Способы изготовления и применение профильных труб

Использование профильных труб для постройки каркасных зданий

Трубы можно смело назвать одним из самых популярных строительных материалов. В настоящее время выпускается огромное количество их видов из разных металлов. Такие изделия активно используются в строительстве и практически во всех областях промышленности. Они незаменимы для транспортировки больших объемов газов или жидкостей. Отдельно следует выделить профильные трубы. Одно из направлений их использования – каркасное строительство.

Особенности профильных труб

Профильные трубы имеют некоторые общие черты с классическими круглыми, но по ряду параметров существенно отличаются от них.

Способы изготовления профильных труб

Способы изготовления профильных труб во многом похожи на производство аналогичных изделий с круглым сечением. Они могут быть сварными или бесшовными. В первом случае листовые заготовки, называемые штрипсами, изгибаются до получения цилиндрической формы, а затем завариваются. После этого они пропускаются через систему валков, которые придают им окончательную форму. Для выполнения процедуры могут использоваться нагретые или холодные заготовки. В первом случае они называются горячекатаными, во втором – холоднокатаными.

Прокатка с нагревом позволяет оперировать с заготовками большего размера, имеющими толщину стенки до 14 мм. В готовом виде они обладают шероховатой поверхностью, но не имеют внутренних напряжений. Такой материал используется для изготовления несущих каркасов, строительных опор или уличных металлоконструкций.

Прокатка без нагрева не позволяет работать с металлами толщиной более 8 мм. При этом холоднокатаные трубы отличаются точными геометрическими параметрами и высокой чистотой поверхности, устойчивы к механическим нагрузкам и хорошо поддаются изгибанию. Они востребованы при изготовлении офисной и бытовой мебели, элементов химического оборудования и прочих изделий с повышенными эксплуатационными требованиями.

Для получения бесшовных профильных труб используются цельнотянутые круглые заготовки. Они подвергаются прокатке на калибровочных валках и отличаются хорошим качеством поверхности, более высокой по сравнению с электросварными аналогами прочностью, пластичностью и устойчивостью к высокому давлению.

Виды профильных труб

Профильные трубы различаются формой сечения и сферой применения, а для их изготовления применяются разные нормативные документы.

Нормативные документы для изготовления профильных труб

Профильные трубы квадратного сечения изготавливаются на основании требований ГОСТа 8639-82. Их наружные размеры могут варьироваться в пределах 10-45 мм, а толщина стенки – 1-6 мм. Изделия с прямоугольным сечением выпускаются в соответствии с ГОСТом 8645-68. Они могут иметь наружные размеры от 10×15 мм до 150×180 мм и толщину стенки от 1 мм до 12 мм. Эти трубы допускается использовать для изготовления строительных конструкций. В этом случае они дополнительно должны соответствовать требованиям ГОСТа 30245-2003. Еще один популярный вид профильных труб – овальные. Для их производства применяется ГОСТ 8642-68.

Применение профильных труб

Квадратные и прямоугольные трубы хорошо выдерживают поперечные нагрузки. По этой причине они востребованы при изготовлении различных строительных конструкций. С их применением собираются каркасы архитектурных сооружений (павильонов, гаражей, теплиц, бытовок или киосков), колонны, кровельные системы, стойки, фермы, лестницы и перекрытия. Помимо этого, квадратные и прямоугольные профильные трубы используются для изготовления рекламных носителей, заборов, металлических дверей, пластиковых окон и различных транспортных средств (велосипедов, автомобилей, мотоциклов и скутеров). Такой материал часто присутствует в конструкции бытовой и офисной мебели.

Овальные профильные трубы по механическим свойствам мало отличаются от круглых, но иногда выглядят более эстетично. По этой причине они находят применение в дизайнерском оформлении зданий, при изготовлении каминных решеток, лестничных перил, а также бытовой и офисной мебели. Трубы имеют повышенную гибкость вдоль более короткой стороны, поэтому удобны при создании арочных конструкций. Для овальных труб характерна большая площадь наружной поверхности. Это позволяет эффективно использовать их в различных охлаждающих системах для отвода тепла.

Особенности профильных труб

В строительстве наибольший интерес представляют квадратные и прямоугольные профильные трубы. Благодаря наличию ребер жесткости при равном весе их сопротивление изгибающим нагрузкам примерно на 30 % больше, чем у круглых аналогов. Кроме того, на практике профильные трубы оказываются выгоднее фасонного проката, например швеллера или балки. В данном случае экономия на металле достигает 25 %. При одинаковой прочности конструкции из профильных труб легче. Это позволяет снизить нагрузку на несущие элементы сооружения и фундамент. Дополнительную экономию может дать использование прямоугольных труб вместо квадратных: в этом случае материалоемкость снижается еще примерно на 10-20 %.

