Профильная труба: виды, способы производства и размеры

Преимущества и недостатки

Главным преимуществом квадратной трубы высокие прочностные характеристики: максимальная прочность и устойчивость к скручиванию и смятию по сравнению с круглыми и прямоугольными трубами и другими видами профиля. Кроме того, она проще и дешевле в производстве, чем другие виды профтрубы.

Применение профтрубы при изготовлении всевозможных конструкций позволяет быстро и в короткие сроки изготовить и смонтировать постройки, ограды, решетки и избавляет от дорогостоящих каменных работ.

Квадратные изделия легче хранить и перевозить, они занимают меньше места, чем круглые – это удешевляет перевозку. При прокладке коммуникаций в кожухе из металла также удобно использовать квадратные изделия.

Иногда недостатком стальных конструкций называют необходимость монтажа с помощью сварки. Несмотря на некоторую сложность этого процесса сборки конструкций, именно сварка обеспечивает максимальную прочность и надежность соединений.

Стальная профильная труба: размеры, вес и сферы применения

Такие качества как небольшой вес, невысокая стоимость и практичность способствуют использованию в строительстве профильной трубы. Чаще всего её применяют при возведении спортивных сооружений, торговых павильонов, и таких сложных конструкций как ворота, заборы, садовая мебель.

Основное преимущество стальной профильной трубы – удобный монтаж и возможность быстро подогнать все детали сооружаемых конструкций. Имея небольшой вес, трубы обладают высокой стойкостью к перепадам внешней температуры.

При повышенных требованиях к надежности, точности и определенному весу при возведении объектов применение профильной трубы единственно верный вариант.

Форма профильной трубы может быть:

• прямоугольная,
• квадратная,
• овальная,
• плоскоовальная.

Круглыми такие трубы не производятся. Это их основное отличие от стандартной бесшовной электросварной трубы.

Для повышения устойчивости к воздействию внешней среды трубы покрывают антикоррозийным покрытием и производят из нержавеющей стали. Такие изделия используют в основном в химической и пищевой промышленности.

Профильные трубы производятся по следующим ГОСТам:

• ГОСТ 8639-82. По этому стандарту производят холодно- и горячедеформированные стальные бесшовные трубы, холоднодеформированные электросварные квадратные трубы.
• ГОСТ 8645-68. Стандарт позволяет производить холоднотянутые, горячекатаные бесшовные и электросварные прямоугольные трубы.

Габаритные параметры профильных труб

Размеры, вес и технические характеристики профильной трубы во многом отличаются. От различной их формы зависит и сфера их применения.

С помощью стальной профильной трубы квадратного сечения размером 200х200 мм или 150х150 мм и толщиной стенок до 6 мм создается надежная несущая конструкция здания. При толщине стенок от 6 мм до 12 мм достигается прочность и уровень нагрузок, как при использовании железобетонных конструкций.

Квадратные профильные изделия сечением 100х100 мм с толщиной стенок 6 мм используют для строительства каркаса загородного коттеджа.

Профиль квадратной и прямоугольной формы размерами 80х80 мм и 100х50 мм применяют при строительстве небольших сооружений, например торговых ларьков и других небольших промышленных сооружений. Толщина стенок трубы 5-7 мм. Такие конструкции способны выдерживать лишь небольшой вес.

Небольшие по размерам профильные трубы с размерами 20х20 мм или 40х25 с толщиной стенки до 2 мм можно легко обрабатывать. Из них делают садовую мебель.

Трубы стальные прямоугольные и квадратные применяют как при строительстве крупных промышленных объектов, так и в возведении загородных коттеджей и предметов домашнего обихода. Из профильной трубы изготавливают элементы балконов, ограждений и ворот.

На выбор профильных труб влияет несколько факторов:

• профиль (квадратный или прямоугольный),
• сечение изделия,
• несущая способность,
• вес материала.

