Профильные трубы для частного строительства
Особые механические свойства
Практически абсолютную устойчивость к коррозии показывают профильные трубы из нержавеющей стали, которые изготавливаются обычно из марки AISI 304 и AISI 316, немного реже — из AISI 439, 430, 409. В основном они применяются для выполнения архитектурных деталей здания и не так часто — для создания несущих каркасов. Профтруба из нержавейки отличается стойкостью к истиранию, жаропрочностью, разнообразием вариантов финишной обработки (шлифование, полирование, пескоструйная текстура, травление).
Благодаря свариванию, из металла удаётся создавать изделия любой формы, при этом соединения имеют прочность не ниже, чем стальной массив. Кроме того, металлические детали можно гнуть и деформировать давлением, ковать под нагревом. Любые металлоконструкции всегда будут легче и компактнее аналогичных по функции элементов из камня и железобетона. При правильной сборке и грамотном уходе, они намного долговечнее, особенно если выбирать конкретный металл или марку стали, обеспечивающие заготовке подходящие для тех или иных условий эксплуатационные характеристики.
Безусловно, основное преимущество прямоугольной или квадратной профтрубы — это её существенная пространственная жёсткость, по сравнению с трубой круглого сечения. Всё дело в том, что такой замкнутый профиль имеет четыре ребра жёсткости (по два в каждой взаимно перпендикулярной плоскости). Когда профтруба используется в качестве несущего бруса, и нагрузка прилагается под прямым углом к одной из плоскостей, то сопротивление изделия при изгибе будет примерно на 30 процентов выше, чем у равного по весу аналога из круглой трубы. Данный показатель будет близок к характеристикам сплошного металлического прутка, так как основную работу по сопротивлению изгибающим и скручивающим нагрузкам выполняют его грани. Если вектор действия силы известен, то вместо квадратного сечения можно применить прямоугольное, расположив длинную сторону профиля по линии воздействия (например, для балки, на которую действует сила тяжести — вертикально, а для стойки забора — поперёк фронтальной плоскости обшивки). Использование прямоугольной трубы вместо квадратной позволяет снизить материалоёмкость изделия примерно на 10–20%.
Около 10% металлоизделий ежедневно приходят в негодность из-за воздействия влаги. Окрашивание – один из вариантов защиты металлических поверхностей. Однако для стойкого результата нужно знать, как убрать ржавчину с металла, как провести грунтование и обезжиривание поверхности. Иначе процесс коррозии продолжится и под лакокрасочным покрытием.
Плоские грани профтрубы обеспечивают ей отличную эргономику, которая так ценится в строительстве. Эти профили замкнутого сечения устойчиво стыкуются с любыми конструктивными элементами, их очень удобно прокладывать по несущим плоскостям. Профильные трубы занимают минимум места возле основы, не образуют мёртвых зон в каркасах. В них удобно вкручивать самонарезные винты, они легко обшиваются листовыми материалами.
Профильные трубы могут производиться из любой углеродистой стали (ГОСТ 380–2005 или ГОСТ 1050–88) 08пс, 1пс, 2пс, 1сп/пс, 2сп/пс, Ст3сп/пс, Ст3сп/пс5, 10, 20, 35, 45, 15ХМ и так далее. Для ответственных участков часто применяются профтрубы из высокопрочной низколегированной стали 09Г2С (ГОСТ 19281–89).
Квадратные и прямоугольные трубы в силу своей геометрии не могут выдерживать такое же давление, как аналогичные по весу трубы круглого сечения. У замкнутых профилей меньше внутренний объём и при этом больше поверхность соприкосновения (увеличивается трение) с транспортируемым материалом. Поэтому они редко применяются для создания инженерных коммуникаций.
Если говорить о сложных пространственных металлоконструкциях для двора, то тут металлу вообще нет равных, ведь он выгодно отличается своей пластичностью и высокой несущей способностью. Беседки, лестницы, навесы, ограждения, ворота, скамейки, всевозможные каркасы — список безграничен. Чаще всего для этих целей применяется прут для создания кованых изделий и профильные трубы как элемент несущей системы. В нашей стране профильная металлопродукция стала активно применяться не так давно, но популярность квадратных и прямоугольных труб неуклонно растёт. Они становятся качественнее и дешевле, расширяется их ассортимент по размерам и типам сечения.
