Труба квадратная и прямоугольная профильная ГОСТ 8639-82

Профильные квадратные и прямоугольные трубы занимают достаточно большую нишу мирового рынка металлопроката. Без их использования невозможно представить современное строительство. Созданная на основе подобных изделий конструкция благодаря наличию у тех рёбер жёсткости способна выдержать очень высокие нагрузки. Но только при одном условии: процесс производства профильной трубы должен соответствовать требованиям соответствующего ГОСТ.

Профильные трубы — это один из самых популярных материалов для строительства и монтажа конструкций разного назначения

Производство профильных изделий

В ГОСТ 8639-82 сказано, что в зависимости от технологии изготовления профильная труба бывает следующих видов:

• электросварная;
• электросварная холоднодеформированная;
• стальная бесшовная холоднодеформированная;
• стальная бесшовная горячедеформированная.

Рассмотрим процесс производства данной продукции более подробно.

Труба электросварная. Большая часть выпускаемых сегодня профильных изделий относится именно к этому типу. Их производство включает следующие этапы:

• предприятие-производитель получает листовую сталь в виде рулонов. Они разматываются и подвергаются продольной резке;
• полученные таким образом узкие длинные полосы свариваются в бесконечную ленту, сматываемую на барабан-накопитель. Этим обеспечивается непрерывность производства;
• затем лента разматывается и поступает на вальцы, которые, сгибая заготовку, придают ей трубообразную форму с открытыми швами;
• потом швы завариваются.
• квадратный или прямоугольный профиль заготовки формируется на очередных вальцах после её охлаждения;
• далее выполняется процедура неразрушающего контроля вихревыми токами качества шва. В основе данного метода находится зависимость электропроводности трубы от присутствующих в её теле чужеродных вкраплений, трещин, раковин и других дефектов;
• после этого труба подвергается термообработке. Заключается она в нагреве изделия выше точки рекристаллизации с последующим естественным остыванием. Таким образом снимаются внутренние напряжения в металле, появившиеся при деформации в вальцах;
• труба нарезается на сегменты заданной длины;
• подвергается визуальному контролю. Необходимость этого этапа вызвана тем, что выщерблина или износ одного из вальцов на дефектоскопе никаких отклонений не проявят, но по внешнему виду переведут трубу в разряд некондиционной продукции. Требование к сортаменту труб профильных стальных ГОСТ 8639-82 очень жёсткое: они должны иметь правильную геометрию;
• успешно пройдя все эти этапы, изготовленные трубы отправляются на склад готовой продукции (СГП).

Важно! В сортамент электросварных профильных труб ГОСТ 8639-82 входят изделия, изготовленные различными способами сварки. Надёжность шва у них довольно сильно отличается. К наиболее прочным относятся трубы, которые варятся в среде аргона вольфрамовым электродом (технология TIG). Однако при сварке индукционными токами (технология HF) линия работает с наибольшей производительностью, что приводит к снижению стоимости погонного метра трубы.

Штрипс — основа электросварной профильной трубы

Труба бесшовная. Разница в производстве начинается уже с формы заготовки. В отличие от электросварной технологии здесь она круглая, а не плоская. Сам процесс намного сложнее и более затратен.

• разогретая круглая заготовка (металлурги называют её штангой) превращается на прошивочном стане в гильзу. Оправка остаётся внутри изготавливаемой трубы и следующие несколько этапов обработки;
• поступив на ряд вальцов, гильза на оправке раскатывается, её внешний диаметр уменьшается, а сама она удлиняется и калибруется под заданные размеры. Её форма при этом остаётся круглой.

В зависимости от температуры, при которой выполняется такая механическая обработка, различают холодно- и горячедеформированные трубы. Независимо от вида, сортамент трубы профильной квадратной ГОСТ 8639-82 общий для всех изделий, в то время как круглые трубы холодной и горячей деформации изготавливаются по разным стандартам.

Квадратную или прямоугольную форму бесшовная труба приобретает уже на других вальцах. Пройдя затем этап калибровки, она, так же, как и электросварная, нарезается, подвергается визуальному контролю, упаковывается и отправляется на СГП.

Большая механическая прочность изделий данного вида по сравнению с электросварными обусловлена не только отсутствием слабого места – шва. Причина этого явления кроется в особенностях холодного и горячего проката. Например, последний способ допускает производство квадратной трубы профильной бесшовной ГОСТ 8639-82 с толщиной стенки до 75 (!) мм.

Но это касается лишь размеров конечного продукта. Принципиальным же отличием самих технологий является то, что при производстве холоднодеформированной трубы профильной ГОСТ 8639-82 заготовка, только выйдя с прошивочного стана, сразу охлаждается водой. То есть, все последующие этапы она проходит, будучи холодной.

