Гост 32931-2015 трубы стальные профильные для металлоконструкций. технические условия

Как и из каких материалов производятся профтрубы

Профильные трубы изготавливаются как из стали, так и из пластика, причем и те и другие можно встретить в большом разнообразии:

Металлические профили предлагаются из нержавейки, черной (углеродистой) или легированной стали, алюминия и меди.

Не менее популярны и пластмассовые профильные трубы из различных модификаций поливинилхлорида, полипропилена, полиэтилена, металло- и стеклопластика.

Технология производства полимерных профилей

Трубный прокат из полимеров изготавливается методом экструзии, когда расплавленная масса продавливается через формовочное устройство. Здесь же на поточной линии полученная пластиковая заготовка калибруется до требуемых значений сечения и толщины стенки, после чего полученная профтруба охлаждается, маркируется и нарезается на заданные параметрами отрезки.

Многослойные композиционные профильные трубы из пластика производятся:

1. Способами соэкструзии или коэкструзии, когда каждый вид термопласта расплавляется отдельно, а затем при проходе через щелевой филер расплавленные массы наслаиваются друг на друга.
2. По технологии пултрузии, при которой стекловолоконная или металлическая основа сначала пропускается через полимерную массу, а затем отформовывается, нарезается и остужается.

Технология изготовления стальных профтруб

Создание металлических профилей основано на принципах:

• Холодной или горячей формовки (проката).
• Сварки и вальцевания.

В последнем случае нужную форму стальной профиль приобретает после проката заготовки через систему валов. Так, чтобы придать трубе форму квадрата или прямоугольника, используют станки с 4 вальцами, а для овала достаточно 2 вальцов.

Сегодня все основные этапы производства автоматизированы и выполняются на специализированном сталепрокатном оборудовании, управляемом с аппаратного пульта:

1. Листовые или рулонные металлические листы (штрипсы) подаются на конвейер, где нарезаются на полосы нужного размера, соответствующего типоразмеру будущей профильной трубы, и при необходимости свариваются в длинную ленту.
2. Затем стальным заготовкам придается форма трубы круглого сечения, а продольный шов заваривается.
3. После охлаждения труба проходит этап обвальцовки, где она и приобретает конечную профилированную форму. Шов при этом разглаживается, что придает профильным изделиям дополнительную прочность.
4. Для получения оцинкованного профиля изделие дополнительно проходит процедуру холодного или горячего цинкования.

В завершение профильная труба из металла проходит этап контроля качества, на котором изделия, не соответствующие стандартам, отбраковываются.

Размеры квадратной профильной трубы и вес погонного метра

Труба квадратного сечения идет чаще на стойки, из нее собирают несущий каркас, а перемычки делают из прямоугольной. К такому каркасу проще крепить материалы (любые). А еще, при прочих равных, прочность на изгиб у квадратной профильной трубы выше. Она сравнима с показателями двутавровой балки. Но сопротивление скручивающим нагрузкам у круглой трубы намного выше. Так что это надо учитывать.

Но чтобы не было проблем, надо выдерживать рекомендованные размеры профильных труб. Как уже говорили, все размеры (сортамент) прописаны в ГОСТах. Там же указана возможная толщина стенки. У труб малого размера — от 10 до 35 мм в диаметре — толщина от 0,8 мм до 5 мм. Но у труб со стороной 10 мм и 15 мм стенки не толще чем 1,5 мм. Дальше идет постепенное увеличение минимального размера. Например, у 40*40 мм есть самая тонкая стенка 1,4 мм, у 45*45 мм уже тоньше 3,0 мм стенки нет. Та же тенденция соблюдается и дальше. Чем больше размер профильной трубы, тем толще стенки.

В таблицах также указан вес погонного метра профильной трубы каждого размера. Он нужен не только для того, чтобы можно было рассчитать нагрузку на транспорт. Используя эти данные можно проконтролировать толщину стенки. Вы можете взвесить кусок трубы, высчитать вес погонного метра, а потом сравнить с нормативом. Если данные близки, все нормально. Если реальный вес получился гораздо меньше, толщина стенки меньше заявленной. Правда, в таблице указан вес при плотности стали 7,85 г/см². Если плотность стали трубы меньше, это надо будет учитывать.

