Стальные квадратные трубы – тонкости технологии

Труба квадратная – производство и применение

Труба (как круглая, так и квадратная) – это популярный конструкционный материал, который применяется во многих сферах человеческой деятельности. Однако для того чтобы наиболее эффективно использовать трубы квадратного сечения, важно иметь представление о том, какие они бывают и по каким технологиям производятся.

Квадратные трубы производятся как стандартных, так и индивидуальных размеров

Технологии производства квадратных труб

Квадратные трубы по способу производства подразделяются на несколько категорий:

изготовленные с использованием электросварки;
бесшовные, полученные по технологии горячего деформирования;
бесшовные, изготовленные методом холодного деформирования.

Каждая из указанных категорий стальных труб квадратного сечения предполагает использование специальных технологий, в особенностях которых также следует разобраться.

Автоматическая линия производства профильных труб

Использование электросварки

Сырьем для производства сварных труб квадратного сечения служит листовая сталь. Для того чтобы получить из листового металла изделие с квадратным профилем, необходимо выполнить следующие технологические операции.

Стальной лист, который изначально находится в рулоне, разматывается и нарезается на узкие полосы, которые и являются заготовками для будущих труб.
Для получения непрерывной ленты стальные ленты свариваются друг с другом.
Полученная лента подается на формовочный станок, рабочими элементами которого являются вальцы. За счет их давления из стальной полосы формируется круглая труба.
Стык, пролегающий вдоль сформированной круглой трубы, заваривается. Для этого может использоваться сварка при помощи или неплавящегося электрода в среде защитного газа, или индукционных токов, или плазмы и лазера, или пучка электронов. Последний способ, который является очень дорогостоящим в реализации, применяется крайне редко.
Полностью готовая круглая труба подается на другой формовочный станок, где при помощи специальных вальцов из нее формируется изделие квадратного профиля.
После получения трубы квадратного профиля ее качество проверяется при помощи дефектоскопического оборудования, работающего с использованием вихревых токов.
Если не возникает претензий к качеству готового изделия, его нарезают на отрезки требуемой длины.
Затем каждую трубу подвергают визуальному контролю, задачей которого является выявление дефектов на ее внешней поверхности.
Нарезанные и проверенные на соответствие качественным характеристикам изделия упаковываются и передаются на склад готовой продукции.

Производство электросварных труб из стальной полосы (штрипса)

Бесшовная технология

В отличие от вышеописанной технологии, сырьем для производства металлических труб квадратного сечения служит не листовой металл, а цилиндрическая заготовка, которую называют штангой. Сам технологический процесс получения из такой заготовки квадратного профиля состоит из следующих этапов.

Заготовка цилиндрической формы подвергается значительному нагреву, что необходимо для того, чтобы сделать металл более пластичным. Сразу после нагрева, когда металл приобретает требуемую пластичность, заготовка поступает на прошивочный пресс.
На прошивочном прессе из цилиндрической заготовки выпрессовывается ее внутренняя часть, и она превращается в пустотелую гильзу, надетую на оправку.
Вместе с оправкой заготовка поступает на оборудование, рабочими элементами которого являются многочисленные вальцы. При помощи таких вальцов, которые воздействуют на заготовку давлением, стенки гильзы растягиваются. В результате формируется круглая труба, которая соответствует требуемым параметрам по наружному диаметру и толщине стенки. Данный этап технологического процесса может осуществляться с горячим изделием или с уже остывшим до температуры, находящейся ниже точки рекристаллизации. Поскольку в холоднодеформированных стальных трубах в процессе производства возникают значительные внутренние напряжения, изделия необходимо обязательно подвергать последующей термической обработке.
После окончательного формирования круглой трубы с заданными параметрами из ее внутренней части извлекается оправка. Она подается на оборудование с калибровочными вальцами, которые и формируют из нее изделие с квадратным профилем.
Готовые трубы, уже имеющие квадратное сечение, проверяются на предмет наличия наружных дефектов, разрезаются на отрезки требуемой длины, упаковываются и передаются на склад готовой продукции.

Станок для производства бесшовной квадратной трубы из круглой

Кустарный способ

При необходимости квадратные стальные трубы можно изготовить и самостоятельно в домашних условиях, используя в качестве заготовки изделия круглого сечения. Рабочими элементами недорогого оборудования для такой переделки являются вальцы требуемого размера.

Следует иметь в виду, что холоднодеформированные трубы квадратного сечения, произведенные в кустарных условиях, не будут соответствовать оговоренной в стандартах прочности, так как они не подвергаются окончательной термической обработке.

Прокатка трубы через вальцы

Какие параметры квадратных труб оговариваются в стандартах

Согласно требованиям стандарта, из перечня стальных труб квадратного профиля формируется так называемый сортамент изделий. Это таблица, в которой содержится информация о всех нормируемых параметрах подобной продукции:

наружных размерах;
толщине стенки;
площади поперечного сечения;
массе одного погонного метра.

Параметры квадратной трубы

Обратившись к такой таблице, можно не только оптимально подобрать стандартное изделие для решения конкретных задач, но и точно рассчитать массу отрезка трубы определенной длины.

Таблица 1. Параметры выпускаемых стальных квадратных труб согласно изменениям от 01-09-2010

По согласованию с заказчиком производитель может отклоняться от параметров, оговоренных в сортаменте. Однако в обязательном порядке необходимо придерживаться технологии изготовления подобной продукции. По сути, производитель, если этого требует заказчик, может изготовить трубы любых размеров, на которые рассчитано имеющееся в его распоряжении оборудование.

Стандартом, кроме основных параметров труб квадратного сечения, также оговаривается соответствие технологии производства геометрическим размерам изделий. Так, согласно ГОСТу, производители квадратных профилей должны соблюдать следующие требования.

По технологии холодного деформирования производятся трубы квадратного профиля, наружные размеры которых находятся в интервале 10–120 мм. При этом толщина стенки таких изделий должна составлять от 1 до 8 мм.
Технология горячего деформирования применяется для производства труб с наружными размерами 60–180 мм и толщиной стенки 4–14 мм.
Способ изготовления квадратных профилей при помощи сварки может использоваться для производства изделий с наружными размерами 10–100 мм и толщиной стенки 1–5 мм.

