Меню

Как изготавливают стальные прямоугольные трубы

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.

Читайте также:  Установка печи в доме труба через стену

  1. 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.
  2. 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:

  1. Первый метод заключается в нанесении на металлопрофиль слоя порошковой или полимерной краски.
  2. 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.

Источник

Все о стальных прямоугольных трубах

Прямоугольные профильные трубы пользуются огромным спросом как у предприятий, так и у простых домашних мастеров, особенно при возникновении необходимости соорудить металлическую конструкцию. А разнообразный размерный ряд и материалы изготовления позволяют найти применение таким трубам не только в промышленности, но и в быту.

Зачем нужны?

В современном мире многие сферы общественной жизни, включая строительство, промышленность, различные виды производства, не могут обойтись без задействования в работе профильных труб. Они используются для возведения каркасов, сложных металлоконструкций и перекрытий различных типов. В целом трубы прямоугольного сечения являются пригодными для любого типа конструкций, где требуется устойчивость к высоким механическим и вибрационным нагрузкам.

Профильные элементы обладают огромным количеством преимуществ перед другими типами труб. В этот список можно включить: устойчивость к изгибам и скручиванию, высокие показатели прочности, надежность, относительно маленькая масса и весьма длительный срок эксплуатации. В процессе колоссальных нагрузок изделие с прямоугольным профилем лишь обретёт небольшой прогиб, а после прекращения действия высокой нагрузки оно вновь займет исходное положение. Если сравнивать элемент с геометрическим сечением и цельнометаллические балки, то первый ничем не уступает второму в прочности и выдержке, а в минимизации издержек многократно превосходит. В то же время круглые трубы при аналогичных воздействиях могут запросто разрушиться, не говоря уже о безусловной деформации. К тому же с экономической точки зрения данное изделие сравнительно недорогое, так как профильная металлоконструкция значительно экономит ресурсы.

Читайте также:  Режущий диск для стальных труб

Стоит также отметить, что прямоугольные трубы имеют логистическое преимущество. Их легко складировать в любом пространстве. Они более компактны и занимают меньший объём, что играет немаловажную роль при транспортировке. Наконец, с ними проще всего провести дальнейшую отделку (грунтовать, красить).

Как делают?

Некоторые способы производства труб довольно дорогостоящие, поэтому в изготовлении почти не применяются. Сюда можно причислить формирование сразу бесшовной горячекатаной, холоднокатаной или сварной с прямыми швами трубы. Причина высокой стоимости кроется в большом количестве затрат времени и ресурсов: первоначально варится круглая труба, и уже затем из неё формируют изделие с прямоугольным сечением.

Однако существует и намного более экономичный способ производства. Если рассказывать более подробно, по шагам, то процесс изготовления прямоугольных труб состоит из нескольких этапов. Рассмотрим их подробнее.

Вначале выплавляется штрипс необходимых габаритов (плоская панель, выступающая в качестве заготовки). Для ее изготовления нарезается рулонный металлический прокат. Затем из полученных полосок с помощью сварки формируется длинная металлическая лента – это и будет называться штрипсом.

Данная панель-заготовка сгибается в типичную трубу с закругленным срезом и сваривается по шву.

Полученные трубы пропускают через специальные формовочные валы, которые придают им профиль нужного типа, прямоугольного в данном случае.

Все сформированные трубы проходят контроль качества шва соответственно определенному ГОСТу, так как качество и прочность в целом изготовленной трубы почти полностью зависит от качества швов. При нахождении недостатков на произведённом изделии его утилизируют для переработки и последующего употребления в производстве.

Прошедшие контрольную проверку трубы направляются на термообработку. Это процесс нагревания стального изделия до высоких температур для снятия внутреннего напряжения, возникшего во время принудительной деформации. К примеру, горячедеформирующая обработка проходит таким образом: изделие быстро нагревается, а затем так же резко охлаждается.

Следующий этап – нарезка и придание необходимой длины готовым к применению трубам. Так как после распила остаются небольшие заусенцы, производитель предлагает снять их по желанию заказчика за определенную дополнительную плату. Это необязательная операция.

Последним шагом остаётся лишь упаковка полностью подготовленных к употреблению элементов.

Сейчас уже не проблема найти специальный сварочный аппарат, который будет легко и быстро справляться с производством профильных труб. Такой станок найдёт своё место на любом производственном предприятии. В данном случае выполняется всего четыре шага:

листовая заготовка наматывается на специальный барабан станка;

свободный край металлического изделия закрепляется на валках аппарата;

станок включается и начинает самостоятельно протягивать лист сквозь формовочный участок, загибая его в прямоугольный профиль;

полученное изделие направляют в специализированную камеру, куда запускается инертный газ аргон, здесь и заваривается стык профиля.

Через некоторое время из аппарата можно доставать готовые трубы.

Такая автоматизированная система позволяет сразу получать трубу необходимых размеров и длины, что, несомненно, является ещё одним огромным плюсом.

Сортамент

Прямоугольные трубы обладают довольно широким ассортиментом. Существуют специальные таблицы, оформленные строго по ГОСТам. В данном случае основных стандартов производства прямоугольных труб два: ГОСТ 13663 86 и ГОСТ 8645 68.