Высокие показатели прочности позволяют использовать в металлоконструкциях профильные материалы с небольшими размерами сечения. Это позволяет снизить их аэродинамическое сопротивление и уменьшить расход защитных лакокрасочных покрытий. Кроме того, квадратные или прямоугольные трубы легче обрабатывать. Они не имеют труднодоступных мест, характерных для швеллеров или двутавровых балок. Это положительно сказывается на их коррозионной стойкости. Профильные трубы с плоскими гранями оптимально подходят для обшивки листовыми материалами и удобны для вкручивания саморезов. Их легко соединять с помощью сварки. Еще одним аргументом в пользу профильных труб является их устойчивость при складировании или перевозке.

Металлокаркасные здания

Металлокаркасный способ строительства ранее использовался только применительно к промышленным зданиям. Таким образом возводились ангары, склады, теплицы, фермы или производственные цеха. Современные технологии позволяют применять метод для постройки жилых домов, офисов, кафе и магазинов. Такие здания имеют как достоинства, так и недостатки.

Каркасное строительство активно развивается во всем мире. В Шотландии с применением такой технологии возведено 75 % зданий, в Швеции – 80 %, а в Канаде – 95 %. В целом в Северной Америке ежегодно строится более 1,5 млн каркасных домов.

Преимущества каркасных зданий

  1. Сооружения отличаются меньшей себестоимостью. Это утверждение в первую очередь относится к деревянным каркасам. При использовании профильных труб конечная стоимость конструкции зависит от размера их сечения.
  2. Каркасные здания строятся в несколько раз быстрее классических кирпичных.
  3. После возведения они не дают усадки, что свойственно деревянным, а в ряде случаев и кирпичным домам.
  4. Технология постройки каркасных зданий позволяет минимизировать количество операций, связанных с использованием жидких растворов. Фактически они ограничиваются только устройством фундамента.
  5. Строительные работы по каркасной технологии можно вести в любое время года.

Недостатки каркасных зданий

  1. Разработка проекта таких зданий – достаточно сложная процедура. Для снижения себестоимости и использования минимально возможного размера сечения труб требуется точный расчет нагрузки на узлы каркаса.
  2. Металл имеет высокую теплопроводность. По этой причине каркасное сооружение требует качественного утепления.

Заключение

Каркасные здания благодаря простоте и скорости возведения приобретают все бо́льшую популярность в мире. Использование профильных труб для их постройки считается оптимальным вариантом. При этом важнейшим этапом является грамотно разработанный проект. Он является залогом постройки прочного и долговечного дома.

Способы изготовления и применение профильных труб

Профтруба, благодаря внутренней полости и особенностям поперечного сечения, обладает такими качествами, которых нет ни у металлической арматуры, ни у круглых труб. Профильные трубы применяют для строительства различных зданий и сооружений, изготовления декоративных элементов. Однако, чтобы правильно выбрать трубопрофиль для конкретной задачи, нужно разбираться в способах изготовления таких труб, размерах и формах сечения, понимать маркировку.

Преимущества и сфера применения

Профильные или профилированные трубы – это полые металлические трубы с сечением, отличающимся от круглого. Поперечный срез может быть одной из стандартных форм или иметь сложную форму в случае выполнения по заказу.

Такие трубы применяются в различных сферах:

  • в каркасном строительстве – монтаж каркаса коммерческих, промышленных и малоэтажных жилых зданий;
  • при возведении малых архитектурных форм – постройка навесов, беседок, теплиц, игровых и спортивных площадок, построек хозяйственного и декоративного назначения на приусадебном участке;
  • в промышленном и кустарном изготовлении ограждающих и вспомогательных конструкций – заборов, оград, переносных и стационарных лестниц, опор для различных сооружений, строительных лесов;
  • в производстве мебели и декора – изготовление мебельных каркасов, светильников, полок, подставок и подвесов для цветов, картин, осветительных приборов и других элементов интерьера и экстерьера.

Чем хороши профильные трубы

Столь разнообразное применение профтрубы обусловлено ее многочисленными достоинствами:

  • Широкий типоразмерный ряд. Кроме формы сечения профильные трубы различаются толщиной стенок – от 1 до 14 мм, а параметры профиля имеют еще более широкий диапазон: от тонких трубок шириной в 3 мм, до крупногабаритного профиля шириной в 23 см.
  • Экономичность материала. Внутренняя полость труб не уменьшает их прочностных характеристик в сравнении с цельными изделиями той же формы, но значительно уменьшает объем затраченного металла и, соответственно, стоимость профилей.
  • Прочность. По сравнению с круглыми трубами профилированные способны выдерживать большие нагрузки как в осевом направлении, так и в поперечном. Трубопрофиль сложнее согнуть, сломать, сплющить. А в сравнении с деревянным брусом металлические изделия лучше выдерживают механическое, химическое и биологическое воздействие.
  • Легкость и компактность. Профилированные изделия при хранении и транспортировке занимают меньше места, требуют меньше сил на погрузку, разгрузку и монтаж. Даже готовые конструкции из металлопрофиля весят меньше, чем их аналоги из других материалов.
  • Удобство проектирования. Элементы конструкции, особенно при использовании труб с квадратным и прямоугольным сечением, легко рассчитываются, так как срезы, отверстия и узлы имеют прямолинейные очертания.
  • Простота монтажа. Профтрубы легко поддаются резке болгаркой с диском по металлу. В ходе работ трубы с прямолинейным профилем зафиксировать и удержать легче, чем круглые, которые могут вращаться и проскальзывать в тисках или руках. Сборку можно выполнить при помощи специальных фасонных элементов и болтов, для чего не требуется особых знаний и навыков, или сварным методом, если имеется сварочный аппарат и навык работы с ним.

Изготовление профильных труб

Трубную продукцию с нужным сечением получают двумя способами:

  • полный цикл производства,
  • изменение профиля круглой трубы.

Крупные трубопрокатные организации используют производство полного цикла. Штрипс – листовую металлическую заготовку – поочередно прогоняют через линию нарезки и сварки, получая стальную ленту нужной ширины.

Затем эту ленту пропускают через формовочный станок, получая заготовку для профилирования – круглую трубу, которую отправляют на вальцовочный стан, где вращающиеся калибровочные вальцы выравнивают толщину стенок трубы.

После обрабатывают трубу на профилирующем стане, где вальцы обжимают круглую заготовку и меняют форму ее сечения. При этом толщина стенок также калибруется, чтобы снять напряжение с участков, подвергшихся деформации.

Готовый трубопрофиль нарезают, проводят визуальный и инструментальный контроль качества и термообработку.

Небольшие трубопрокатные фирмы и частные мастерские изготавливают трубопрофиль всего в два действия: закупают круглые трубы и пропускают их через профилирующий станок. Кроме этого станка другого оборудования не требуется, производство выполняется за короткие сроки. Однако полученная таким образом профильная продукция отличается невысокими прочностными характеристиками и подходит только для изготовления мебели, декоративных изделий и легких теплиц и беседок. В деформированных стенках остается напряжение, толщина стенок неравномерна, поэтому серьезной нагрузки такая профтруба не выдержит.

Будет полезно:  Водорозетка для труб из полипропилена и ее использование в водопроводных системах

Оба способа используются для производства медных, алюминиевых, стальных нержавеющих, хромированных и оцинкованных труб.

Типы профиля

Сечение профильных труб может быть любым отличным от круглого, но есть основные типы трубных профилей, изготавливаемые всеми трубопрокатчиками:

  • Прямоугольный. Сечение имеет форму прямоугольника с неравными параметрами ширины и высоты. Большое число вариаций соотношения сторон делает такие профтрубы наиболее распространенными и широко применяемыми.
  • Квадратный. Сечение прямоугольное с равными сторонами. Размерный ряд чуть уже, чем у прямоугольных труб, однако широта применения такая же, так как квадратные трубы проще других в расчетах.
  • Овальный и плоскоовальный. Сечение первого имеет форму овала, второго – прямоугольника с сильно скругленными углами или овала с выпрямленными длинными сторонами. Самый сложный в производстве и дорогой из типовых профилей, а также, наиболее трудный в расчетах и монтаже. Однако овальные и плоскоовальные трубы незаменимы для изготовления мебели и декора, так как расширяют возможности дизайна.

Обратите внимание! Стандартные типы профтруб можно приобрести в готовом виде у большинства трубопрокатчиков. Однако производители могут выполнить профилирование на заказ и изготовить трубы с треугольным, многоугольным сечением или профилем в виде сложной фигуры.

Профиль любого типа может быть тонкостенным и толстостенным. Если толщина стенки составляет менее 1/20 диагонали сечения, такая труба считается тонкостенной. Например, у квадратной профтрубы с шириной 100 мм, диагональ равна 141 мм. Значит, при толщине стенки в 2-6 мм такая труба будет тонкостенной, а при 7 мм и больше – толстостенной.

Маркировка профильных труб

Чтобы распознать технические характеристики трубопрофильных изделий без сопроводительной документации, на стенках наносится маркировка, в которой могут отражаться:

  • наименование изделия – “профиль” или “профильная труба”
  • параметры сечения трубы – ширина и высота;
  • толщина стенки;
  • радиус внешнего скругления углов;
  • марка материала трубы;
  • стандарт, которому соответствует изделие – номер ГОСТ на трубах отечественного производства или евростандарта – на продукции зарубежных фирм;
  • длина профтрубы;
  • отметка о прохождении контроля качества – ОТК;
  • сведения об изготовителе.