Пластиковые трубы профильные

Пластиковые трубы разделяют на два типа:

• Гибкие. Выдерживают температуру от -35 до +90 градусов. Их внутреннее сечение варьирует от 60 до 500 мм.
• Жесткие. Соответствуют размерам от 100 до 1000 мм. Для изготовления служит материал толщиной 3 мм и 5 мм.

Изготовление труб производится методом экструзии. Они обладают низкой плотностью — 0,92 г/см3, морозостойкостью (до -40°С), устойчивы к агрессивным средам и отвечают санитарным нормам.

ПП трубы хорошо эксплуатируются при создании силового каркаса из полипропиленовых листов или для вставки стальных труб. Для этого производится тонкостенный профиль. Например, в трубу 6 х4 см размещается стальной профиль с параметрами 5х3 см.

Широкий ассортимент металлических и полимерных конструкций позволяет выгодно купить профильные трубы, исходя из назначения и применения.

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.

Табличный расчет квадратной и прямоугольной профильной трубы

В современном строительстве и производстве разнообразных конструкций сегодня широко используется такой материал, как квадратные и прямоугольные профильные трубы. Применяются они как для возведения крупных объектов (каркасов для больших тепличных комплексов, торговых центров, рыночных павильонов, накрытий для спортивных площадок и др.), так и в частном строительстве (при установке заборов из профнастила, формирования каркасов хозяйственных строений, навесов для хранения сельхозпродукции и т.д.) Такие профильные трубы имеют разные инженерно-конструктивные параметры и характеристики, одной из ключевых является вес погонного метра.

Труба квадратная стальная может быть, как бесшовныой (изготавливается из слитков, или трубных заготовок), так и сварной.

Зачем рассчитывать вес погонного метра профильной трубы?

Профильная труба — надежный, крепкий, прочно свариваемый материал. Зачем же еще рассчитывать показатели веса ее погонного метра? На самом деле это является непреложным инженерным принципом: перед тем, как возводить любую конструкцию необходимо рассчитать все ее параметры, в том числе и силу, с которой она будет давить на грунт, фундамент или на другую конструкцию.

Металлические же трубы имеют весьма большую массу, значит, будут создавать сильную весовую нагрузку как на сопричастные элементы конструкции, так и на все строение в целом.

Даже сваривая обычный каркас для небольшого сарайчика или зернохранилища для использования в приусадебном хозяйстве, можно создать слишком тяжелую конструкцию. Излишний вес последней в дальнейшем может не выдержать слишком слабый фундамент, например, во время сильного ветра. Поэтому стоит серьезно отнестись к расчетам общего веса строений, каркас которых изготовляется при помощи сваривания профильных металлических труб. Кроме того, общий вес каркаса сильно влияет и на сварные соединения между самими трубами, следовательно от корректности расчетов зависит и прочность соединения между ними.

Таблица перевода размерных параметров профиля в его весовые показатели

Схема сварки стальных труб.

Проще всего рассчитать показатели веса погонного метра той или иной трубы, используя существующие в интернете калькуляторы. Введя в соответствующие окна интерфейса размерные показатели используемых труб, можно через пару секунд получить точнейший расчет их веса. Удобство использования таких калькуляторов состоит еще и в том, что при их применении можно учесть параметры материала, из которого изготовлен профиль. Однако, может случиться так, что на месте строительства, к примеру, на приусадебном участке, у вас не будет ни компьютера, ни интернета. В таком случае очень пригодиться таблица перевода размерных параметров профиля в его весовые показатели.

Такие таблицы существуют для разных видов металлопрофильных труб. Приведем здесь две таблицы, рассчитывающих весовые показатели для самых распространенных видов профильных сечений: квадратного и прямоугольного. В вертикальном ряду слева приводятся размеры сторон в миллиметрах, а в верхнем горизонтальном — толщина стенок тоже в миллиметрах. Внутри таблицы приводится масса погонного метра в килограммах.

Таблица 1. Расчет массы погонного метра квадратной профильной трубы в зависимости от длины стороны сечения профиля и толщины его стенки.