Грунтование
Выравнивает поверхность, создает первый защитный слой от влажности и агрессивной среды. Во время работы нужно тонким слоем распределить состав, после чего тщательного его высушить. Обратите внимание на рекомендации производителя – в некоторых случаях грунтовку нужно выдержать в течение некоторого времени для стабилизации.
Плоскоовальные трубы по физическим свойствам мало чем отличаются от круглых, но они характеризуются повышенной декоративностью, поэтому часто применяются для создания мебели, элементов ограждения, дизайнерского оформления зданий. Другой момент — это большая площадь наружной поверхности при существенном снижении внутреннего объёма, что позволяет эффективно использовать овальные трубы в охлаждающих системах, где необходим максимальный отвод тепла от носителя (змеевики, радиаторы). Кроме того, овальный профиль отличается повышенной гибкостью поперёк длинной стороны, поэтому он считается арочным.
Важно правильно выбрать, чем обработать металл от ржавчины перед покраской. Обратите внимание на грунт-эмаль с антикоррозийными свойствами, специально разработанную для этих целей. Состав выполняет защитные и декоративные функции и не требует нанесения финишного слоя краски.
Ещё один важный момент — это удобство работы по соединению прямоугольных или квадратных труб, а, следовательно, и увеличенная скорость монтажа. Например, чтобы изготовить угловой отвод, нет необходимости делать на заготовке фигурные вырезы, как если бы приходилось стыковать трубы круглого сечения. Сваривать по линии проще, чем по окружности, могут применяться автоматические и полуавтоматические сварочные аппараты, намного удобнее контролировать качество шва. Прямоугольные и квадратные трубы хорошо фиксируются друг относительно друга струбцинами. Элементы плоской рамы перед свариванием могут быть полностью разложены на любой рабочей поверхности и оставаться на своих местах. Сборка узловых соединений может вестись не только с помощью сварки, наличие плоскостей позволяет применять механические варианты — стягивающие болты, различные муфты и фитинги, накладные перфорированные пластины в сочетании с самонарезными винтами.
Благодаря плоским поверхностям, трубы квадратного и прямоугольного сечения технически намного проще обработать, чем круглые. Их легче грунтовать и окрашивать, защитные составы лучше держатся на плоскостях. Подобная металлопродукция, например, по сравнению с двутавровой балкой или швеллером, не имеет труднодоступных для обработки зон, что положительно сказывается на коррозийной устойчивости собранного изделия. Таким образом, конструкция, где все поверхности «на виду», лучшим образом соответствует санитарным и гигиеническим требованиям, более эффективной становится огнезащита металлических каркасов и несущих элементов.
Разделение труб по толщине стенок является довольно условным. Здесь во внимание необходимо брать соотношение наружного диаметра к толщине наружной стенки. Трубный прокат считается тонкостенным, если это соотношение не превышает отметку в 0,025, при показателе в 0,05 — труба называется стандартной, толстостенное изделие имеет соотношение 0,1 и выше. В любом случае технология такова, что чем больше сечение трубы — тем больше толщина стенок. Основные ГОСТы чётко указывают, какие варианты этого соотношения допустимы при том или ином способе производства трубы (горячая прокатка или холодная прокатка). Например, квадратная труба со стороной 180 мм и стенкой 4–14 мм может быть произведена только горячим деформированием. Стенка замкнутых профилей может варьироваться по толщине в пределах 1–12 мм, естественно, для более нагруженных конструкций (допустим, для опор) следует применять трубы с более массивными стенками.