Таблица 2. Предельно допустимые по ГОСТу отклонения от размеров

Края стальных труб в соответствии с требованиями стандарта не обязательно должны быть строго прямыми, они могут быть и скругленными. Важно только, чтобы радиус такого скругления не превышал удвоенной толщины стенки трубы.

Сферы применения труб квадратного сечения

Форма сечения позволяет квадратным трубам отлично противостоять изгибающим нагрузкам. При этом такие трубы выдерживают меньшее внутреннее давление, если сравнивать их с изделиями круглого сечения. Именно эти факторы и являются причинами, которые определяют целесообразность применения именно квадратных стальных профилей в качестве основных элементов несущих конструкций.

Квадратные трубы мы видим ежедневно, проходя по междуэтажным лестницам

Незаменима труба квадратного сечения в тех случаях, когда необходимо совместить прочностные характеристики изделия и его привлекательный внешний вид. Использование стальных квадратных профилей удобно еще и по той причине, что для их соединения между собой и с другими элементами металлических конструкций совершенно не обязательно применять сварку – для этого подходят и резьбовые крепежные элементы.

Самодельный фаркоп конструктивно проще сделать из квадратной трубы

Особенно часто металлические трубы квадратного сечения применяются при изготовлении:

мебельных каркасов (для этого активно используются не только квадратные, но и прямоугольные профили);
несущих конструкций для теплиц (в данном случае применяются прямые и гнутые трубы квадратного сечения, при этом для получения требуемого изгиба можно использовать как простейшее ручное приспособление, так и мощное промышленное оборудование);
рамных конструкций транспортных средств и автомобильных прицепов (использование для таких целей именно труб целесообразно потому, что они при своей высокой прочности на изгиб отличаются незначительным весом);
несущих и декоративных элементов лестничных конструкций, заборов и ограждений (для изготовления лестниц, заборов и ограждений, эксплуатируемых на открытом воздухе, используются оцинкованные профильные трубы, которые хорошо противостоят коррозии);
несущих и декоративных элементов козырьков, навесов, арок, целых входных групп.

Таким образом, сфера применения металлических труб квадратного сечения очень широка, что объясняется их технологичностью, выдающимися прочностными и декоративными характеристиками.

Технология изготовления профильных труб

Профилированные трубы не применяются для монтажа трубопроводов в связи с недостаточной устойчивостью к внутренним нагрузкам и меньшей пропускной способностью по сравнению с круглыми, зато используется в промышленности, строительстве зданий различного назначения и частной застройке.

Металлопрофиль отличается от обычных труб не только внешним видом, но и назначением, техническими характеристиками и технологией изготовления.

Что такое профильная труба

Профильными называют полые трубы, поперечное сечение которых выполнено в форме квадрата, прямоугольника или овала. Более редкие трубы с треугольным или многоугольным сечением обычно изготавливают по индивидуальному заказу.

Профилированные трубы используют для изготовления мебели, спортивного оборудования, ограждений, возведения каркасов для промышленных и коммерческих зданий, жилых домов и надворных построек. Из профильных собирают строительные леса, опоры для трубопроводов, рекламные конструкции.

Повсеместное применение профильных труб обусловлено массой достоинств этого вида металлопроката. По способности выдерживать нагрузкам металлопрофиль не уступает деревянному брусу. При этом он дешевле, удобнее в монтаже, легче, не боится воды и не горит.

Для решения различных задач производятся трубы с различными техническими характеристиками: толщиной стенки, формой и размерами сечения.

Стальные трубы с прямоугольным и квадратным сечением используют для возведения несущих конструкций. Металлопрофиль других форм сечения чаще применяют для изготовления мебели и элементов декора.

Технологии производства

Производители металлопроката изготавливают профильные трубы двумя способами: вальцовкой круглой трубы, когда она переделывается из обычной в профилированную и производство полного цикла, представляющее собой изготовление профильной трубы из листового материала.

Профиль из круглой трубы

Чтобы изготовить металлопрофиль из круглой трубы, достаточно одного лишь вальцовочного станка. Необходимое оборудование доступно по цене и компактно и используется как трубопрокатными компаниями, так и частными лицами. Технология, называемая холодной деформацией, не требует больших временных и энергетических затрат.

Производство состоит всего из двух этапов: закупки заготовки и ее доработки. Сварной или бесшовной трубе придают нужную форму, пропуская ее между вальцами станка.

Получаемая таким образом профилированная труба обладает достаточной прочностью для изготовления мебели и элементов декора, строительства беседки или теплицы. Для возведения серьезных объектов, требующих высокой прочности, такие трубы не подходят.

Полный цикл производства

Для сооружения конструкций, к прочности которых предъявляются высокие требования, используют только профильные трубы, полученные в условиях полного цикла.

Такой металлопрокат дороже, но гораздо надежнее, чем профилированный из круглой трубы.

Для изготовления профильной трубы используется штрипс – листовой материал из низколегированной или углеродистой стали. Из штрипса делают круглую заготовку, которую затем профилируют.

Линия полного цикла включает несколько станков, основные из них:

профилегибочный,
сварочный,
вальцовочный,
линия нарезки.

При полном цикле производства трубы проходят контроль качества. Дополнительно проводят оцинковку и термическую обработку.

Этапы производства металлопрофиля

Основные этапы полного цикла производства следующие:

обработка штрипса,
изготовление круглой заготовки,
профилирование трубы,
нарезка,
контроль качества,
термообработка.

Обработка штрипса

Сырье для профилированных труб на линию производства поставляют с металлургических заводов в виде рулонов – штрипсов.

Рулоны разматывают, нарезают на станке продольной резки на полосы нужной ширины. Затем из нарезанных сегментов сваривают непрерывную ленту, которую наматывают на барабан.

Это делается для обеспечения непрерывности производства – создается технологический резерв материала, чтобы предотвратить простои в работе вальцовочного станка.

Изготовление заготовки

Металлическая лента передается на формовочный стан, где из нее формируется заготовка с круглым сечением.

При прохождении клетей и вальцов формовочного станка из ленты получается непрерывная труба, имеющая незакрытый шов.

На этом этапе пропускают через формовочный стан холодную полосу стали или проводят сразу и термическую обработку.

Трубу передают в сварочную установку, где шов закрывается, и получается заготовка. Сварка производится печным способом, в защитном газе или высокочастотными токами. Шов может быть прямым или спиральным.