Каждый тип профильной трубы имеет свои особенные характеристики, с которыми следует в обязательном порядке ознакомиться перед покупкой. Информацию найти довольно просто, так как производитель обязан наносить по всей длине металлической трубы маркировку и отражать в ней всю нижеперечисленную информацию.

Прежде всего изделия различаются по материалу изготовления. Опираясь на техническую документацию, их производят из металлов или их сплавов. Большой популярностью пользуются трубы из нержавейки (сплав на основе железа с добавлением углерода, хрома, никеля и титана). Нержавеющая сталь отличается антикоррозийными свойствами, износостойкостью, прочностью и устойчивостью к воздействию агрессивных химических веществ. Однако она обладает и более высокой стоимостью, поэтому такие трубы используют преимущественно на предприятиях химической и фармацевтической промышленности.

Кроме того, профильные трубы из стали могут быть как бесшовного (деформация достигается при помощи горячих или холодных потоков), так и сварочного типа (изготавливается с применением электросварки или печной сварки). Однако форма прямоугольного сечения всегда должна быть одинакова: с совсем немного закруглёнными концами.

Читайте также:  Как высчитать внутренний диаметр трубы

Размер также разнится. Длина трубы может колебаться от 6 до 15 метров: все зависит от ГОСТов и ТУ. Сейчас массово изготавливают трубы с профильным сечением 20х40 мм. Максимально производимый трубчатый профиль в больших партиях – 450х350 мм.

Длина может быть любой, все зависит от желаний и нужд заказчика. Наиболее распространённые габариты – это 40х20х2 и 150х80х10.

Толщина стенки трубы в первую очередь зависит от её назначения и может колебаться в пределах от 1 до 12 миллиметров. Трубы с максимально толстыми стенками применяют для сооружения несущих конструктивных элементов в сфере строительства.

Помимо всего, существует такой фактор, как максимально выдерживаемая нагрузка. Для ее расчета уже существуют специальные таблицы или калькуляторы, где все показатели наглядно разъяснены. К тому же стоит учесть характеристики и свойства материала изготовления трубы и тип грунта, куда предполагается разместить изделие. Причем прочность конструкции легко регулировать, используя при монтаже прямоугольные трубы с различной толщиной стенок.

Масса трубы зависит от многих факторов: длина и ширина сечения, толщина стенки, угол спрямления. Минимальный вес одного метра изделия с показателями 15 на 10 см будет равняться 34.9 кг. А, к примеру, с габаритами 180 на 150 мм масса одного метра будет около 55 килограмм. Средним весом считается 60,5 кг при толщине стенки в 2 мм.

Однако нужно учитывать, что теоретическая масса может отличаться от фактической. Это значит, что сведения, приводимые таблицей металлопроката, могут иметь отклонения до 12% от номинального веса по ГОСТу.

Чтобы точно определить вес, необходимо умножить длину развёртки прямоугольника на удельный вес стали и толщину стенки.

Сферы применения

Металлические трубы с прямоугольным сечением пользуются огромной популярностью и применяются во всевозможных сферах жизни человека.

Ограждения для территории. Трубы часто используют для оборудования решетчатых или каркасных заборов.

Перила. В основном перила из стальных труб применяют в качестве ограждений для балконов, террас и лестничных пролетов в подъездах или домах.

  • Навесы. Такие свойства металлических труб, как легкий вес и высокая прочность, позволяют устраивать из них козырьки для защиты определенного участка от неблагоприятных погодных условий.

Теплицы. Прямоугольные трубы легко поддаются любым монтажным манипуляциям, поэтому подходят даже для сооружения парников и теплиц.

Промышленное производство. Изготовить из профтруб лестницу, кессонную яму, каркас прицепа и многое другое сможет не только профессионал, но и простой обыватель с небольшим запасом навыков. К тому же с помощью прямоугольных стояков монтируется разнообразная сельскохозяйственная техника (трактора, грузовые автомобили, прицепы и так далее).

  • Детали мебели. Труба может пригодиться для сооружения каркасной основы для скамейки, стола или стула. Кроме того, мебельная промышленность применяет стальные геометрические элементы в изготовлении металлокаркасов для разного рода медицинской и садовой меблировки, рекламных щитов, выставочных павильонов и подобных конструкций.

Помимо всего вышеперечисленного, профильные трубы используются в строительной отрасли для сооружения, например, объектов спортивного, культурно-массового назначения, оборудования офисов и иных помещений.

С другой стороны, профильные элементы совсем не подойдут для сооружения трубопровода. Стальные изделия прямоугольного сечения обладают меньшим внутренним объемом, чем и уступает круглым прокатам, которые способны прокачать большее количество жидкости. А также металлические сети прямоугольной или квадратной формы направлены на устойчивость к внешним изгибам и растяжениям, соответственно, они мало способны выдержать огромные внутренние нагрузки. И наконец, патрубок с углами будет всегда тяжелее такой же, но закругленной детали. Таким образом, конструкции из прямоугольных элементов в общей сложности обладают большим весом.

Источник

Adblock
detector