Квадратные трубы: виды, технология производства, применение
Холоднодеформированные, теплодеформированные бесшовные
Продукция квадратного профиля незаменима, если требуется комбинация высокой прочности и эстетичности. Квадратные трубы активно применяются при строительстве высотных зданий и сооружений, создании оригинальных архитектурных решений, изготовлении декоративных элементов, скульптур.
Самыми важными параметрами труб профильного типа являются отличные прочностные свойства, а также размеры, допустимые допуски, отклонения по толщине стенки и геометрии. Касаемо максимально возможной кривизны, то она регулируются ТУ и ГОСТами. Есть предприятия, что производят профтрубы с использованием государственных стандартов, некоторые компании разрабатывают свои собственные ТУ. Здесь обозначен список нормативной документации, которая часто применяется для изготовления профильной трубы:
Сваривание производится несколькими методами. Это может быть использование неплавящегося электрода (в среде защитных газов), индукционных токов (HF-технология), пучка электронов в условиях вакуума, лазера, плазмы. Дуговая сварка отличается высокой прочностью сварного шва. HF-технология является намного более производительной.
Благодаря высокой степени механической прочности квадратные и прямоугольные трубы профильного типа получили широкое распространение в строительстве и в промышленности. Ценно то, что масса профтрубы на четверть меньше, чем круглой трубы, а несущая способность у них одинакова. Это дает возможность существенно снижать вес металлических конструкций и изделий, не уменьшая жесткости и прочности. Безусловно, это снизит и стоимость, так как цены на профильные трубы отличаются несущественно от круглых. Обусловлено это наличием граней в прямоугольнике, которые служат ребрами жесткости. Конструкции из таких материалов могут нести высокие статические нагрузки и при этом не превышать допустимой степени деформации.
Квадратные трубы могут производиться способом горячей или холодной деформации. Их делают в бесшовном варианте или сваривают электросваркой. Горячекатаная продукция стоит меньше, чем холоднодеформированная. На стоимость в значительной мере оказывает влияние сложность технологического процесса изготовления. Электросварная труба имеет гораздо более широкую сферу применения, чем бесшовная.
Итак, приведенные сведения по жесткости и по весу, а также по цене, показывают, что профильная труба практически не имеет альтернатив. Конечно, есть и конструкции на основании иных инженерных вариаций, но они гораздо реже встречаются, чем продукция из профильных труб. Поэтому они занимают место базового конструкционного материала, да и по праву.
Метод изготовления
Далее круглый полуфабрикат подается на специальный станок для формирования квадратного сечения. Полученные изделия проходят обязательную проверку по качеству. Для этого применяется дефектоскопическое оборудование, которое работает по принципу использования вихревых токов.
Такие трубы изготавливают из горячекатаной стальной ленты (штрипса) толщиной от 1,5 до 5 миллиметров марок стали 1сп/пс, 2сп/пс и 3 сп/пс. По требованию заказчика такие трубы могут быть изготовлены из марок стали 10 и 20. Труба профильная квадратная и прямоугольная общего назначения находит широкое применение для производства различных металлоконструкций как внутреннего так и наружного применения, не требующих особых условий эксплуатации. Как правило, к таким конструкциям не предъявляют повышенные требования качеству поверхности.
Но профильный трубный прокат редко применяют для устройства инженерных систем, так как он способен выдерживать меньшее внутреннее давление, чем круглые трубы. В основном здесь подходят только изделия с тонкими стенками. Их обычно не подвергают гидравлическому испытанию, не применяют для перемещения газовых и жидких рабочих сред.
Квадратные изделия применяются практически во всех областях промышленности, горнодобывающей отрасли, сельском хозяйстве, на энергетических объектах. Их используют для создания металлоконструкций, входящих в состав станов, станков, рольгангов. Они также востребованы при изготовлении тележек, транспортеров, кран-балок, кранов, опор линий электропередач, газотранспортных систем. Такой профиль необходим для сооружения переходных мостиков под открытым небом, в производственных цехах.
Производство труб профильного типа осуществляется путем их прокатки из штрипса. Что касается основных способов, то это методы холодной и горячей катки. Если говорить о конструктивных характеристиках, то они лучше у труб холодной катки, хотя их цена несколько выше. Использование автоматической и полуавтоматической сварки дает возможность выпускать профтрубы даже достаточно сложных форм, которые хорошо выдерживают высокие степени нагрузки. Обратите внимание: расположение шва при сварке зависит от размеров профильных труб и от самого технологического процесса, который применяется на производстве.
Трубы стальные профильные квадратные и прямоугольные изготавливают на трубосварочных станах, аналогично изготовлению круглой трубы, после чего обжимают на дополнительных комплектах валков для придания формы квадратной и прямоугольной трубы. Процесс изготовления профильной трубы является значительно более сложным, чем производство круглой трубы, потому как требует более кропотливой и аккуратной работы с оборудованием и точных расчетов, что не может не сказаться на стоимости профильной трубы.
Сортамент труб квадратного профиля установлен ГОСТом 8639-82. Он распространяется на горяче и холоднодеформированный бесшовный прокат, а также электросварную продукцию холодного деформирования. Согласно документу квадратные трубы изготавливаются со следующими параметрами по:
Технические характеристики стальных квадратных профильных труб
Отдельные изделия подвергают термообработке. В маркировке такого проката указывается буква «Т». Поверхность деталей не должна иметь пор, трещин, плен, непроваренных мест, окалин, рванин, следов перетрава. Но стандартом допускается присутствие царапин, рисок, следов правки и зачистки дефектов, цветов побежалости.
Этот этап может производиться с горячей, теплой или холодной продукцией. В последнем случае холоднодеформированную трубу требуется подвергнуть последующей термообработке, чтобы снять возникающие внутренние напряжения. Она нагревается до температуры рекристаллизации металла, а затем остужается. Если напряжения не нивелировать, то долговечность и прочность металлоконструкций значительно снизятся.
По точности изготовления изделия разделяются на обычные, повышенные, высокие. Длина квадратных труб предусмотрена немерной, мерной, кратной мерной. Стандартом установлены максимально возможные отклонения проката от наружного размера стороны, толщины стенки, прямолинейности. Для изготовления применяются марки нержавеющей стали согласно ГОСТа 5632.
Изделия квадратного профиля можно изготовить и вне производственных условий. Круглую стальную заготовку подвергают обработке вальцами нужного размера. Но холоднодеформированные трубы, сформованные данным способом, невозможно подвергнуть термообработке. По этой причине их прочность не будет соответствовать требованиям стандарта.
Производят из холоднокатаной стальной ленты. Как правило, такие трубы изготавливают из штрипсов толщиной от 0,8 до 1,5 миллиметров марок стали 08пс, 1пс, что обусловлено необходимостью максимально облегчить конечную конструкцию. Такая конструкция, как правило, не должна нести на себе большую нагрузку и значительное воздействие внешних усилий. Тонкостенными производят трубы малых размеров от квадратные от 10х10 до 30х30 и прямоугольные от 20х10 до 40х25. Производят мебельные тонкостенные трубы по ТУ 14-105-737-2004, а так же другим ТУ, предусматривающим высокие требования к геометрии трубы и качеству поверхности.
В последние годы растет популярность сложных профилей, выполненных по той же технологии, что и профильная труба, но имеющих иной профиль. В частности для производства школьной мебели и некоторых других видов мебели вместо профильной трубы, некоторые потребители предпочитают плоско-овальный профиль (овальный профиль). Такой профиль сложнее в изготовлении и обработке, но придает готовому изделию значительно более привлекательный вид.