Во время сварки вальцы станка сжимают края шва для повышения прочности стыка, в результате образуется грат – излишки расплавленного металла, вдавленные внутрь трубы и на ее внешнюю поверхность. Грат снимается резцом, после чего заготовку охлаждают эмульсионным составом.

Важно! Процесс охлаждения заготовки эмульсионным составом продолжается и на этапе профилирования, и при нарезке.

Профилирование трубы

В зависимости от формы сечения, которое необходимо получить, профилирование трубы проходит в один или два этапа.

Заготовку пропускают через калибровочные вальцы, выравнивающие заготовку. После калибровки она имеет одинаковое сечение по всей длине. Если необходима труба овального или плоскоовального сечения, то на этом ее профилирование заканчивается.
Если необходима треугольного, квадратного, прямоугольного или многоугольного сечения, заготовку пропускают через профилирующий станок. Вальцы этого станка обжимают круглую трубу до нужной формы.

Нарезка

Готовую непрерывную трубу нарезают по заданным размерам, не прекращая процесс охлаждения.

Для дополнительной защиты готовых профильных труб используют холодную или горячую оцинковку:

Первый метод заключается в нанесении на металлопрофиль слоя порошковой или полимерной краски.
Второй метод отличается тем, что готовую трубу предварительно очищают, окунают в ванну с расплавленным цинком, а затем охлаждают и сушат.

Контроль качества

К профильным трубам, изготовленным в условиях полного цикла, предъявляют жесткие требования. Обязательным этапом производства металлопрофиля является проверка качества.

Особенно тщательно контролируют герметичность шва, так как слабым местом сварных труб является именно шов.

Применяется два метода проверки:

визуальный осмотр,
вихретоковая дефектоскопия.

Специалист осматривает шов и выявляет нарушения шва, вызванные дефектом сварки, и повреждения, полученные из-за неправильной работы вальцов.

Второй метод проверки – аппаратный. Работа дефектоскопа основана на сравнении электромагнитных характеристик металла на всех участках шва.

На эти характеристики влияет химический состав материала и наличие физических дефектов. Дефектоскоп помогает выявить места непровара шва и раковины, не замеченные при визуальном осмотре.

Процесс производства считается завершенным, а изделие допускается к реализации только после проведения проверки качества.

Термообработка

Для повышения прочности и увеличения срока эксплуатации профильных труб в производственный цикл включают термическую обработку. Готовый металлопрофиль нагревают и оставляют до полного остывания. Это позволяет снять напряжения, неизбежно возникающие в металле при принудительном деформировании труб в ходе профилирования.

Этот этап не считается обязательным и отдельные производители им пренебрегают, чтобы снизить себестоимость производства.

Как производится гибка металлических труб: технологические тонкости выполнения работ

При производстве жестких металлоконструкций из цельной заготовки в качестве альтернативы сварке и резьбовому соединению все чаще применяется гибка труб. Это объясняется целым рядом причин:

снижение материалоемкости, так как нет ввариваемых патрубков;
уменьшение трудоемкости при создании конструкций по сравнению со сварными и резьбовыми соединениями;
лучшие гидроаэродинамические показатели прохода;
отсутствие неблагоприятного воздействия на структуру металла по сравнению со сваркой;
преимущество в герметизации относительно резьбовых соединений;
лучший внешний вид конечного изделия.

Гнутье труб осуществляется различными методами. Применение той или иной технологии определяется следующими основными факторами:

материал изготовления;
толщина стенок;
профиль;
размер сечения (диаметр или высота профиля);
радиус сгиба;
необходимая точность гнутья;
допустимые пределы деформации гнутой конструкции;
качественные показатели прочности и долговечности в месте изгиба.

Изменение конфигурации труб из цветных металлов

Есть очень полезное свойство у цветных металлов — высокая пластичность. Однако они обладают недостаточной прочностью. В процессе гибки, в результате приложения усилий сжатия и растяжения, может наблюдаться смятие или разрыв трубы. Чтобы этого не случилось нужно в точности соблюдать технологию.

Как гнуть трубы из меди и латуни?

Для гибки медных, а также латунных труб применяют как горячий, так и холодный методы. При выборе первого в качестве внутреннего наполнителя выбирают песок, второго — расплавленную канифоль. Технология гибки такая же, как и для труб из стали.

Трубная продукция из меди и латуни перед холодной гибкой подлежит отжигу с последующим охлаждением. Диапазон температур для обоих материалов одинаков — от 600 до 700⁰С. Разница в охлаждающей среде — медь помещают в воду, а латунь охлаждается на воздухе.

После завершения процесса канифоль удаляют путем ее выплавки. Чтобы не допустить разрыва трубы, процесс ни в коем случае не начинают с середины трубы, только с концов. В качестве приспособлений для гибки используют как простые инструменты, так и сложное станочное оборудование.

Ручные трубогибы работают за счет физических усилий человека, а гидравлические сводят эти усилия к минимуму. И те, и другие укомплектовывают сменными насадками для возможности подбора нужного диаметра.

Минимальный радиус для гибки медных и латунных труб регламентируется ГОСТ 617-90 и ГОСТ 494-90 соответственно. Специалисты не рекомендуют использовать этот радиус без особой надобности. Всегда лучше обойтись большим его значением

С трубами медными и латунными работать значительно легче, чем со стальными, но деформация металла при изгибе происходит по тем же законам физики. На изгибаемом участке наружная поверхность испытывает растяжение, в результате чего стенки истончаются.

Внутри трубы происходят обратные процессы — стенка сжимается и становится толще. Существует риск превращения круглого сечения в овал и уменьшения условного прохода, поэтому нельзя приступать к гибке, не приняв мер, предотвращающих эти явления.

Гибка труб из алюминия

Основные способы гибки алюминиевых труб такие же, как и латунных или медных:

проталкивание между роликами;
прокатка;
откатывание;
давление.

Перед принятием решения по поводу того, как и каким способом согнуть алюминиевые трубы, нужно ознакомиться с каждым. Первый метод применяют для тонкостенных труб диаметром максимум 10 см, когда нужно получить пологий сгиб с небольшими требованиями к точности. Здесь строго регламентирован минимальный радиус. Его величина — 5-6 диаметров трубы.

