Види профільних труб за методом виготовлення, формою, матеріалом та розмірами

Профільна труба активно застосовується при виготовленні будівель з металоконструкцій, а також створення коробів дверей, навісів, альтанок та ін. Знаючи види профільних труб з металу та існуючі розміри, вам буде простіше підібрати правильний матеріал для конкретного завдання.

Класифікація профільних труб за методом виготовлення

Хоча профільні труби можуть виглядати однаково, існує чотири різних способи отримання такої конфігурації. Від методів виробництва залежить міцність виробу та собівартість, а також можливі максимальні розміри та особливості подальшої експлуатації.

Безшовні гарячедеформовані

Заготівлі для виробництва методом гарячого деформування одержують шляхом катання, безперервного лиття або кування. Для отримання профільних безшовних гарячекатаних труб використовують трубу круглого перерізу не має зварного шва. Далі деталь піддається нагріванню та механічному впливу на поздовжньому пресі.

Для надання остаточної форми використовується система вальців. Так виходить профіль потрібного розміру та правильного перерізу. Таким способом виготовляють трубу квадратного або прямокутного перерізу з товстими стінками, що відрізняється підвищеною міцністю до навантажень.

Безшовні профільні труби.

Безшовні холоднокатані

Для отримання профільної продукції цим методом застосовуються ті ж заготівлі без швів, що і вищеописаному способі. Відмінність полягає в тому, що кругла гільза не нагрівається, а навпаки охолоджується і потім надходить на систему вальців для формування профілю.

У такий спосіб виготовляються профільні труби з тонкими стінками. Відхилення від стандартних розмірів не перевищує 0.5%, тому безшовні холоднокатані труби активно застосовуються в суднобудуванні, виготовленні авто, різному устаткуванні, де важлива точність параметрів.

Зварні труби холоднодеформовані

Труби одержують із сталевої смуги (штрипси), змотаної в рулон. На спеціальному устаткуванні вона розмотується та загинається поздовжньо в циліндр. В результаті виходить кругла труба з поздовжнім бічним стиком. Стик з’єднується напівавтоматичним, контактним або плазмовим зварюванням.

Штрипс.

Далі гільза подається на конвеєр із вальцями, що впливають на неї із зусиллям у сотні тонн. Так виробу надається профільна форма. При цьому в металі неминуче виникають внутрішні напруження від деформацій. Щоб їх відпустити, застосовують нагрівання. Це усуває можливі подальші фізичні процеси та забезпечує збереження правильної постійної форми сталі.

Зварювальна профільна труба.

Зварні труби із сталевої смуги

Такий тип отримання профільної труби застосовують для отримання продукції невеликого перерізу. Як вихідний матеріал тут використовуються сталеві листи. Спершу на гільйотині виготовляють штрипс — трубну заготовку. Потім штрипс піддають деформуванню, а стик скріплюється точковим або дуговим зварюванням.

Таким методом одержують профільні труби з тонкими стінками. Виріб відрізняється точними розмірами. При використанні листів оцинкованої сталі з ще меншим перетином можна випускати складні трубні конструкції нестандартної конфігурації.

Порівняння методів отримання профільної труби

Всі профільні труби програють за собівартістю своїм круглим аналогам, оскільки виходять із циліндричних заготовок (по суті, готових круглих труб), і лише потім стають квадратними або прямокутними завдяки обробці вальцями.

Ще круглі труби краще розподіляють внутрішній тиск, адже воно рівномірно розходиться площею стінок. Але квадратний і прямокутний переріз зручніше при складанні та зварюванні металоконструкцій (легше зстикувати, зручніше відрізати, не котиться на рівній поверхні тощо), тому профільні труби дуже потрібні.

1.  Перші два методи виготовлення  вважаються найдорожчими. З огляду на це вони використовуються рідко та виправдані тільки для отримання продукції, призначеної для місць з  високим навантаженням.  Це можуть бути опорні колони та інші елементи конструкції, від яких залежить безпека.

Але там, де застосуємо профіль підвищеної міцності, підійдуть і круглі безшовні аналоги. Якщо потрібно заощадити, можна використовувати не профільовані труби.