Таблица 2. Расчет массы погонного метра прямоугольной профильной трубы в зависимости от длин сторон сечения профиля и толщины его стенки.

Как видим основными параметрами, по которым производятся расчеты, являются длина стенки поперечного сечения профиля и ее толщина. Кроме того, во время получения тех данных, которые нам уже в готовом виде предоставлены в таблицах, использовалась такая важная физическая величина, как удельная плотность металла. Предоставленные же нам таблицы позволяют без применения сложных физико-математических формул и исчислений узнать необходимую информацию для расчета общих весовых параметров того или иного каркасного элемента строения.

Опытные инженеры знают и в обязательном порядке применяют данные расчеты, а строители-аматоры, возводящие у себя возле частного дома вспомогательные хозяйственные строения или ограждения с использованием металлопрфиля, должны в обязательном порядке помнить о такой характеристике этого материала, как большая масса и удельный вес.

Горячекатаные и холоднокатаные – в чем разница

Разница в тех характеристиках, которыми они обладают. Холоднокатаная сталь, как и продукция из нее, будет более прочная и устойчивая к различным агрессивным средам. Лист стали проходит процедуры прокатки, то есть его кроят и режут на листы меньших размеров, или же на стальные ленты, которые потом сворачиваются и свариваются.

Горячекатаные прямоугольные трубы

Холоднокатаная же сталь проходит обязательную процедуру травления. Процесс прокатки начинается только по ее окончанию. Надо сказать, что такая технология вводит некоторые ограничения на толщину – до 5 мм.

Поскольку в процессе горячей прокатки металл разогревается и подвергается некоторым физическим воздействиям, то его толщина по всей площади постоянно меняется, то есть она не одинаковая. Холоднокатаные же стальные листы имеют одинаковую толщину, идеально гладкую поверхность и не имеют окалин, которые возникают в процессе термической резки.

Сортамент труб и элементы трубопроводных коммуникаций

Трубопроводные сети составляются из следующих основных элементов:

труб разного назначения,

соединительных частей (фланцев, соединительных муфт, колен, угольников, отводов, тройников, крестовин, гребенок и др.),

арматуры (чугунной, стальной и специальной),

Для выбора размеров сечений элементов трубопроводов пользуются системой условных проходов, установленных ГОСТ 356-80 «Арматура и детали трубопроводов. Давления условные, пробные, рабочие. Ряды». Условный проход обозначается D_γ с добавлением цифровой величины условного прохода. Например, условный проход 100 мм обозначается D_γ 100.

Для транспортирования нефти и газа применяются сле­дующие виды труб:

1) стальные бесшовные горячекатаные по ГОСТ 8732-78 «Трубы стальные бесшовные, горячедеформированные. Сорта­мент». Изготавливаются из углеродистой стали марок 10, 15, 20, 25 и низколегированных сталей,

стальные бесшовные холоднотянутые и холоднокатаные по ГОСТ 8734-75 «Трубы стальные бесшовные, холоднодеформированные. Сортамент». Изготавливаются из углеродистой ста­ли марок 10, 15, 20, 25 и легированных сталей,

стальные сварные водогазопроводные (газовые) по ГОСТ 3262—75 «Трубы стальные водогазопроводные. Технические ус­ловия»,

Для перекачки корродирующих нефтепродуктов применя­ются трубы из легированной стали (ГОСТ 550-75 «Трубы сталь­ные бесшовные для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Технические условия»). Для трубопроводов наружным диаметром до 426 мм используют стальные бесшов­ные горячекатаные трубы из углеродистых и легированных ста­лей.

Для магистральных трубопроводов диаметром более 426 мм применяют электросварные прямошовные или спирально-сварные из низколегированных сталей с более высокими механи­ческими свойствами по сравнению с углеродистыми сталями. Это

позволяет изготавливать трубы со стенками уменьшенной тол­щины.

Трубы, работающие под давлением, должны выдерживать испытательное гидравлическое давление, определяемое по формуле

где δ – минимальная толщина стенки трубы, мм, R – допускае­мое напряжение, МПа, равное 40 % временного сопротивления разрыву, D_B – внутренний диаметр трубы, мм.