Однако полную информацию на профилированные изделия наносят не всегда, чаще встречается упрощенная маркировка, содержащая только наименование, параметры сечения и толщину стенок. Информация наносится в формате ШхВхТ, где Ш – ширина, В – высота сечения, Т– толщина стенок.

Способ нанесения маркировки выбирается изготовителем в зависимости от материала профтрубы, так как нанесенные данные должны оставаться на трубе от момента выхода с производственной линии до окончания монтажных работ.

Наносится маркировка следующими способами:

  • нанесение несмываемой краски через трафарет,
  • нанесение несмываемой краски электрокаплеструйным устройством,
  • “печать” текста электрографом,
  • оттиск заводского клейма.

Как выбрать профиль

При выборе профильных изделий следует соблюдать следующие рекомендации:

  • Для изготовления мебели и элементов декора подходят трубопрофили любого сечения. Для возведения архитектурных объектов используются только прямоугольные и квадратные профили, овальные, плоскоовальные подходят только для выполнения ненесущих элементов конструкции.
  • Чем толще стенки трубы и больше сечение, тем прочнее профтруба, поэтому для возведения построек используют толстостенные профили, изготовленные промышленным способом. Затраты на постройку – финансовые и временные – окупятся надежностью получившегося строения.
  • Для декоративных предметов и объектов, мебели и ограды лучше подойдут тонкостенные трубы, в том числе те, которые профилированы из круглых – это позволит сэкономить деньги и силы, особенно если проект предусматривает изгибание труб.
  • Сооружение постройки целиком из одинаковых труб возможно только для полуцилиндрических теплиц. Для всех остальных построек необходимо выбрать трубы наибольшего сечения для основной несущей части и более тонкие – для дополнительных.
  • Для основных опор конструкции выбирают профтрубы с различными параметрами сечения в зависимости от особенностей возводимого сооружения: для возведения каркасных домов используют трубы с сечением от 100х100х4 мм, для оборудования навесов над широкой площадкой – от 80х80х3, для монтажа беседки, навеса над небольшой площадкой (до 4,5 м в ширину) – 40х40х2 мм.
  • Для изготовления лестниц профиль выбирают в зависимости от типа лестницы. При монтаже стационарных маршевых и винтовых лестниц трубы с самым большим сечением идут на изготовление каркаса: для центрального косоура – 80х60х3 или 100х500х4, бокового косоура – 50х25х2 или 80х40х3. При монтаже мобильных приставных лестниц и стремянок опоры изготавливают из более легких и тонких профтруб – 40х40х2. Для ступеней выбирают трубы чуть меньшего сечения с толщиной стенок на 1 мм меньше.
  • Для возведения построек, которые не планируется окрашивать, следует выбрать нержавеющие профтрубы. Если запланирована покраска, можно остановиться на оцинкованных – будучи окрашены краской по металлу, они прослужат не меньше нержавейки.
  • Каркасы для мебели и декоративные элементы выполняют из различных металлов: нержавеющей и хромированной стали, меди, алюминия. Реже применяют оцинковку – она быстро теряет эстетичность в ходе эксплуатации и потому применяется только под покраску.
  • Изделия с защитным покрытием из цинка нельзя соединять при помощи сварки – при тепловом разрушении цинкового слоя выделяются опасные для здоровья газы, а сталь в месте соединения теряет прочность. Поэтому оцинкованные профильные трубы следует приобретать, если монтаж будет производиться с использованием фасонных элементов.

Производство профильной трубы – тонкости технологического процесса

Производство профильной трубы имеет ряд нюансов. Осуществляется оно посредством холодного либо горячего деформирования. Это дает возможность предприятиям выпускать бесшовную и сварную трубную продукцию.

1 Изготовление профильных труб из готовых круглых труб

Современный рынок профильных изделий изобилует продукцией различных производителей. Потребителям предлагаются конструкции разных размеров, сделанные не только из стали, но и из других материалов. При необходимости можно приобрести нержавеющие профильные трубы и даже изделия из полимерных составов. Но нас в рамках данной статьи интересуют исключительно стальные трубы. О тонкостях их изготовления и пойдет речь дальше.

Производство профильных труб сейчас может выполняться по двум основным схемам:

  • по полному циклу;
  • из круглых труб.

Вторая технология предполагает, что для изготовления профильного изделия используется труба круглого сечения, которую пропускают через специальные вальцы. Оборудование для данной операции имеет сравнительно небольшие размеры. Это позволяет размещать его в небольших по площади производственных помещениях.