2.  Метод отримання профільної труби зі штрипсу  є найдешевшим, через низьку собівартість заготовок. Ще один плюс технології – необмеженість у розмірах. Сталева смуга в бухті може бути довжиною 10 і більше метрів, тому сумарний розмір профілю не має обмежень.

Це дозволяє випускати цільну трубу великих поздовжніх розмірів, заощаджує час при складанні конструкцій, унеможливлює зварювання додаткових ділянок за місцем.

Підсумуємо: для зон з високим навантаженням краще використовувати профільні безшовні труби, а для звичайної експлуатації підійдуть профільні вироби зі сталевої смуги.

3.  Обережність при виборі виробника . Зазначимо, що випускати профільну трубу з одношовних циліндричних заготовок можна не тільки на заводі, а й у гаражі або невеликій майстерні. Для цього знадобиться верстат із вальцями. Щоб знизити собівартість, деякі підприємці не витрачають електроенергію для індукційного нагрівання металу та зняття залишкової напруги.

Це не критично, якщо продукція використовується для виготовлення огорож, меблів, невеликих металоконструкцій. Але для будівництва такі труби не підійдуть, оскільки згодом можуть деформуватися. У такому випадку перед покупкою слід уточнити нюанси виготовлення труби або просто звернутися до відомого виробника з гарною репутацією.

Різноманітність труб за формою профілю та розмірами

Крім методів виготовлення важливо знати розміри профільної труби, щоб підібрати відповідні деталі для майбутньої конструкції.

Розглянемо кожну групу з усіма пов’язаними параметрами детальніше.

Труби квадратної форми профілю

Квадратний переріз перевершує круглий у разі поперечного впливу при горизонтальному розташуванні труб. Це актуально для несучих опор як стельові перекриття або організації цоколя (балки). Круглі труби добре переносять внутрішній тиск води, оскільки воно однаково впливає на всю площу стін. А ось при навантаженні з одного боку, вони гнуться.

Квадратні труби за рахунок чотирьох ребер жорсткості мають майже таку ж міцність, що і суцільний сталевий прут такого ж діаметра. Але для виробництва порожнистих елементів витрачається менше матеріалу, вони легші і зручніші в різанні та монтажі. Квадратний профіль найчастіше застосовується у будівництві. Ціна труби залежить від методу прокату (гарячий, холодний) або типу зварювання у разі шовної технології.

Профільна труба квадратного перерізу.

Розміри профільних труб квадратного перерізу

• Висота ребра — 10-180 мм.
• Перетин квадратної труби — 0.343-89.59 см ².
• Поширена товщина стінки – 1-6 мм.
• Маса погонного метра — 0.269-70.33 кг.

Труби прямокутної форми профілю

За рахунок чотирьох ребер жорсткості, прямокутний профіль теж виходить міцнішим, ніж круглий. Але на відміну від квадратного, його можна точніше підлаштовувати під вектор навантаження. Розташування вузькою частиною до області максимального впливу забезпечує найкращий опір зовнішньому тиску (у високого ребра площа більша, тому зігнути його складніше).

При складній конструкції, де навантаження розподіляється на множинні внутрішні елементи, прямокутний профіль можна повертати широкою частиною, що дає більше місця для зварного шва. Безшовні варіанти витримують вплив краще на 10-15% порівняно з аналогами, звареними зі смуги сталі.

Профільна труба прямокутного перерізу.

Розміри профільних труб прямокутного перерізу

Прямокутна конструкція має більше варіантів виконання, за рахунок подовження та укорочування стінок у різному співвідношенні один до одного.

По ширині профільна труба можлива 15-230 мм, а за висотою — 10-100 мм.

Методом гарячого прокату заготовок, зварених зі сталевої смуги, отримують профіль з товщиною стінки 1.5-5.0 мм, але особливо відповідальних конструкцій випускають продукцію з перетином стінки до 20 мм.

Труби овальної та плоскоовальної форми профілю

Труби з таким перерізом мають заокруглені краї. По міцності вони перевершують круглі, якщо розташувати їх вузькою частиною до стороні навантаження. Приклад такої труби можна зустріти в побуті, в шафі для білизни — на ній часто висять тремпеля з одягом.