Существуют два метода изготовления труб из стальных болванок:

1) непосредственное вытягивание нагретой до пластическо­го состояния болванки с постепенным приданием ей формы трубы,

2) прокатка горячей болванки в пластину (штрипс) нужной толщины, которую затем сворачивают в трубу, а получающийся при этом продольный шов сваривают.

Трубы, изготовленные первым способом, называют цельно­тянутыми, а вторым – сварными.

Цельнотянутые трубы, которые называют также бесшов­ными, изготовляют двумя способами: способом специальной прокатки и способом последовательного расширения. В обоих случаях процесс изготовления трубы начинается с придания бол­ванке строго цилиндрической формы и превращения ее путем «прошивки» сердечником в гильзу со сквозным продольным от­верстием небольшого диаметра.

Процесс изготовления сварной трубы начинают с заготовки длинной и узкой стальной полосы (штрипса) путем резки сталь­ных листов на специальном стане. Затем на другом стане, имею­щем ряд валков, штрипс последовательными этапами изгибается до придания ему формы трубы. Для сварки трубы применяют электродуговую автоматическую сварку под слоем флюса на специальных станах.

Спирально сваренные трубы являются разновидностью сварных труб. Штрипс для них изготовляют в виде узкой сталь­ной ленты, которая, проходя через специальный стан-автомат, из­гибается в спираль по форме трубы. Спиральный шов сваривает­ся автоматической сваркой. Такой шов увеличивает прочность трубы, повышая жесткость и не ослабляя продольного сечения.

Сварные трубы, кроме простоты изготовления и удешевле­ния, имеют перед цельнотянутыми то преимущество, что их можно изготовлять большого диаметра с малой толщиной стенок.

Алюминиевые трубы конкурируют со стальными при сооружении низконапорных газо- и нефтепроводов и промысловых сборных коллекторов. Наибольший диаметр алюминиевых труд составляет 300 мм. Низко- и среднепрочные сплавы алюминия легко свариваются. Применение алюминия делает ненужным ан­тикоррозионные покрытия.

Сортаменты труб 3. Сортамент труб и элементы трубопроводных коммуникаций Трубопроводные сети составляются из следующих основных элементов: труб разного назначения, соединительных частей (фланцев,

Особенности производства

Трубы с квадратным профилем, соответствующие требованиям ГОСТа 30245-2003, могут производиться из различных сортов листовой стали, к которым относятся:

• стали углеродистой группы общего назначения и низколегированных марок, выпускаемые с толщиной листа 3 мм по ГОСТу 27772;
• стали углеродистых марок общего назначения, производимые по ГОСТу 14637 (толщина листа 4 мм и более) и по ГОСТу 16523 (толщина листа 3 мм);
• углеродистые качественные стали марок 10, 15 и 20, выпускаемые по ГОСТу 1050;
• стали низколегированных марок, выпускаемые по ГОСТу 19281 (толщина листа 4 мм и более) и по ГОСТу 17066 (толщина листа 3 мм).

Подготовленные для транспортировки профильные трубы хранятся на складе завода

Производство стальных квадратных труб данной категории осуществляется в несколько этапов.

• Листовой прокат, изначально находящийся в рулонах, разматывают и нарезают на полосы требуемой ширины.
• Концы полученных полос свариваются для формирования длинной ленты.
• Стальная полоса подается на формовочный станок, где при помощи специальных вальцов из нее формируется изделие с квадратным профилем.
• Соединительный продольный шов, полученный в результате гибки, проваривается.
• Со сварного шва снимается грат (его высота не должна превышать 0,5–1 мм в зависимости от толщины стенки изделия).
• Осуществляется контроль качества сварного шва, а также поверхности полученной трубы. После устранения недостатков, если они выявлены, трубы нарезаются на отрезки требуемой длины и отправляются на упаковку.

Готовые трубы проходят проходят инструментальный контроль соответствия требованиям ГОСТа

Кроме вышеописанной технологии, стальные трубы с квадратной формой профиля могут производиться методом холодного и горячего деформирования.