Сортамент профильных труб прямоугольного сечения: гост 8645-68 видно из таблицы размеров и весов профильной трубы. Вот их некоторые технические характеристики.

Стальная профильная труба: размеры, вес и сферы применения Основное преимущество стальной профильной трубы – габаритные параметры профильных труб.

Методы и формулы для вычисления

Чтобы рассчитать прочность трубы профильной на изгиб необходимо определить максимальное напряжение на ту либо иную точку конструкции. Каждый вид материала, из которого изготавливается прокатная продукция, обладает индивидуальным показателем напряжения и точкой сопротивления. В учет берутся следующие параметры: вид проката, сечение, толщина стенки, общие характеристики. Владея такими данными, можно предположить, какие будут последствия от воздействия различных факторов, в том числе окружающей среды. При давлении на поперечную часть профтрубы напряжение создается даже в точках, которые удалены от нейтральной оси.

Получить данные можно разными способами:

• Берутся готовые показатели из строительных справочников и подставляются в формулу. Такие действия предусматривают выбор трубного проката в соответствии с указанными характеристиками, что позволяет делать самые точные подсчеты прогиба. ГОСТ 8639-82 (для изделий квадратного сечения) и ГОСТ 8645-68 (прямоугольного) регламентированы: момент инерции трубы (I), длину пролета (L), нагрузку (Q), модуль упругости в соответствии СНиП. Схемы вычислений индивидуальные и для каждого случая подбирается формула.
• Самостоятельно рассчитывается прочность на изгиб. В данном случае применим Закон Гука, который выражается формулой: Pизг = M/W, где Pизг — величина прочностного предела, M — изгибающий момент; W — сопротивление. Такие вычисления требуют дополнений: учитываются характеристики исходного материала, давления и т.д.
• При помощи калькулятора. В специальную расчетную таблицу вносятся исходные данные — длина пролета, нормативная и расчетная нагрузка, Fmax,количество изделий, расчетное сопротивление, параметры. После нажатия на клавишу «Рассчитать» выдается готовый результат.

Не стоит выполнять расчеты самостоятельно. Нужно уметь пользоваться ГОСТами, СНиПами и владеть сложной специфической техникой — сопроматом. При малейших неточностях в подсчетах не избежать серьезных последствий.

Проще применить один из калькуляторов для расчета нагрузки на профильную трубу:

http://www.rsi-llc.ru/calculator/http://svoydomtoday.ru/building-onlayn-calculators/336-rschet-kvadratnoy-trubi-na-progib-i-izgib.htmlhttps://trubanet.ru/onlajjn-kalkulyatory/raschet-balok-iz-trub-na-izgib.html

Также полезно будет просмотреть видео:

Характеристики профильных труб: размеры, веса, материалы

Профильная труба – это прокат с полым сечением, форма которого отлична от круглого. Она бывает: прямоугольной, квадратной, овальной, плоскоовальной, каплевидной, многоугольной – трех-, шести-, восьми-. Наиболее широкая сфера применения у первых двух типов.

Основные материалы для производства стального профильного проката – конструкционные стали, низколегированная 9Г2С, для ответственных деталей и конструкций – сложнолегированные коррозионностойкие марки. Из цветных металлов для изготовления профильных труб чаще всего используют алюминий и его сплавы (АД1, АД, АД31, Д1, АМг2, АМц), латуни (Л63, Л68, ЛС 59-1 ).

Размеры и масса квадратной профильной трубы

Прокат с полым профильным сечением изготавливается бесшовным (горяче- или холоднокатаным) или сварным. Для второго типа продукции характерна более тонкая стенка. Наружные размеры сечения – 10-180 мм, толщина стенки – 1-14 мм.

Таблица весов погонного метра квадратной стальной профильной трубы в зависимости от размера сечения и толщины стенки, кг

Для того чтобы узнать, сколько метров квадратной профильной трубы находится в тонне, необходимо 1000 разделить на массу одного метра изделия, указанную в таблице. Например, в одной тонне квадратной трубы с сечением 15х15 мм и толщиной стенки 1,5 мм находится 1000/0,61=1640 м (такой расчет позволяет получить приблизительный результат).