Такое оборудование, представляющее собой “компактный” стан для деформирования круглых труб, востребовано многими предприятиями. Состоит оно из комплекта вальцов, через которые пропускается заготовка. По показателю мощности подобные устройства отличаются друг от друга. Наиболее мощные агрегаты дают возможность без проблем профилировать не только сварные, но еще и бесшовные трубы.

Чаще всего на станках для изготовления профильных конструкций осуществляют выпуск неответственных изделий. Именно таким образом производят трубы для мебельной промышленности, а также продукцию, используемую в качестве декоративных элементов. Спрос на подобные изделия достаточно высок, но всегда нужно помнить, что они не годятся для применения в конструкциях, к коим выдвигаются высокие требования по надежности.

Профильные изделия, полученные описанным методом холодной деформации, не рассчитаны на эксплуатацию при сколь-либо значительных нагрузках. Обусловлено это их объективно невысоким качеством. Если вам нужна по-настоящему надежная профильная труба, специалисты советуют покупать продукцию, произведенную на промышленных предприятиях по полному технологическому циклу.

2 Производство профильной трубы на линиях полного цикла

Данная технология основывается на применении штрипса, представляющего собой листовой металл, свернутый в рулоны. Доставляют его непосредственно с металлургических комбинатов. Толщина штрипса бывает разной. Это позволяет изготавливать профильные трубы требуемого уровня надежности для использования готовой продукции для различных целей.

В большинстве случаев штрипс, предназначенный для производства квадратных и прямоугольных труб, имеет большую ширину, чем нужно. В связи с этим его на первом этапе обработки нарезают на отрезки требуемых размеров. Выполняется данная операция на специальной установке продольной резки. После нее получаются стальные полосы с шириной 5 сантиметров и больше. Их сваривают в одну ленту (она является непрерывной).

Полученную таким образом ленту наматывают на барабан. Подобная схема реализуется для того, чтобы производство происходило непрерывно. Фактически на барабане размещают технологический резерв штрипса, за счет чего вальцы на предприятии не простаивают тогда, когда стальная лента заканчивается.

Ленту подают на стан формовки, который располагает несколькими клетями. В них осуществляется создание круглой по сечению бесконечной заготовки. На данной стадии чаще всего используется холодная сталь, которая не подвергается нагреву. Хотя имеется и технология, предусматривающая нагрев металла.

Все указанные процедуры приводят к формированию трубы с открытым швом. Ее пропускают через сварочную установку, которая производит сваривание круглой конструкции высокочастотными токами. Так как при данном процессе края изделия сжимаются вальцами, снаружи и изнутри трубы происходит выдавливание расплава. Это приводит к образованию грата, который сразу же удаляется при помощи резца.

После этого выполняется охлаждение трубы специальным эмульсионным составом и ее последующее профилирование в несколько этапов:

  • сначала заготовка обрабатывается на вальцах, которые обеспечивают идентичность ее сечения по всей длине конструкции;
  • затем труба круглого сечения с четырех сторон обжимается на других вальцах, в результате чего на выходе получается готовое профильное (прямоугольное либо квадратное) изделие.

Если же изготавливается плоскоовальная или же овальная конструкция, вторые вальцы не нужны – требуемую форму труба получает уже на первом технологическом этапе.

На финальной стадии готовые профильные трубы режутся пилой по заданным размерам на отдельные отрезки. Дополнительно отметим, что изделие непрерывно охлаждается и в процессе такой резки, и во время операции формирования трубы с тем или иным профилем.

3 Контроль и термическая обработка профильных конструкций

Готовые трубы обязательно проходят процедуру довольно-таки строгого контроля, в ходе которого проверяется состояние получившегося сварного шва. Причем анализ ведется по двум параллельным методикам:

  1. Визуально. Осмотр изделий специалистом – обязательный этап контроля качества изготовления профильных труб. Он позволяет установить дефекты труб, которые могут вызываться повреждением вальцов либо их износом.
  2. Дефектоскопия (вихретоковая). Методика проверки шва базируется на том, что различные виды напряжений, внутренних раковин и иных дефектов, а также химический состав металла оказывает влияние на его магнитные и электрические характеристики. Анализ всех указанных факторов дает возможность выявить возможные проблемы с готовой продукцией.
Будет полезно:  Пуш фитинги (push fit) - новейшая разработка для надежного соединения труб

Для нивелирования внутренних напряжений, возникающих в стали при ее деформировании, профильные трубы после всех производственных этапов нагревают, а затем оставляют под открытым воздухом до тех пор, пока они не остынут. Так поступают далеко не на всех предприятиях, стремясь снизить себестоимость продукции. Но если описанный этап не включается в производственный процесс, готовые профильные конструкции будут иметь существенно меньшую прочность, а следовательно, и долговечность эксплуатации.