Кривизну участка определяет положение отклоняющего ролика. Таким способом чаще всего изготавливают декоративные элементы интерьера. Вторым способом сгибают трубный материал большого диаметра, для чего используют 3-роликовые трубогибы. Трубу протягивают между приводными роликами, ориентация которых определяет радиус гибки.

На фото стационарный электрический 3-роликовый трубогиб, но существуют и ручные мобильные модели оборудования. На нем заготовка перемещается через ролики и сгибается под заданным углом по всей длине. На таком станке можно изменить конфигурацию трубы, согнув ее кольцом, спиралью или выполнить дугу большого радиуса

Точность этого метода еще ниже предыдущего, но деталь можно подвергнуть повторному изгибанию и повторять процесс до тех пор, пока не будет получена нужная геометрия.

Гибку алюминиевых тонкостенных труб можно провести вручную, подготовившись должным образом:

Этап 1: Выбор способа гибки алюминиевой трубы

Этап 2: Заполнение трубы песком

Этап 3: Расчет радиуса гибки трубы

Этап 5: Сгибание алюминиевой трубы вручную

Метод откатки не предусматривает наличия внутреннего наполнителя, поэтому его не применяют для получения небольших радиусов. Не получится при выборе этого способа выполнить и строгие требования по поводу овальности сечения в месте изгиба.

Для деформации алюминиевой трубы давлением используют прессы с установленными на них штампами с матрицей нужной формы. Заданная геометрия получается в результате влияния давления, оказываемого извне.

В отдельных случаях давление может быть внутренним, когда трубу помещают в прессформу и подают внутрь жидкость с напором, достаточным для того, чтобы прижать ее к стенкам.

Трубы из дюралюминия согнуть непросто, т.к. этот материал достаточно твердый и пружинистый. Чтобы облегчить процесс их обжигают непосредственно перед гибкой при температуре от 350 до 400⁰С, затем ждут пока трубы охладятся естественным путем на воздухе.

Переносные трубогибы

Процесс изгибания труб непосредственно на месте возведения конструкции удобнее всего производить с помощью переносных трубогибов различного исполнения:

Трубогибы рычажные. За счет большого плеча возможно совершать необходимые действия исключительно мышечным усилием человека. В изделиях из пластичного металла, включая нержавеющую сталь сечением до 3/4 дюйма, они позволяют делать загиб до 180о.
Трубогибы арбалетного типа. Изделие размещают на двух опорных точках,

вращающихся вокруг собственных осей. Гибочный башмак, соединенный с перемещающимся штоком, прилагает усилие к той части трубы, которая расположена между опорами. Такие легко переносимые трубогибы способны согнуть трубу из нержавейки диаметром до 100 мм на угол до 90о. Шток, создающий давление, может быть выполнен как:

механический винтовой;
гидравлический с ручным приводом;
гидравлический с электроприводом.

Электрические трубогибы. В них гибка труб производится на сменных гибочных сегментах различного радиуса. Здесь с помощью поворотной оправки заготовку загибают под определенным углом.

Положительные свойства этого инструмента:

универсальность, которую обеспечивает сменный набор сегментов и поворотных оправок для разных сечений труб;
угол изгиба до 180о;
автоматическая работа без дополнительных действий;
плавное изменение скорости, присутствие обратного хода;
фактическое отсутствие деформации изгиба, благодаря безукоризненному согласованию всех элементов оснастки и необходимой динамики подачи;
простота использования, легкая замена насадок;
высокая производительность;
компактность и малый вес, благодаря большой приведенной мощности привода.

При отсутствии электросети такие трубогибы обеспечиваются приводом, работающим от встроенного аккумулятора.

Способы гибки труб больших диаметров

Относительно недавно появившиеся способы — гибка труб с участием токов промышленной и высокой частоты и гибка с растяжением. В первом случае используется высокопроизводительная высокочастотная установка, в которой трубу диаметром 95 – 300 мм нагревают, выполняют гибку и охлаждают.

В ее состав входят две части — механическая в виде гибочного станка и электрическая, включающая электрическую часть и высокочастотную установку.

Труба деформируется только на нагретом участке, находящемся в зоне индуктора. Изменение геометрии до заданного размера происходит под воздействием отклоняющегося ролика. Таким методом можно получить гиб с кривизной малого радиуса.

Гибку с использованием второго способа осуществляют на гибочно-растяжных машинах, в комплект которых входит поворотный стол. На трубу воздействуют большие растягивающие и изгибающие усилия. Так получают круто-изогнутые гибы с постоянной толщиной стенки по всей окружности.

Применяют метод для гибки труб большого диаметра, используемых в авиационной, автомобильной промышленности, судостроении, где к трубопроводу предъявляют высокие требования. Преимущество в возможности изгибать трубы со стенкой от 2 – 4 мм на 180⁰.

От чего зависит цена на тонкостенную стальную трубу?

Ряд параметров для данного металлопроката формируют цену на рынке. В зависимости от сферы использования материала, нужно правильно подобрать нужный вид тонкостенной трубы. Подбирают такую стальную трубу, учитывая параметры:

Длина стальной трубы;Диаметр трубы;Толщина стенки тонкостенного трубного изделия;Марка производственной стали.

Последовательность действий при сварке

После нарезания фасок торцевые части труб зачищают.Нижнюю часть сваривают потолочным швом. Электрод располагают перпендикулярно поверхности.Боковые поверхности обрабатывают вертикальным швом. Электрод направляют вверх.Заканчивают первый шов в верхней части трубы.После очистки от шлака, процедуру повторяют, для получения качественного шва необходимо два прохода.

При сварке оцинкованных изделий используют флюс HLS-B, а место обработки предварительно протирают кислотой. В процессе работы сварщик надевает респиратор, при нагреве цинка выделяются вредные газы.

Чтобы согнуть трубу, используют трубогиб гидравлический или электрический. Гидравлический гнет методом выдавливания, в этом случае образуется залом, при слишком большом усилии труба рвется. Электрическое приспособление создает радиус скругления при вращении сегмента, получается плавный и качественный изгиб.

По материалу изготовления

Такая труба обладает уникальными свойствами. Устойчивость к негативным воздействиям среды, герметичность, возможность пайки и гибки – все это повышает популярность медных труб.