Для производства холоднодеформированных труб холодную заготовку пропускают через формовочные вальцы

Сортамент трубы профильной

К вышеуказанному ГОСТу прилагается таблица с размерами сторон сечения профильных труб. Ниже приведены данные по основным параметрам наиболее ходовых профильных труб.

На заметку! Полный список подобной продукции гораздо шире.

Таблица 1

В столбце «Стандартный размер» таблицы указана длина изделий. Эти данные отличаются в зависимости от технологии изготовления. В частности, мерная длина сварных конструкций колеблется в диапазоне метров, холоднодеформированных труб в пределах метров, горячедеформированных изделий.

Сортамент профильных изделий очень широк — в него входят десятки самых разных размеров и форм

При необходимости нестандартной стальной профильной трубы лучше всего останавливать свой выбор на немерных типах. У горячедеформированной трубной продукции по причине специфики производства размеры не изменятся (4…12,5 метров), в то время как длина остальных может быть:

• сварные – длина любая, не превышающая 9 метров;
• холоднодеформированные метров.

Допустимые отклонения размеров профильной прямоугольной трубы ГОСТ 8645 68 в зависимости от степени точности и технологии изготовления представлены в таблице №2.

Таблица 2

Необходимо отметить, что такие же характеристики должны быть присущи квадратной трубе профильной стальной ГОСТ 8639-82.

Материал изготовления труб

Металлический профильный прокат производится преимущественно из низкоуглеродистых марок стали. Они должны соответствовать требованиям, указанным в ГОСТ 13663 от 1986 года. В положениях этого нормативного документа сказано, что каждая марка металла должна характеризоваться определёнными эксплуатационными параметрами.

Качества и свойства труб зависят от марки стали, которая используется для их изготовления

Это, в первую очередь, такие, как:

• относительное удлинение колеблется в диапазоне от 18 до 24 процентов;
• временное сопротивление разрыву.

Важно! Значение последнего параметра зависит от вида стали. Но в любом случае оно не должно выходить за пределы минимум 35 и максимум .

Этими свойствами обладают такие марки стали, как СТ2КП, СТ2ПС, СТ2СП, 10ПС и аналогичные им. В свою очередь они же в зависимости от предназначения подразделяются на:

• категорию «А». Сюда входит группа материалов с механическими свойствами, соответствующими ГОСТ 380-88;
• категорию «Б». Свойства металла из этой группы регламентированы требованиями ГОСТ1050-74. Из такой стали рекомендуется создавать конструкции специального назначения.

Условия эксплуатации и технические требования, собственно, и определяют категорию поставляемой продукции. А поскольку параметры изделия должны соответствовать этим факторам, оптимальный выбор материала изготовления в обязательном порядке осуществляется только после проведения предварительных расчётов.

Технические требования

Производство стальной профильной трубы ГОСТ 8639-82 должно вестись в соответствии со следующими требованиями:

1. В качестве сырья используется поставляемый в рулонах листовой прокат. О марках стали разговор шёл выше, однако здесь есть свои нюансы. Формулируются он следующим образом:

• толщина листа стали низколегированной и должна быть не менее 3 мм;
• лист углеродистой стали общего назначения должен иметь толщину от 4 мм;
• толщина листа из качественных марок углеродистой стали – 10 и 20 мм. Допускается также промежуточное значение данного параметра – 15 мм.

Толщина полос стали, применяемых для производства труб, регламентируется ГОСТами

Категория поставки и марка стали должны присутствовать в заказе на приобретение профильных труб.

2. В отношении кривизны изделий в горизонтальной и вертикальной плоскости ГОСТ требует, чтобы эти характеристики не превышали 1 мм на 1 погонный метр трубы.

3. Существует требование и к такому параметру, как скручивание относительно продольной оси. Его величина не должна быть больше 2 мм на тот же погонный метр изделия.

4. Обрезаются трубы под прямым углом. Однако, сертификат качества получат лишь те, отклонение перпендикуляра к продольной оси которых не выводит номинальную длину за допустимые пределы.

5. На поверхности стальных профильных труб ГОСТ не допускает наличие закатов, глубоких рисок, трещин и прочих дефектов.

6. Вместе с тем, этот нормативный документ допускает непровары продольного шва. Но при выполнении следующих условий:

• на одном погонном метре трубы допускаются непровары продольного шва, длина которых не превышает 50 мм.
• длина отдельного местного непровара не должна быть более 20 мм;

7. Одной из самых важных характеристик трубной продукции является уровень временного сопротивления на разрыв. Так вот, в соответствии с ГОСТ значение этого параметра сварного шва должно быть не меньше 95%, чем у основного металла.

Применение профильные трубы

Основной сферой применения квадратных и прямоугольных труб является создание металлоконструкций. Профильная стальная продукция чаще всего играет роль нагружаемого или декоративного элемента сооружения.

