатель длины профильной трубы (мерной) составляет 4,5 м, а максимальный доходит до 11 м. Немерные изделия имеют минимальную длину 1,5 м, а максимальная достигает 9 м.

Размеры сварных профтруб

Как и в двух предыдущих случаях изготовление профилированного проката методом сварки производится в 4 стадии. Рассмотрим их более подробно:

1. Вначале от немерного листа, выполненного из стали, отделяется заготовка. Такую заготовку называют штрипсом или мерной листовой заготовкой.
2. На втором этапе из штрипса выполняется необходимое полуфабрикатное изделие. Это происходит посредством сгибания мерного листа. Лист сразу же сгибается под необходимую форму сечения будущей трубы.
3. На третьем этапе лист, изогнутый под необходимую форму, сваривают.

Обратите внимание! Как правило, сварка мерного листа выполняется в среде инертного газа, однако, существует и другой вариант — индукционная плавка и сварка материала.

4. В конце выполняется прогонка трубы через калибровочные вальцы.

Изделия, которые имеют шов, практически не отличаются по своим физико-техническим характеристикам от бесшовных горячекатаных и холоднодеформированных труб. Если изготовление шовной профильной детали выполнялось с учётом всех производственных правил, то жёсткость готовой детали будет практически идентична бесшовным аналогам (максимальные потери жёсткости составят не более 10%).

Минимальные размеры квадратной металлической трубы, которая была получена в результате сварки, составляют 10х10 мм, а максимальные достигают 120х120 мм. В свою очередь, толщина стенки такого изделия колеблется от 1 до 5 мм. Таким образом, с помощью сварки можно изготовить профилированные трубы с самым маленьким показателем толщины стенки. Мерная длина сварного профиля варьирует от 5 до 9 м, а немерная от 1,5 до 9 м.