Бесшовные толстостенные горячекатаные трубы используются в областях с высокими требованиями к прочности. Процесс холодной прокатки позволяет получать изделия, стенки которых обладают более точными размерными характеристиками. Такая продукция широко применяется в машино-, автомобиле-, судостроении. Сварные квадратные трубы небольшого сечения часто используют в производстве мебели.

Размеры и масса прямоугольной профильной трубы

Ассортимент размеров проката с полым прямоугольным сечением более разнообразен, по сравнению с квадратными аналогами, благодаря различным вариантам соотношений длины и ширины. Основную часть производимой продукции составляют трубы общего назначения с толщиной стенки 1,5-5,0 мм, главное предъявляемое к ним требование – прочность.

Таблица весов метра погонного прямоугольной стальной профильной трубы в соответствии с размером сечения и толщиной стенки, кг

Характеристики профильных труб: размеры, веса, материалы Ознакомьтесь с характеристиками профильных труб: вес, размеры, толщина, материалы представлены в таблице.

Размеры горячекатаных профтруб

В первую очередь необходимо ознакомиться с этапами производства горячекатаных профильных труб:

Вначале необходимо получить из заготовки предварительную трубу с круглым сечением (так называемый полуфабрикат). Для этого заготовка в форме гильзы пропускается через специальные вальцы, которые формируют из неё необходимое изделие.
На втором этапе готовый полуфабрикат размещается в формирующем прессе, который преобразует трубку с круглым сечением в необходимую профильную деталь. Таким образом, формируется прямоугольная или квадратная профтруба.
Далее сформированный профильный элемент охлаждается и пропускается через специальные вальцы, функция которых заключается в проведении калибровки.
В конце полученную трубу нагревают до необходимой температуры и оставляют остывать на открытом воздухе

Очень важно, чтобы деталь охладилась постепенно естественным путём. Данная процедура позволяет снять напряжение, которое присутствует в кристаллической решётке металла.

Таким образом, получается готовое профилированное изделие, соответствующее всем необходимым пунктам ГОСТа. Диапазон размеров квадратных изделий, полученных при помощи этого метода, начинается с трубы 60х60 мм, а заканчивается деталью, грани которой имеют размеры 180х180 мм.

Сортамент горячекатаных квадратных труб начинается с размеров сечения 60х60 мм

Ещё один важный геометрический показатель, на который влияет горячая деформация — толщина стенки. Для квадратных и прямоугольных труб этот показатель варьирует в пределах от 4 до 14 мм.

Что касается длины профилированных горячедеформированных деталей, то она может быть мерной и немерной. Мерная длина является геометрическим показателем изделия, который равен определённому сегменту, а немерная — определяется размерами отрезка, так как находится в его пределах. Минимальная протяжность квадратной или прямоугольной детали составляет 4 м, а максимальная равна 12,5 м.

Оцинкованный профиль

Сортамент профильных конструкций соответствует ГОСТ 863982, ТУ 14-105-7372004. Для изготовления конструкций служит холоднодеформированная и горячедеформированная сталь марки 08пс по ГОСТ 105088 и 1пс, 2пс, 3сп/пс по ГОСТ 38094. Защитное покрытие соответствует ГОСТ 9.30789.

Трубы изготавливаются из низкоуглеродистой и углеродистой стали:

• С горячей оцинковкой (наносится на готовую конструкцию), используемой для изделий разных параметров со стенками от 1,5 мм.
• С предварительной оцинковкой, используемой для изделий с толщиной стенок 0,7 — 1,5 мм.

Допускается изготовление труб со стенками в 2 мм. Они отличаются высоким качеством покрытия, равномерностью и надежностью.