Изготовление квадратных труб из стали

Крупносерийное производство стальных профильных труб обязательно соответствует нормативам. Но есть и другие способы получения квадратных труб, так называемые кустарные. Например, вальцевание трубы круглого сечения. Этот метод не гарантирует надежности эксплуатации изделия в дальнейшем и не соответствует ГОСТ, поэтому его используют только народные умельцы в подсобном хозяйстве.

Заводы-производители квадратных стальных труб

В России широкомасштабным производством труб квадратного сечения занимаются крупные металлургические заводы. Продукция изготавливается по заказу из стандартного ряда типоразмеров. Заказчик выбирает способ получения и обработки стали в зависимости от назначения будущего проката. В Российской Федерации более 50 заводов, поставляющих трубную продукцию.

Поставщиками профильных труб квадратного сечения в РФ являются:

1. «Агрисовгаз» Калужская область.
2. Альметьевский трубный завод (Татарстан).
3. Амурметалл (Хабаровский край).
4. Барнаульский завод механический прессов.
5. Борский трубный завод (Нижегородская область).
6. Брок-Инвест-Сервис (Москва).
7. Вилси-Плюс (г. Калуга).
8. Волгатрубопрофиль (Костромская область).
9. Волжский механический завод.
10. ВТПЗ (Волгоградская область).
11. Выксунский металлургический завод.
12. ДЗМТ (Республика Дагестан).
13. ООО «Строй-Профиль» (Орловская область).
14. ЗСМК (Кемеровская область).
15. ООО «Октан» (Ставрополье).
16. Исаевский машиностроительный завод (г. Коломна).
17. Королевский трубный завод.
18. Металлург (Москва).
19. ОАО МТЗ «Филит».
20. Нефтекамский трубный завод.
21. Металлинвест (г. Нижний Тагил)
22. НМЗ им. Кузьмина (г. Новосибирск).
23. ООО «Новый кубанский профиль» (Краснодарский край).
24. Первоуральский новотрубный завод
25. Рязанский трубный завод и другие.

Производством профильных стальных изделий занимаются на Урале, в Челябинске, Ярославле, Рязани, Башкирии, Алтайском крае. Много заводов в Московской, Волгоградской, Новосибирской, Свердловской области. Ассортимент продукции различается – некоторые компании реализуют трубы небольшого сечения (от 10х10 до 60х60), другие – сечения свыше 80х80 мм.

Технология проката квадратных профильных труб

Сырьевым материалом для бесшовных квадратных труб являются изделия из стали круглого сечения с толщиной стенки от 4 до 14 мм. При холодной деформации получается продукция более низкого качества, но такой способ производства менее затратный и не требует мощного дорогостоящего и габаритного оборудования.

При горячей деформации бесшовных профильных труб структура металла не меняется, что важно для сохранения прочностных свойств изделия. Поэтому такая продукция более высокого качества и используется в сферах, где применяются большие нагрузки

При холодной и горячей деформации используются различное оборудование, но способ проката аналогичен: круглые трубы проходят через валки, вследствие чего деформируются, в результате получается заготовка квадратного сечения.

Как получают электросварные трубы из стали квадратного сечения

Из плоского металлического листа подготавливают штрипсы, которые превращаются путем сгибания в круглую трубу. Затем шов сваривается, зачищается. Заготовку прокатывают на вальцах, что на выходе дает изделие квадратной формы. Но для дальнейшей эксплуатации этого недостаточно – профильная заготовка проходит необходимую процедуру обработки и закаливания

Это важно, чтобы снять излишнее напряжение металла после изгибания

Сталь для труб квадратного сечения

Основной материал для изготовления профильных труб квадратного сечения – нелегированная углеродистая сталь по нормативам ГОСТ 380, 1050, 9045. Но есть изделия, которые производят из легированной стали марок 09Г2, 09Г2С, 10ХСНД (в соответствии с ГОСТ 19281), марок 10Г2, 30ХГСА (по ГОСТ 4543).

Технические требования к профильным трубам регламентируются ГОСТ 13663-86. Здесь указаны требования к внешнему виду, термообработке труб, маркам стали, нормативы механических показателей стальных изделий и др.