4 Организация частного производства профильных изделий

Решив наладить собственную производственную линию по изготовлению профильных конструкций, следует обдумать вопрос о том, какую по уровню качества продукцию вы планируете получать. Если вы будете реализовывать готовые трубы мебельным компаниям, фирмам, занимающимся несложными строительными работами, монтажом оград и заборов, вполне подойдет небольшой по мощности станок. Он обеспечит выпуск вполне достойных по качеству труб.

В тех же случаях, когда предприниматель хочет по-настоящему серьезно заняться производством изделий с разными профилями, ему понадобится полноценная производственная линия. В ее состав в этом случае будут входить следующие агрегаты:

  • профилегибочная установка;
  • линия для получения труб из круглых заготовок;
  • сварочная линия, работающая в автоматизированном режиме;
  • агрегат для нарезки готовых изделий.

Производство стальной профильной трубы: процесс и оборудование

Профильные изделия являются одними из наиболее востребованных во многих промышленных и хозяйственных отраслях. Организация предприятия, производящего профильный металлопрокат, – решение разумное, но требуемое весомых вложений, даже в случае устройства небольшого цеха (запускать сразу мощную линию бессмысленно). Первое, что стоит сделать предпринимателю – ознакомиться с технологией производства и изучить потребности потенциальных покупателей в регионе.

Современные предприятия выпускают профильные трубы различных типов, форм и назначения

Что такое профильная продукция и какой она бывает?

Профильные трубы изготавливаются для сборки металлоконструкций различных габаритов и назначения: каркасов, ангаров, временных и постоянных теплиц. Стандартный металлопрокат с круглым сечением для таких целей не подходит, так же, как и не годятся профильные трубы для водо- и газопроводов.

Чтобы убедиться в целесообразности выпуска профильных труб, стоит ознакомиться с широким перечнем сфер применения данных изделий:

  • профильные трубы стандартной конфигурации. Сфера использования расширена на конструирование строительных лесов, трубопроводов, защиту кабельного оборудования, формирование систем орошения или ограждения.
  • магистральные профили. Используются при строительстве крупногабаритных трубопроводов с частыми перепадами давления в качестве опорных сегментов (данные трубы чаще всего изготавливаются по ТУ производителя и под индивидуальный заказ).
  • профильный металлический прокат с повышенной устойчивостью к химическим соединениям. Востребован в пищевой, фармацевтической и химической отраслях.
  • машиностроительные профили. Применяются в производстве автомобильных поршней, валов, цилиндров, подшипников.

Различны также виды сечения профильных изделий. Оно бывает овальным, плоскоовальным, квадратным, прямоугольным, многоугольным. По отдельному заказу предприятие может иметь возможность производства профилей с сечением в форме треугольника, шестиугольника и т.д.

В сфере строительства востребованы трубы квадратного и прямоугольного сечения

Существует несколько способов изготовления профилей. В зависимости от практикуемого метода производства будут отличаться свойства изделия:

  1. Горячекатаные профильные изделия бесшовного типа: используются в средах, требующих повышенных показателей прочности. Обычно антикоррозийны, устойчивы к любым агрессивным кислотам и веществам.
  2. Холоднокатаные профили либо же стандартные: более упругие конструкции, способные выдерживать значительные перепады давления.
  3. Холоднокатаные профили электросварного типа: прочные и долговечные конструкции, но только при соблюдении норм эксплуатации.

Массовое производство труб, различных по назначению, требуют корректировки в списке требуемого оборудования. Ниже представлена схема производства стандартных профильных труб, которую следует варьировать в соответствии с разработанным бизнес-планом.

Технология изготовления профильной трубы

Теоретически создание профилей с квадратной или прямоугольной формой сечения требует наличие одного лишь станка – вальцовочного, способного обеспечить достаточные для формования условия. Данный способ производства подразумевает закупку обыкновенных стальных труб с круглым сечением и доработку их на вальцовочном стане.

Одним из способов получения профильных труб является прокатка круглых изделий на вальцовочном станке

Полученный металлопрокат будет визуально полностью соответствовать представлениям потребителя о прямоугольных профилях, но в технологическом плане подобные изделия будут считаться выполненными непрофессионально. Способ вальцовки из готовых круглых труб подойдет тем предпринимателям, которые не планируют запускать линию профилей для масштабных задач (таких, как постройка каркасов для ангаров или даже жилых домов).

Важно! Деформированные на вальцовочном стане профили могут применяться только в качестве основы для выносной рекламы (штендеров-мимоходов), для удовлетворения нужд частного строительства, мебели и декоративных интерьерных элементов.

Покупательским спросом данные изделия пользоваться будут, но они совершенно не будут подходить для организации тех конструкций, к которым предъявляются более высокие нормы безопасности и надежности.