Многофункциональность и основные параметры труб с ребрами жесткости

При технологическом формировании стальной трубы размеры соответствуют заданной длине, форма при прокатке придается прямоугольная (квадратная) с 4 ребрами жесткости. На выходе получается трубный профиль. Конфигурацией он выделяется среди обычных круглых труб. Изделия из холоднодеформированного проката по стоимости несущественно отличаются от других разновидностей. Путем применения холодной технологии выпускают алюминиевый или оцинкованный профиль, ему дополнительно придают антикоррозийные свойства.

Повышенный спрос на алюминиевый профиль оправдан техническими параметрами:

• устойчивостью к физическому воздействию;
• небольшим весом при значительных размерах металлических труб;
• повышенной прочностью при достаточной пластичности металла;
• незначительными отклонениями при деформациях;
• широким спектром применения;
• доступными ценами на весь алюминиевый и оцинкованный сортамент с учетом типоразмеров труб.

Профильным трубам при прокатке придается форма прямоугольника с четырьмя ребрами жесткости

На территории РФ более 400 предприятий специализируются на выпуске профилированных и круглых стальных труб. Они отличаются диапазоном сечения и толщиной стенок, их применение почти безгранично.

Советы

Чтобы изготовить трубы, которые рассматриваются в этой статье, используют специальные вальцы. Они могут иметь большую мощность, с помощью которой и деформируются трубы под установленное сечение. Если вы самостоятельно желаете сделать трубу данного типа, которая не будет нести большую нагрузку, к примеру, для изготовления мебели или теплиц, то достаточно приобрести небольшой станок, который может делать металлический профиль. А если необходимо изготавливать профильные трубы, которые будут противостоять определенным нагрузкам, то есть будут использоваться для конструирования несущих конструкций, то тут уже необходимо покупать готовые элементы, которые изготавливаются по специальной технологии и в заводских условиях.

Изготовление в заводских условиях проходит согласно следующим этапам:

• На завод поступают большие мотки рулонного железа, которые разрезаются на полосы, соответствующие сечению изготовляемой трубы;
• далее с помощью сварочного станка все полосы соединяются в одну длинную полосу, которую наматывают на барабан;
• далее помещают эту ленту в станок, который формирует полосы в трубу с круглым сечением;
• после этого заготовки свариваются в одну целую круглую трубу;
• затем сваренные элементы охлаждают и обрабатывают;
• после обработки трубы помещают в станок, который уже формирует из круглой деталь с установленным сечением, то есть в трубу с квадратным, прямоугольным или овальным сечением.

Также после изготовления труб их необходимо протестировать на соответствие к нормам ГОСТ.

Для этого используют такие способы контроля:

• Дефектоскопический вихревой метод, который обнародует показатели магнитной и электрической надежности.
• Визуальный осмотр выявляет возможное присутствие дефектов, выемок, неровностей и подобных критериев, которые не может выявить предыдущий этап проверки.

По завершению проверки конструкцию нагревают и охлаждают. Таким образом изделие проходит термическую обработку. Если будет проводиться самостоятельное изготовление, то обработку высокой температурой лучше проводить с помощью лампы паяльного типа. Но такую трубу лучше не изготовлять самостоятельно, так как это требует наличие 4 валков, а также специализированного станка, который выполняет работу при высоком показателе уровня шума, что неприемлемо для бытовых условий.

Если производится труба с квадратным сечением, то изделие должно полностью соответствовать стандартам ГОСТ 8639-82. Если она с прямоугольным сечением, то должны быть соблюдены нормы ГОСТ 8645-68, а если труба с овальным сечением, то она должна соответствовать ГОСТу 8642-68. Но после изготовления она должна пройти проверку, так как именно таким образом можно быть уверенным в качестве изделия.

В госстандартах допускается наличие таких изъянов:

• сверху готового материала могут присутствовать маленькие забоины, вмятины, окалины и следы очистки брака;
• по стандартам у сварного шва допускается наличие небольших повреждений механического характера, тонкий слой окалины, остатки металлических потеков и следы после устранения изъянов.