Профильная труба может служить одновременно и несущим, и декоративным элементом

Такую трубу используют в таких сферах:

• строительство силовых каркасов. Лёгкие, прочные и пластичные профильные трубы не только придают каркасной конструкции необходимую степень жёсткости, но и сокращают её вес. Ведь цельнометаллический пруток весит почти на 30-40 процентов больше, чем даже самая тяжёлая толстостенная квадратная или прямоугольная труба с идентичным диаметром описанной окружности. Если же говорить о тонкостенных изделиях, то они на порядок легче. Из полой профильной трубы очень легко создать нужную заготовку. Для того, чтобы согнуть такую трубу, нет необходимости разогревать металл, пока он не станет пластичным, а затем придать изделию требуемую конфигурацию. Делается это на специальных станках – трубогибах. Причём, сооружать каркасы можно сколь угодно необычной формы. В качестве хорошего примера можно назвать каркас теплицы;
• применение в декоре. У дизайнеров наиболее популярен профильный прокат с хромированной наружной поверхностью и продукция из нержавеющей стали. Такие изделия как нельзя лучше подходят для формирования видимых каркасов предметов меблировки. Помимо этого, их с успехом используют для имитации кованого декора каминных решёток, лестничных перилл и других декоративно-нагружаемых элементов;
• применение в строительстве. Здесь профильную трубу используют либо в роли балки, либо в качестве компонента несущего каркаса. Причём подобное изделие, особенно прямоугольной формы, выполняющее функции балки, ценится гораздо больше, чем двутавр или тот же швеллер. Ведь обладая практически такой же жёсткостью, весит профильная труба на 25-50% меньше этих нагружаемых элементов.

Из стальной прямоугольной трубной продукции изготавливают каркасы для кровельных систем, лестниц и межэтажных перекрытий.

Важно! Следует знать, что такие трубы при нагревании теряют свою жёсткость, что может вызвать разрушение конструкции при пожаре.

Алюминиевая профильная труба

Разговор о профильных трубах был бы неполным без упоминания изделий из алюминия и его сплавов. Благодаря хорошей теплопроводности и лёгкости, данная продукция металлургической отрасли пользуется повышенным спросом. Производство алюминиевой профильной трубы регламентируют ГОСТ 18482-79, ГОСТ 23697-79, ГОСТ 18475-82, ГОСТ 192096-83 и ГОСТ 18482-79.

Трубы из алюминия пользуется спросом благодаря легкости и хорошей теплопроводности

Классификация

1. По способу изготовления эти изделия подразделяются на несколько групп.

• сварные. Алюминиевые листы свариваются в трубу необходимого сечения. На этом этапе в металле возникает напряжение. Оно снимается процедурой «горячего отпуска»;
• прессованные. Заготовка деформируется на специальном прессе.
• холоднодеформированные. Роль заготовки в данном случае играет алюминиевый круг. Он последовательно вытягивается, формуется и калибруется.

2. По форме сечения трубы данного вида бывают:

• квадратными;
• прямоугольными;
• фасонными.

Сплавы

Чтобы значительно повысить характеристики чистого алюминия, в него добавляют различные компоненты. Наибольшее распространение на территории нашей страны получили следующие сплавы:

• АД31. Помимо алюминия, в его состав входит кремний и магний;
• сплав 6060. По причине минимального содержания магния и кремния, данный материал достаточно легко прессуется. Поэтому сплав 6060 используется для изготовления трубы профильной алюминиевой ГОСТ 18482-79. Это изделие применяется при производстве ограждений, мебели, фасадов, дверей и окон;
• сплав 6063. Его свойства схожи с характеристиками предыдущего сплава. Собственно, и сферы применения алюминиевой профильной трубы, изготовленной этих материалов, практически идентичны. Однако, производить толстостенную продукцию рекомендовано из сплава 6060.

Полезная информация! Кремний  в составе сплавов улучшает литейные свойства и пластичность конечного продукта, а магний повышает прочность.

Трубы из сплава, который не отличается высокой прочностью, применяют для производства легких конструкций

Одним из самых важных параметров деформируемого алюминиевого сырья является его номинальная плотность. Численные значения для некоторых видов подобных материалов приведены в таблице №3.

Таблица 3

Сортамент

Весь сортамент алюминиевого профиля указан в действующем на территории нашей страны ГОСТ 22233-2001. На рынке ЕС его различают в соответствии со стандартами EN 12020-2 и EN 755-9. Во всех этих нормативных документах указано, что полый алюминиевый профиль, то есть труба, может иметь:

• простой полый профиль;
• профиль сложный, в котором имеются две и более полости;
• профиль с узкими или сложными полузамкнутыми полостями;
• широкий или большой полый профиль.

В заключение необходимо отметить, что стыковка алюминиевого профиля выполняется следующими способами: монтажом на муфту, на болтовое соединение и на сварку. Причём, ни размер сечения, ни конструкционный материал не влияют на выбор метода. Он зависит от предполагаемых условий эксплуатации конструкции.