Изделия часто применяются в системах отопления и водоснабжения. По способу производства различают прессованные и холоднокатанные трубы. Наружный диаметр варьируется в пределах от 2,75 мм до 28 мм, толщина стенок – от 0,15 мм до 0,7 мм.

Для пайки медных труб понадобится газовая горелка с возможностью регулировки пламени

Легко поддаются обработке, выдерживают температуру до -20°С, относительно недорогие. Толщина стенки – до 5 мм.

Изделия отличаются по способу производства – бывают закаленными, полузакаленными, горячепрессованными, нагартованными, полунагартованными, состаренными. Пропускная способность у таких труб выше, чем у медных или стальных. Посредством алюминиевых труб можно транспортировать химически активные вещества, но для питьевой воды такие изделия не используют.

Латунные (сплав цинка и меди)

Изготавливается вытягиванием и прессованием. Маркируется буквой Л, наибольшей пластичностью обладает сплав Л68. Изделия из этого прочного и коррозионно стойкого материала соединяются пайкой (мягким и твердым припоем).

По нержавеющая трубе с малой толщиной стенки можно прокачивать жидкость под большим давлением.

Изделия отличает коррозионная устойчивость, инертность к химическим веществам. Отрицательные качества: высокая электропроводность и теплопроводность. При высоких температурах снижается прочность трубы.

В печи заготовка накаляется до температуры рекристаллизации стали

Металлическая труба для электропроводки пластична, легко поддается изгибу и сварке, защищает кабель от обрывов.

Назначение и сфера применения

Основное назначение тонкостенной стальной трубы — применение в устройстве трубопроводов различного назначения в конструкциях, к которым предъявляются жесткие требования по весу и создаваемой нагрузке на другие элементы. Такой тип стального трубного проката широко используется в следующих сферах:

Авто-, судо- и авиастроение.
Химическая и медицинская промышленность, фармакология.
Машиностроение и станкостроение.
Устройство гидравлических систем различного уровня сложности.
Производство различных товаров широкого потребления, включая и мебель.
Строительство — при монтаже ограждающих и декоративных конструкций, элементов фасадов, кровли.

Применение тонкостенной стальной трубы позволяет существенно снизить металлоемкость любой конструкции или сооружения, при этом не страдает надежность и общий срок службы.

Станок, изготовленный на заводе

Если профессиональная деятельность требует постоянного применения станка для гибки труб, то стоит приобрести серийный станок. Конструкции, изготовленные на заводе, обладают множеством функций, высокой мощностью и прочностью.

Ручное устройство компактного размера можно купить недорого.

Какими преимуществами обладает заводской станок:

станки имеют автоматизированный процесс управления.
станки оснащены сменными насадками, что расширяет спектр применения одного станка для разных профилей.
некоторые станки имеют пульт управления на расстоянии.
конструкции имеют небольшие размеры, из-за этого станки мобильны.
серийное оборудование легко устанавливается на твердой гладкой поверхности.
станки выполняют изгибы сложной конфигурации, к примеру, в виде N или П.

Работать за станком можно подготовленным людям, пройти обучение несложно по интернет-видео.

Необходимость учета характеристик профиля

Перед тем как начать гнуть профиль, следует узнать его характеристики. От них зависит допустимый радиус закругления профиля. Профильные трубы могут обладать различной формой сечения: прямоугольной, овальной, квадратной и плоскоовальной. Нередко для возведения теплиц применяют профиль прямоугольного сечения, потому что к нему легче прикрепить покрытие.

На сегодняшний день производителями выпускаются профили с различными размерами для любой хозяйственной и производственной нужды. Они отличаются друг от друга площадью сечения и толщиной стенок. Эти параметры, в свою очередь, определяют характер пластичности изделия. Учитывайте в расчетах высоту профиля (h), чтобы согнуть трубный прокат без деформаций.

Если высота имеет значение менее 20 мм, то гибка осуществляется на участке с длиной не меньше 2,5 * h. Иначе можно сломать изделие. Если профиль с высотой больше 20 мм, гнуть его желательно на участке не менее 3,5 * h. Данные формулы надо знать тем, кто делает стеллаж или полку. Помимо высоты, следует также учесть значение толщины стенок трубопроката.

Профессионалы не советуют гнуть профили с широкими стенками до 2 мм. Здесь лучше применить сварку. Так как трубы металлические, они имеют свойство немного «пружинить» после гибки. Данная особенность стали, о которой следует помнить. В противном случае со временем профиль вернется в исходное состояние. Дабы избежать это, необходимо опять повторить весь процесс и подогнать готовые арки.

Квадратная труба – качественный и экономичный металлопрокат

Квадратная труба – металлопрокат универсального типа, который особенно активно используется на строительных объектах в качестве отличного аналога зачастую более дорогой арматуры, будь то уголки, швеллеры, балки и так далее.

1 Труба профильная квадратная – ГОСТ 8639–82

Указанный Государственный стандарт определяет все без исключения геометрические размеры готового квадратного металлопроката, который изготавливается по разным технологиям:

бесшовного холодного и горячего деформирования;
электросварного холодного деформирования и электросварки.

Сортамент профильного проката включает в себя трубы с наружным диаметром от 10 до 180 миллиметров, площадью сечения от 0,343 до 89,59 кубических сантиметров, толщиной стенки от 1 до 14 мм, массой одного метра от 0,269 до 70,33 килограммов.

В ГОСТ содержится информация о допустимой длине таких изделий, разрешенных отклонениях в размерах при их производстве и скруглениях углов.

Примечателен тот факт, что в стандарте 8639 1982 года сортамент продукции делится на три группы в зависимости от той технологии, которая применялась для изготовления труб. Так, например, электросварные конструкции выпускают со стенками не более 5 мм и диаметром от 10 до 100 мм, бесшовные горячедеформированные – со стенками от 4 до 14 мм и диаметром от 60 до 180 мм, бесшовные холоднодеформированные – со стенками до 8 мм и диаметром от 10 до 120 мм.

Допустимые отклонения готовых изделий от требований указанного Государственного стандарта могут быть следующими:

на один метр трубы кривизна ее поверхности не должна превышать двух миллиметров;
наружные размеры – 0,25–0,4 мм для электросварных и холоднокатаных изделий, 0,8–1,5 % для горячекатаных любых диаметров и электросварных диаметром от 50 мм и выше;
отклонение от прямого угла в поперечном сечении – 1,5 %;
выпуклость и вогнутость сторон – от 0,5 мм (трубы сечением до 50 мм) до 1,5 мм (сечение более 100 мм);
толщина стенки и разностенность – от +10 % до –15 %.