В том случае, если такие детали будут использоваться как материал для перемещения жидкостей под воздействием давления, то необходимо брать элементы, которые способны выдерживать возможные перепады давления. Такой критерий можно рассчитать по специально созданной формуле. Для того чтобы рассчитать показатель воздействия давления с наличием прямоугольного или квадратного сечения, необходимо использовать формулы, которые предназначены для определённой формы сечения.

Также смотрите видео о том, как производят профильные трубы.

Нагрузка на трубы круглого сечения

Применение

Круглые трубы можно встретить в любом месте. Опоры, стойки, колонны, емкости – это далеко не полный перечень использования обечаек (обечайка – металлический лист цилиндрической формы без торцов).

Кольцевой трубный профиль можно встретить при прокладке водо-, нефте-, газопроводов как в быту, так ив промышленных масштабах. Они – отличный материал для столбиков ограждений, ворот, калиток.

Благодаря наличию замкнутого контура, круглая труба обладает существенным преимуществом в сравнении со швеллерами, уголками аналогичных линейных параметров.

В результате деления первого параметра на второй, получил искомую прочность. После сравнения полученного параметра с допускаемым значением, взятого с таблицы, делают вывод о том, можно ли такую нагрузку давать на конкретный стояк, или нельзя.

Если число будет меньше допускаемого, то все хорошо. Но тут есть одно но: вычисления справедливые для растягивания, а не для сжатия

Пользуемся калькулятором

Для варианта со сжатием круглой стойки, можно провести необходимые расчеты с использованием онлайн калькулятора.

Сначала необходимо ознакомиться с дополнительными понятиями. Сюда относят:

1. Потерю общей устойчивости. Проверка потери нужна для избегания огромных потерь иного типа.
2. Потерю местной устойчивости. Речь идет о более раннем «заканчивании» жесткости стенок стояка при действии нагрузки на обечайку. Иначе говоря, труба начинает заламываться вовнутрь, а сечение круглого вида превращается в профиль неправильной криволинейной формы, что ведет к потере устойчивости.

Использование Excel

Существует специальная программа в Excel комплексной проверки расчета стояков относительно устойчивости и прочности. Основу данной программы составляют данные ГОСТа 14249 89. С ее помощью можно вычислить максимальную нагрузку на круглую трубу, а также усилия общего характера на обечайку круглого сечения.

В интернете можно часто встретить такие вопросы: «Какую нагрузку выдерживает круглая труба длиной 3, 4, 6 метров? Как это вычислить с помощью онлайн калькулятора? Можно ли это сделать самостоятельно?»

На эти и другие вопросы постараемся дать подробный ответ. Лучшим объяснением будет практический расчет величины вертикальной нагрузки на круглую трубу. Для примера, возьмем вертикальный круглый стояк диаметром 57 мм длиной 3 метра (чаще всего используется для обустройства навесов, гаражей, иных сооружений) и вычислим, какую нагрузку труба сможет выдержать.

Какие данные нужны

Алгоритм работы с программой состоит в следующем:

1. Сначала нужно открыть ГОСТ 14249 89, из которого необходимо выписать первых 5 исходных значений. Для быстрого отыскания параметров воспользоваться примечаниями к каждой ячейке.
2. Заполнить ячейки D8, D9, D10, вписывая в них линейные параметры стояков.
3. В ячейки от D11 до D15 внести возможные нагрузки.

Что получилось в результате

Нужно не только уметь пользоваться программой, но также уметь объяснить полученные результаты.

Необходимо сопоставить отношение действующей нагрузки к допускаемой: при получении числа, большего за единицу, труба – перегруженная. В противном случае – заданный вес стояк выдержит, при условии, что расчет нагрузки на трубу круглого сечения проведен правильно.