Для виробництва використовують нержавіючу сталь або оцинковані листи, корозії, що добре опираються. Крім різних стійок та пристроїв у меблів, труба з овальним та плоскоовальним профілем використовується в декорі. Для серйозних навантажень у будівництві вона не призначена.

Овальна профільна труба.

Плоскоовальна профільна труба.

Розміри труб овальної форми

Овальні труби мають широку та вузьку сторони (А та В). Ще їх називають шириною та висотою профілю.

Параметр А можливий від 6 до 90 мм, а — від 3 до 32 мм.

Інші геометричні параметри профілів

Крім вищеописаних значень існують інші величини, які у технічної документації, кресленнях чи паперах товару. Серед них довжина профільної труби

Таблиця. Довжина профільної труби

Округлення кутів

На практиці радіус заокруглення часто більший за проектний. Це залежить від характеристик устаткування, що використовується, але ще дозволяє знизити масу виробу і здешевити виробництво.

Якщо заокруглення дуже маленьке, виріб виглядає красиво, але він більш важкий і дорогий за собівартістю. Через велику вагу наступна конструкція може виявитися непридатною для конкретного місця експлуатації. Коли закруглення збільшені (мала площа плоского ребра жорсткості), труба легша, але менш міцна, що знижує її здатність, що несе.

Товщина стін

Загальний принцип виробництва профілю заснований на тому, що чим більший діаметр труби, тим товщі повинні бути її стінки, інакше конструкція може деформуватися під власною вагою.

Існує такий параметр, як співвідношення зовнішнього діаметра до товщини зовнішньої стінки.

Відповідно до цього параметра трубний прокат можна розділити на три категорії:

• співвідношення 0,025 — тонкостінний прокат;
• співвідношення 0,05 — така труба називається стандартною;
• співвідношення 0,1 і більше означає, що виріб товстостінний.

Деякі величини можна отримати лише за певного способу прокату. Наприклад, квадратний безшовний профіль з висотою стінки 180 мм і товщиною металу 4-14 мм виготовляється тільки методом гарячого деформування. У виробів із замкнутою конструкцією, з’єднаною шляхом зварювання, товщина стінки варіюється від 1 до 12 мм.

Матеріал виготовлення труби

Крім технології виготовлення та різноманітності геометрії, профільні труби поділяються за матеріалом. Від цього залежить вартість підсумкової продукції та сфера застосування.

Вуглецева сталь

Найдешевшим матеріалом виступає вуглецева сталь.

Якщо виріб призначений для відповідальної ділянки, то використовують вуглецеву сталь з низьким легуванням 09Г2С, що має підвищену механічну міцність.

Профільна труба із вуглецевої сталі.

Наступним різновидом вуглецевої сталі є оцинкування. Профільні труби з таким покриттям іржавіють у 5-7 разів повільніше, ніж чорні аналоги.

Нанесення цинку здійснюється методом напилення чи занурення готової труби в цинковий розчин. Створити захисне антикорозійне покриття можна як усередині деталі, так і зовні.

Профільна труба оцинкована.

Нержавіюча сталь

Профільний прокат з нержавіючої сталі демонструє найкращий опір корозії. Найчастіше задіяними марками нержавіючої сталі є AISI 316 і AISI 304 (підходить навіть для харчової промисловості). Можливе виготовлення профільної труби з марок AISI 409, 430 та 439, але вони використовуються рідше.

Профільна труба із нержавіючої сталі.

Така продукція має не тільки відмінну стійкість до корозії, але міцна, відмінно переносить вплив високих температур, пручається стирання.

З нержавіючого профілю виготовляють: елементи будівельних каркасів, стелажі для вологих приміщень, ящики, холодильні установки, захисні дуги бамперів автомобілів, сушарки для рушників та ін.

Але незалежно від матеріалу виконання профільної труби, скрізь використовуються одні й самі стандарти з геометрії. Це дозволяє комбінувати заготовки, застосовуючи для більш вологих або лицьових сторін нержавіючу/оцинковану сталь, а для внутрішніх — маловуглецеву.