Если планируется выпуск более качественных изделий (что значительно расширяет варианты сбыта готовых изделий), то наиболее приемлемым вариантом для организованных предприятий будет производство профильной трубы по полному циклу, включающему в себя множество последовательных этапов.

Изготовление профильных труб по полному циклу

Технология производства профильных электросварных изделий в условиях полного цикла подразумевает наличие следующих операций:

  • обработка штрипса;
  • формирование и сварка круглой заготовки под профиль;
  • профилирование круглой трубы;
  • контрольная проверка качества;
  • термическая обработка.

Полный цикл производства труб начинается с обработки штрипса — стальной полосы нужной ширины

Основой для создания заготовок под прокат будет металлический штрипс – листы стали требуемого сорта (обычно применяется низколегированная или углеродистая), поставляемые на производственный участок в рулонах. Предприятия по изготовлению профилей налаживают поставки листового металла напрямую с металлургических заводов, что позволяет не только снизить себестоимость продукции, но и обеспечить контроль качества над каждой единицей товара.

Полезный совет! Штрипс отличается не только сортом и качеством стали, но и толщиной. Наличие у предприятия заготовок различной толщины дает возможность изготавливать трубы всех уровней надежности и расширить сортамент предлагаемой продукции.

Первым этапом в обработке штрипса будет его размотка и порезка на сегменты необходимой ширины. Чтобы нарезать рулон листовой стали на ровные продольные отрезки, необходимо использование специальной резочной установки. Она рассчитана на нарезку металлических полос толщиной от 5 см (у разных станков свои показатели, также они зависят от толщины штрипса). Для удобства проведения дальнейших действий полученные отрезки свариваются в единую непрерывную ленту.

Полученную после нарезки и сварки ленту наматывают на постоянно вращающийся барабан. Данный производственный принцип реализуется для того, чтобы вальцы не простаивали, и осуществляли прокат профиля непрерывно. На барабан наматывается резерв будущих заготовок, который также должен периодически обновляться.

Дальнейшим действием будет передача металлической ленты на формовочный стан. Здесь, в нескольких клетях, вальцы формируют заготовку, круглую в сечении. Заготовка имеет бесконечную протяженность, формовочный станок продолжает производить ее до тех пор, пока не заканчивается лента в барабане. Обычно этот этап происходит без нагрева, с участием холодной листовой стали, но иногда полоса стали подвергается сразу и термической обработке.

Электросварную трубу легко отличить по наличию шва на одной из сторон

Заготовка с открытым швом передается к сварочной установке, где ее края свариваются посредством высокочастотных токов. Параллельно этому процессу изделие продолжает сдавливаться вальцами, из-за чего по всей длине шва, и снаружи, и изнутри трубы происходит отхождение лишнего расплава – грата, который тут же удаляется резцами. Заготовки, прошедшие этап сварки, охлаждаются эмульсионными составами.

Принцип проката и контроля профильной трубы

Охлажденная заготовка переходит на стадию профилирования, которое проводится в несколько циклов:

  1. Прокат отправляется через вальцы для придания максимально идентичной круглой формы по всей длине изделия;
  2. Круглая труба переходит на профилирующий станок для обжимки с четырех сторон: в результате получается металлопрокат с требуемой формой сечения.

Второй технологический этап необходим лишь в том случае, если запланирован выпуск труб с прямоугольным (квадратным, многоугольным) сечением. Для плоскоовальных или овальных профилей достаточен прокат через первые, контрольные вальцы. После этого заготовка режется на отрезки заданной мерной либо немерной длины, в процессе чего подвергается непрерывному охлаждению.

Наиболее «слабым местом» в электросварных конструкциях считается сварной шов, который в обязательном порядке подвергается на предмет герметичности. Изготовление не считается завершенным, а металлопрокат – допущенным к реализации, если не были произведены следующие методы проверки:

  1. Вихретоковая дефектоскопия. Дефектоскоп работает по принципу того, что на электромагнитные характеристики любого металла, в том числе и стали, влияют различные степени напряжений, вызываемые дефектами шва, внутренние раковины и другие нежелательные факторы.
  2. Визуальный осмотр. Специалист контроля качества осматривает шов с целью обнаружения повреждений, полученных вследствие неисправности формующих и профилирующих вальцов, дефектов электросварки. Специалист также может выявить визуальные недочеты, которые дефектоскоп определить не в состоянии: неровности, механические повреждения.

В продажу пускают только те трубы, которые прошли контроль качества

Данные методы контроля могут использоваться как параллельно, так и в единичном порядке. Кроме осмотра готовых изделий, обязательно проведение систематической профилактики всего оборудования производственного цеха с целью избежать массовой отбраковки изделий.