Технические характеристики и свойства профтруб

Профильная арматура производится из различных материалов (металлов и пластика). Именно свойства сырья определяют эксплуатационные характеристики профилей и вид нагрузки, которую они способны выдержать:

1. Полимерные профильные трубы устойчивы к влаге и коррозийным процессам, химически и биологически инертны. Стойкость к температурным изменениям, ультрафиолетовому воздействию предопределяется типом полимера.
2. Стальные профильные трубы наиболее устойчивы к механическим повреждениям, высоким и низким температурам. Однако антикоррозийная устойчивость черной (железоуглеродистой) и оцинкованной стали оставляет желать лучшего, чего не скажешь о более дорогостоящих профилях из нержавеющей стали и меди.

Срок службы профильных труб

Срок службы профтрубы также зависит от типа материала, из которого они изготовлены:

• Полимерные – 20-50 лет.
• Железоуглеродистые и оцинкованные – 15-20 лет.
• Нержавеющие – 25-30 лет.
• Медные – от 80 лет и более.

Следует учитывать, что условия эксплуатации профильных труб, соблюдение или несоблюдение рекомендаций производителя по обслуживанию и уходу могут как продлить период жизни металлопрофиля, так и сократить его.

Длина труб

 Немерная протяженность:

• бесшовные горячекатаные – 400…1250 см;
• сварные или холоднокатаные бесшовные – 150…900 см.

 Мерная протяженность:

• горячекатаные бесшовные – 400…1250 см;
• холоднокатаные бесшовные – 450…1100 см;
• сварные – 500…900 см.

 Кратная мерная протяженность с допуском на срез в 5 мм:

• холоднокатаные бесшовные – 150…1100 см;
• бесшовные горячекатаные – 400…1250 см.

Для изготовления стальных труб служат углеродистые, легированные и высоколегированные стали близко 350 марок.

Отечественные производители выпускают квадратный и прямоугольный профиль размером 15х15 — 450х350 мм. Максимальное сечение металла составляет 12 мм, протяженность определяется параметрами в 6 — 12 м.

Разделение труб по ГОСТ осуществляется на основе геометрических и технических показателей. К первым относятся наружный диаметр, сечение металла и протяженность.

Сечение стенок напрямую зависит от массы труб. Металлобазы обычно устанавливают стоимость за тонну, что связано с составом стали. Длина труб с большим диаметром достигает до 5 м, конструкции бытового назначения выпускаются в диапазоне 10,6 — 11,6 м.

Технические требования определяют тип шва, марку стали, допустимую нагрузку и маркировку, согласно ГОСТ и ТУ.

Производство стальных профилей

Изготовление профиля осуществляется путем деформации металлических листов с помощью калибровочного стана и продольной стыковкой. Профильные конструкции выпускаются длиной 9-12 м

При выборе материала, основное внимание уделяется маркам стали Ст2, Ст 3, 8 кп, Ст 10, Ст 20, 09 г2с, 17 гс, отвечающие требованиям ГОСТ 105088 и ГОСТ 38094

Эта технология служит для изготовления труб из алюминия, нержавейки и оцинкованной стали. Оцинковка позволяет увеличить эксплуатационный срок изделий, благодаря высоким антикоррозионным характеристикам. Квадратные конструкции широко применяются для строительных целей, сооружения рекламных конструкций и спортивных площадок.

Технологии изготовления труб:

• бесшовные горячекатаннные и холоднокатаные;
• сварные;
• сварные холоднокатаные.

Таблицы сортаментов соответствуют ГОСТ:

• Прямоугольный прокат (ГОСТ 864568).
• Квадратное сечение (ГОСТ 863982);
• Овальная форма (ГОСТ 8642-68).

Параметры конструкций определяются границами:

• Трубы квадратного сечения со сторонами 1-18 (3,2-6) см, при сечении металла 1-14 (4-6) мм.
• Прямоугольный прокат со сторонами 1,5*1 (2,8*2,5) см, при сечении металла – 1…12 мм;
• Овальные конструкции 0,6*0,3 мм до 9 *5 см, толщина металла 0,5-2,5 мм.