2 Как производится труба квадратного сечения?

Большинство квадратных профильных изделий в настоящее время изготавливаются по электросварной технологии. Схема процесса следующая:

берут рулонный стальной лист, режут его вдоль, затем формируют из него небольшую по ширине ленту;
на вальцах изгибают данную непрерывную заготовку, модифицируя ее в круглую конструкцию с открытым швом;
проваривают шов, используя недорогую и быструю сварку профильной трубы HF (индукционный ток), либо (намного реже) сварку TIG (электрод из вольфрама в инертной газовой атмосфере).

После этого выполняется охлаждение заготовки и направление ее в очередные вальцы, где выполняется калибровка изделия. В результате и получаются трубы стальные квадратные электросварные (ГОСТ 8639), которые затем проверяют вихревыми токами на качество шва. Обязательной является и еще одна проверка по поводу возможного нарушения геометрии труб. Осуществляется она специалистами предприятия путем визуального осмотра.

Бесшовные конструкции изготавливают методом холодной или горячей деформации. В этом случае исходным сырьем для квадратного металлопроката служит цилиндрическая штанга, которую нагревают до температуры пластичности стали, после чего:

создают из заготовки полую гильзу на прошивочном оборудовании;
вытягивают гильзу на вальцах, придавая ей требуемое по условиям производства сечение.

Данный этап различен для производства горяче- и холоднодеформированных труб. В первом случае гильзу тянут в пластичном и горячем состоянии, во втором предусматривается водяное охлаждение заготовки перед операцией вальцевания. Далее снова идут одинаковые операции:

обработка в калибровочных вальцах, где труба получает свой заданный профиль (квадрат);
резка изделия на отрезки требуемой протяженности;
контроль (визуальный), отбраковка труб, не соответствующих ГОСТ, отправка качественной продукции на склад.

Бесшовная методика является более дорогой, но зато она дает возможность выпускать продукцию с большой толщиной стенок. Да и прочность горяче- и холоднодеформированных изделий намного выше, чем электросварных.

Существует также максимально простая и доступная технология производства квадратных конструкций из круглой трубы методом вальцевания. Она не регламентируется Государственными стандартами, так как считается кустарной. Подобные изделия не калибруются на точном оборудовании, а, следовательно, их сортамент не вписывается в строгие требования ГОСТ.

3 Особенности и достоинства квадратных трубных конструкций

Такие изделия оптимальны для использования их в каркасных и соединительных элементах различных строений, так как они имеют следующие особенности:

устойчивость к температурным перепадам и деформациям;
небольшой вес по сравнению с круглыми трубами;
удобство и настоящая простота монтажа в любых конструкциях, что позволяет создавать архитектурные решения нестандартного типа;
высокая прочность и противодействие повышенным статическим нагрузкам;
экономия металла (и весьма ощутимая) при выполнении строительных работ;
удобная форма изделий, за счет которой операции складирования, разгрузки и перевозки значительно упрощаются.

Все озвученные особенности обуславливают множество преимуществ, коими характеризуются квадратные профили. Среди них отдельно выделим такие достоинства:

малое аэродинамическое противодействие ветровым нагрузкам;
простота и максимальная надежность узловых соединений;
высокая скорость возведения сооружений различного назначения и зданий;
уменьшение затрат на обустройство массивного (а значит, и дорогого) фундамента;
высокая технологичность;
минимальное число сварных соединений с возможностью отслеживания и контроля их надежности и достойного качества;
обеспечение хорошей огнезащиты конструкций, в которых используются профильные трубы, их соответствие государственным требованиям в сфере противопожарной безопасности;
легкость прокладки изделий на поверхностях плоского вида;
уменьшение металлоемкости строящегося сооружения (если использовать квадратные профильные изделия вместо стандартной двутавровой балки, металлоемкость снижается на четверть);
простота проведения дезинфекционных мероприятий, санитарно-гигиенической обработки;
применение при сварке вместе с трубой проволоки с целью облегчения монтажных работ;
возможность производить современные конструкции из металла и бетона;
очень высокая устойчивость к ржавлению, если сравнивать ее показатель с возможностями иных вариантов сортового проката.

Нельзя не отметить отдельно тот факт, что в западных странах трубы квадратного сечения (а также прямоугольного) уже давно применяются для строительства сооружений оригинальных форм из бетона стекла и металла, так как такие профильные изделия дают возможность специалистам сполна проявить свои архитектурные дарования.

Резюмируя все сказанное, делаем единственно верный вывод – профильные квадратные трубы экономически целесообразно и выгодно использовать в любых строительных сферах. Они не только приемлемы по цене, но еще и гарантируют превосходную устойчивость зданий.

Стальные квадратные трубы – тонкости технологии

ТРУБЫ СТАЛЬНЫЕ КВАДРАТНЫЕ

Square steel tubes. Range

ОКП 13 1900
13 4400

13 5100
13 7300

Дата введения 1983-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

В.П.Сокуренко, канд, техн. наук (руководитель темы); А.Б.Петрушевская

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 14.04.82 N 1529

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

5. Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта от 07.09.92 N 1125

6. ИЗДАНИЕ с Изменениями N 1, 2, 3, утвержденными в июне 1987 г., ноябре 1989 г., сентябре 1992 г. (ИУС 10-87, 2-90, 12-92)

ВНЕСЕНО Изменение N 4, введенное в действие на территории РФ с 01.09.2010 Приказом Росстандарта от 17.06.2010 N 96-ст

Изменение N 4 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 9, 2010 год

1. Настоящий стандарт распространяется на трубы стальные бесшовные горячедеформированные и холоднодеформированные, трубы электросварные, электросварные холоднодеформированные, электросварные горячекалиброванные, а также трубы, изготовленные методом печной сварки.

(Измененная редакция, Изм. N 4).

2. Форма и размеры квадратных труб должны соответствовать указанным на чертеже и в табл.1.

Чертеж

Трубы специальных размеров

3. По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовление труб других размеров.