Небольшая материалоёмкость определяется высокой пространственной жёсткостью металлоконструкций из квадратной профильной трубы. Из-за наличия внутренних полостей экономия на металле составляет, например, в сравнении с двутавром или прутом, до 25–30%. Как следствие, собранные металлоконструкции становятся на треть легче, что снижает нагрузку на фундаменты и несущие элементы здания. Кроме того, несущая способность любого каркаса с пролётами (балки, фермы) рассчитывается с учётом не только рабочего веса (для крыши — это материал кровли + снег, а для межэтажного перекрытия — люди + мебель). Также берётся во внимание тот факт, что он также должен нести ещё и сам себя. Иными словами, снижая вес конструкции, мы увеличиваем допустимую полезную нагрузку — несущую способность. Небольшая масса материала и готового изделия позволяет в большинстве случаев обойтись без применения грузоподъёмной техники.
Холодная прокатка профильных труб на высокотехнологичных станах позволяет изготавливать профили очень высокого качества. Это касается чистоты поверхности и точности геометрических размеров (в том числе, малая шероховатость плоскостей, небольшой радиус скругления углов). Данный тип трубы выбирают для создания тех изделий, к которым предъявляются повышенные эксплуатационные требования. Это — так называемые мебельные профтрубы с небольшими сторонами (от 10 до 40 мм) и малой толщиной стенки (до 1,5 мм). Деформация заготовки без применения высоких температур делает профильную трубу более устойчивой к внутреннему или наружному давлению, при этом она более податлива к изгибанию.
Как изготавливают профильные трубы
Обычно, когда речь идёт о трубах, мы представляем простой цилиндрический предмет. Именно так выглядят окружающие нас трассы коммуникаций, переносящие жидкость и газ. Круглое сечение трубы отличается лучшей пропускной способностью при минимальной площади поверхности. Это идеальная конфигурация для восприятия давления (не важно, внутреннего или внешнего). Однако далеко не во всех условиях круглая труба работает наилучшим образом. Например, она легко гнётся, что очень хорошо для выполнения цельных поворотов трубопровода, но весьма неблагоприятно для пространственной жёсткости различных конструкций. Совсем другими характеристиками и преимуществами обладают профильные трубы.
Трубы для мебели не испытывают серьёзных нагрузок и, как правило, не подвергаются негативным воздействиям окружающей среды. Поэтому мебельные профильные трубы отличаются меньшими габаритами сечения, небольшой толщиной стенок, повышенными требованиями к качеству поверхности. Такую трубу можно увидеть в конструкции металлических скамеек и качелей, школьных парт и стульев, кроватей и прочей «общественной» мебели.
Бесшовные трубы имеют куда большую прочность, чем электросварные, так как некачественный шов может являться слабым местом. Кроме того, горячедеформированные бесшовные трубы обычно изготавливаются с большой толщиной стенки — до нескольких сантиметров. Трубы без шва отличаются устойчивостью к высокому давлению, пластичностью, хорошим качеством поверхностей.
Несмотря на сменяющие друг друга кризисы, загородное строительство продолжает развиваться, всё больше наших соотечественников хотят иметь свой собственный дом подальше от шумных мегаполисов. Древесина, бетон и кирпич являются традиционными материалами для возведения зданий, но никогда дело не обходится без металлопроката, так как все монолиты нуждаются в армировании, необходимы профили для каркасов, балки для перекрытий, сетки и профилированные листы.
Наличие плоскостей обеспечивает профтрубам хорошую устойчивость при хранении и транспортировке, они могут упаковываться в прямоугольные пачки. Тогда как круглые трубы, особенно большого диаметра, из-за своей способности перекатываться являются источником повышенной опасности — перевозятся и грузятся специальным транспортом и выкладываются только «пирамидой».
- Sa1 – металл очищен от грязи, масла, старого слоя краски, продуктов коррозии и легко отделимой прокатной окалины;
- Sa2 – допускается наличие трудноотделяемой окалины, большая ее часть должна быть счищена. На поверхности также не допускается наличие грязи, ЛКМ и коррозии;
- Sa1/2 – металл должен быть очищен от прокатной окалины, ржавчины, грязи и краски. Допускается только наличие следов очистки в виде точек, пятен или полос;
- Sa3 – полностью очищенная поверхность, имеющая ровный металлический блеск.