Примеры условных обозначений

Трубы наружным размером 40 мм, толщиной стенки 3 мм, длиной, кратной 1250 мм, из стали марки 10, группы В ГОСТ 13663-86:

То же, мерной длиной 6000 мм:

То же, немерной длины:

3. Трубы изготавливают:

– наружными размерами от 60 до 180 мм с толщиной стенки от 4,0 до 14,0 мм бесшовными горячедеформированными,

– наружными размерами от 10 до 120 мм с толщиной стенки от 1,0 до 8,0 мм бесшовными холоднодеформированными,

– наружными размерами от 10 до 100 мм с толщиной стенки от 0,8 до 5,0 мм электросварными и электросварными холоднодеформированными,

– наружными размерами от 100 до 180 мм с толщиной стенки от 4,0 до 14,0 мм электросварными горячекалиброванными,

– наружными размерами от 40 до 70 мм с толщиной стенки от 3,0 до 5,0 мм методом печной сварки.

2, 3. (Измененная редакция, Изм. N 1, 4).

4. Радиус закругления должен быть не более 2 .

По согласованию изготовителя с потребителем радиус закругления должен быть не более 1,5 ; для труб электросварных наружными размерами 20×20 мм и 25×25 мм с толщиной стенки от 1,5 до 2,0 мм и труб, изготовленных методом печной сварки, – не более 2,5 , для труб электросварных размером 60x60x4 мм – не более 3 .

(Измененная редакция, Изм. N 4).

5. Трубы изготовляют:

немерной длины

бесшовные горячедеформированные – от 4 до 12,5 м,

бесшовные холоднодеформированные – от 1,5 до 11 м,

электросварные, электросварные холоднодеформированные – от 1,5 до 11 м,

электросварные горячекалиброванные – от 1,5 до 14 м,

трубы печной сварки – от 4 до 8 м;

мерной длины

бесшовные горячедеформированные – от 4 до 12,5 м,

бесшовные холоднодеформированные – от 4,5 до 11 м,

электросварные, электросварные холоднодеформированные, электросварные горячекалиброванные – от 5 до 9 м,

трубы печной сварки – от 4 до 8 м.

Предельное отклонение на общую длину +100 мм;

длины кратной мерной

бесшовные горячедеформированные – от 4 до 12,5 м с припуском на каждый рез по 5 мм,

бесшовные холоднодеформированные – от 1,5 до 11 м с припуском на каждый рез по 5 мм,

сварные любой кратности, не превышающей нижнего предела, установленного для мерных труб.

Общая длина кратных труб не должна превышать верхнего предела мерных труб. Припуск для каждой кратности устанавливается по 5 мм (если другой припуск не оговорен в заказе) и входит в каждую заказываемую кратность.

(Измененная редакция, Изм. N 4).

6. Предельные отклонения по наружным размерам, толщине стенки и вогнутости сторон не должны превышать указанных в табл.2.

Предельные отклонения размеров труб
при точности изготовления

Металлическая труба квадратного сечения

Большинство современных производителей металлоконструкций способны предложить своим потенциальным клиентам огромный выбор металлических профилей из разных марок стали и разнообразной конфигурации.

Зачастую неискушённому конечному потребителю может быть сложно разобраться в особенностях подобной продукции и правильно выбрать то, что ему нужно. Поэтому стоит внимательно рассмотреть все характеристики и функционал каждого вида профиля по отдельности прежде, чем окончательно сделать свой выбор.

В этом случае разберём более подробно такой вид профиля, как металлическая труба квадратного сечения.

Что такое квадратная труба

Труба квадратного сечения, именуемая ещё как труба профильная квадратная или попросту квадратный профиль, является очень практичным и удобным в применении видом металлопроката.

Этот вид продукции широко используется в строительной промышленности, в частности, при строительстве быстровозводимых металлических конструкций или для создания сложных сварных сооружений из металла.

Особенности производства профиля

По способу производства металлическая труба квадратная бывает трёх основных видов

Профиль, при производстве которого применяют электросварку;
Бесшовный метод изготовления способом холодного деформирования металла;
Бесшовный метод изготовления способом горячего деформирования металла.

Для того, чтобы понять, в чём недостатки и преимущества каждого типа производства, необходимо разобраться с ними поподробней.

Метод производства с применением электросварки

Профиль квадратного сечения, изготовленные с применением сварки, изготавливаются из листовой стали, которая скручена в рулоны. Сам процесс производства состоит из следующих этапов:

Рулон листовой стали разматывают, нарезая его при этом на полоски заданной ширины.
Чтобы получить в результате ленту стали необходимой длины, короткие полоски сваривают электросваркой.
Готовые ленты подаются на специальный формовочный станок с вальцами, которые и формируют из ленты круглую трубу нужного диаметра.
Продольный шов полученного изделия заваривают электросваркой. Важно отметить, что тип сварки может быть самый разный, производитель сам его выбирает в зависимости от производственных мощностей и рыночной рентабельности.
Готовая круглая труба в результате подаётся на следующий по этапу производства формовочный станок, который, в свою очередь, при помощи вальцов формируют из неё квадратную трубу.
Дальше изделие проверяет специальный дефектоскоп, который выявляет имеющиеся дефекты при помощи блуждающих токов.
Потом каждую единицу готовой продукции просматривают визуально на предмет обнаружения внешних видимых дефектов.
После всех этапов проверки изделия распиливают, упаковывают и отправляют на склад готовой к реализации продукции.

Бесшовный метод производства

В этом способе производства в качестве заготовки используют не рулон листовой стали, а металлический цилиндр, именуемый штангой.

Вот как это делается:

Заготовку нагревают до температуры, при которой металл приобретает необходимые пластические характеристики.
Нагретую до нужной температуры заготовку передают на специальный пресс, который выдавливает из неё внутреннюю часть, полученную в результате гильзу, надевают на оправку.
На следующем производственном станке заготовку прогоняют через ряд разных вальцов, которые растягивают гильзу и формируют при этом круглую трубу с необходимыми диаметром и толщиной стенки.
Готовую круглую заготовку, но уже без оправки, подают на калибровочный станок с вальцами, которые формируют из круглой трубы — квадратную.
Готовые изделия проверяют на наличие дефектов, нарезают, упаковывают и передают на склад готовой продукции.

Изготовление методом формирования (деформации)

Этот процесс является самым простым и дешёвым. Для него используют довольно недорогое оборудование, именно поэтому его ещё называют «кустарным».

Всё, что для этого нужно, это недорогостоящий формовочный станок с вальцами, через который прогоняют круглую трубу нужного диаметра, получая на выходе трубу квадратную.

Как уже говорилось — этот способ производства относительно недорогой и себестоимость продукции при этом будет тоже невысокой, но стоит обратить внимание на тот факт, что такая продукция может не соответствовать требованиям стандартов прочности, т. к. они не проходили необходимой термообработки.

Стандарты, параметры и сортамент труб

Сортамент профиля

В соответствии с требованиями стандартов, согласно каким производятся стальные квадратные трубы, производитель формирует так званную таблицу сортамента, в которой указываются все необходимые параметры и характеристики изделий. В данной таблице указываются следующие параметры продукции:

Масса погонного метра изделия,
Толщина стенки изделия,
Площадь поперечного сечения изделия,
Внешний размер изделия.

Благодаря такой таблице потребитель может оптимально подобрать тип профиля и точно рассчитать массу и размеры будущей конструкции.

ГОСТ в производстве

Согласно утверждённым ГОСТам, квадратные трубы, в зависимости от способа производства, должны соответствовать следующим геометрическим параметрам:

При производстве методом холодного деформирования профиль должен иметь наружные размеры в пределе 10−120 мм с толщиной стенки 1−8 мм.
С использованием метода горячего производства внешние размеры должны быть в интервале 60−180 мм, а толщина стенки соответственно 4−14 мм.
Изготавливать электросварку в производстве профиля можно с размерами 10−100 мм и толщиной сечения 1−5 мм.

В соответствии со стандартом производства, края стенки могут быть как прямыми, так и скруглёнными, но при этом радиус закругления не должен превышать удвоенной толщены стенки изделия.

Трубы малых и средних размеров от 15*15 до 60*60 производят из металла марок 1сп/пс, 2сп/пс и Ст3сп/пс.

При продуцировании квадратного профиля сортамента от 80×80 и до 300×300 руководствуются нормативами ГОСТ 30245–2003 , в котором содержатся стандарты производства прямоугольных профилей замкнутого типа. В соответствии с требованиями этого ГОСТа, подобные изделия изготовляют из стали следующих марок:

Эта продукция изготовляется исключительно методом горячего проката из низкоуглеродистого или углеродистого металла. Применяются такие трубы для создания строительных конструкций.

В большинстве случаев длина продукта на выходе составляет шесть метров, но по требованию заказчика, и по договорённости с производителем, длину квадратной трубы можно сделать большей или меньшей. Длина при этом не должна превышать 10 метров, что обусловлено определёнными логистическими и производственными трудностями, вызванными изготовлением профиля большей длины.

В случае же с изготовлением профиля повышенного сортамента, то, возможно, из производства с размерами от 10 и до 12 метров.

В зависимости от технических особенностей дальнейшего применения подобной продукции, её производят двумя технологическими способами, которые определяют группу получившихся в результате продукции.

Группы труб бывают следующие:

Группа, А — изготавливаются из стали по требованиям ГОСТ 380–2005 (раньше ГОСТ 380–88 ) в соответствии с нормами механических характеристик,
Группа В — изготавливаются из стали в соответствии со стандартом ГОСТ 380–2005 или ГОСТ 1050–88 в соответствии с нормами механических и химических характеристик.

Для точно определения области применения подобной продукции, в сопроводительную документацию вносят их параметры по механическим и химическим свойствам.

Стоит также отметить, что в подавляющем большинстве случаев, этот вид продукции не предназначен для транспортировки по ним жидкостей и газов. Это обстоятельство определяет тем фактом, что большинство производителей не проводит их гидравлического тестирования.

Но, справедливости ради, стоит отметить, что всё же на рынке металлопроката встречается квадратный трубный профиль, подвергаемый производителями тестированию на предмет устойчивости к внутреннему давлению, которым поддают круглые водопроводными и газопроводными трубами.

Преимущества прямоугольных труб

Применение подобной продукции является более целесообразным в ряде случаев по причине наличия в их характеристиках следующих преимуществ:

Облегчают построение конструкций с высокой степенью сложности,
Лёгкость монтажа,
Простота транспортирования и хранения,
Простота нанесения на них специальных защитных покрытий,
Являются устойчивыми к вибрациям и деформациям,
Имеют относительно небольшой вес, что, в свою очередь, уменьшает общий вес конструкции снижает нагрузку на них,
Высокая степень прочности и надёжности,
Уменьшает потребность применения большого количества швов при сварке.

Область применения труб с квадратным сечением

Металлическая квадратная труба имеет невероятно широкий спектр применения в области создания металлоконструкция разной степени сложности благодаря следующим её особенностям

Такой тип профиля замечательно противостоит боковым нагрузкам и трудно деформируется благодаря наличию рёбер жёсткости.
Этот вид продукции имеет привлекательный внешний вид.
Для соединения элементов конструкции из квадратного профиля необязательно применять сварку, можно воспользоваться винтовыми и резьбовыми типами крепления.
С таким профилем намного легче работать в кустарных и бытовых условиях.

В зависимости от того, какого типа конструкцию необходимо создать, применяют профиль трубы стальной квадратной разного диаметра.

Из профиля малого и среднего диаметра сечения создают разнообразного типа конструкций бытового и хозяйственного назначения. Это могут быть, например, каркасы разных стендов, павильонов для торговли, оград, заборов, лестниц, конструкции наружных дверей, окон, навесов, козырьков, арок, мебельных каркасов, их возможно применять в машиностроении и автомобилестроении, создания производственного оборудования и станков. В общем, возможности по применению огромные.

С другой стороны, квадратная труба большого размера чаще всего используется при создании тяжёлых несущих конструкций в строительстве. Это могут быть, например, несущие конструкции каркасов и рам жилых домов, производственных, офисных и торговых помещения, теплиц, парников и складов, разного рода парапеты, опоры, вышки, перекрытия, вентиляционные и коммуникационные шахты и тоннели, каналы дымоходы и многое другое.

Из всего описанного становится ясно, что металлическая квадратная труба сечения является очень важным и полезным типом металлопроката, применение которому находится в самых разных отраслях строительства и производства. Использование подобного материала очень сильно упрощает работу инженерам, конструкторам и монтажникам конструкций.