Для улучшения прочностных показателей стали готовое изделие на завершающей стадии цикла подвергается повторному нагреванию. Необходимо это по той причине, что при деформировании сталей в них образуются внутренние напряжения. Раскаленное изделие оставляют до полного остывания, после чего передают в фасовочный отдел. Прокат, прошедший этот этап, имеет несколько более высокую себестоимость. Этим и объясняется отсутствие данного процесса на некоторых предприятиях. Включать этап дополнительной закалки в производственный цикл или нет – зависит от концепции планируемого предприятия.

Оборудование для производства профильных труб

Количество закупаемого оборудования напрямую зависит от того, какой уровень качества рассчитывает получать компания и какие существуют возможные каналы сбыта. Нет смысла приобретать высокопроизводительное оборудование, если единственный доступный на данный момент вариант продажи изделий – мебельные или рекламные компании, небольшие строительные предприятия.

Основные критерии выбора аппаратной составляющей – примерный стартовый капитал и объемы выпускаемой продукции. Для молодого предприятия будет достаточно линии малой, в крайнем случае – средней мощности.

Стандартной линией, на которой будет осуществляться прокат профильных труб, будут следующие аппаратные части:

  • станки для разматывания, подготовки и обработки металлических листов (обычно – консольный разматыватель);
  • прокатный стан для формовки в круглую трубу;
  • узел для сварки заготовки;
  • узел для среза кромки сварного шва;
  • охлаждающий участок;
  • профилировочный стан в многоугольную трубу;
  • отрезной нож для нарезки готовых профилей.

Для резки готовых труб в промышленных условиях понадобится специальный станок

Важно! Если планируется участок оцинковки в производственном цехе, обязательным будет также оснащение линии специальной ванной для оцинковки изделий.

Производственные линии могут быть как полностью автоматизированные, так и с обязательным использованием ручной силы. Автоматизированные линии имеют более высокую стоимость, но и большую производительность. Стандартные линии оснащены только прямоугольными валами. Для увеличения мощности предприятия и, соответственно, прибыли, придется покупать дополнительные валы, позволяющие придавать профилю квадратную или многоугольную форму.

Будет полезно:  Клапан предохранительный для сброса избыточного давления в трубопроводной системе

Кроме закупки оборудования, необходимо учитывать первоначальные расходы на металлический прокат, арендную плату и заработную плату для персонала. В производственном цеху на одной линии профильной трубы могут работать два человека – оператор станка и подсобный рабочий. Приглашать придется не только рабочий персонал непосредственно в цех, но и технолога, по возможности – лаборантов, следящих за соответствием выпущенных изделий нормативам.

Такой вид строительного металлопроката, как профильная труба, является актуальным в условиях современной промышленности. Даже небольшое, но грамотно оборудованное и имеющее хорошую репутацию предприятие, может иметь стабильный доход и постоянных заказчиков в самых разнообразных производственных сферах.

Профильная труба – материалы, производство, применение

Трубный металлопрокат предназначен не только для создания трубопроводов. Целый вид труб для транспортировки жидкостей или газов используется редко, но зато находит самое широкое применение в целом ряде других сфер – от строительства оград до автомобилестроения. Это – профильные трубы, которые вместо круглого сечения могут иметь овальное, прямоугольное или квадратное. Кроме того выпускаться могут трубы и более редких профилей – шестигранники, треугольники – и т.д. В принципе по специальному заказу трубе можно придать любой профиль – но стоить такая экзотика будет намного больше обычной, да и надобность в такой экзотике возникает нечасто.

Что нужно знать о технологии при выборе профильной трубы?

Прежде всего то, что производиться труба может разными способами, а именно:

– деформированием бесшовной горячекатаной трубы

– деформированием бесшовной холоднокатаной трубы

– деформированием сварной прямошовной трубы

– формированием сварной профильной трубы из стальной полосы (штрипса).

Во всех первых трех случаях профильная труба получается после обработки трубы круглого сечения профилирующими вальцами. Считается, что трубы, изготовленные таким способом, будут не столь прочны, как их собратья круглого сечения, но более дороги.

Первые два способа являются наиболее дорогими – и применяются довольно редко, только там, где от профильных труб требуются одновременно высокая надежность при больших нагрузках и безопасность. Но там где такие требования присутствуют, можно, как правило, использовать и непрофильные круглые трубы. Кроме того, у профильных труб есть еще один недостаток, который препятствует их применению в трубопроводах – такие трубы невозможно соединять при помощи нанесения резьбы.

Гораздо более дешевым является способ получения профильной трубы из стальной полосы (штрипса). В этом случае рулон штрипса нужной ширины помещается в барабан и стальная лента пропускается через валки, формирующие из нее нужный профиль, а стык обрабатывается высокочастной сваркой, образующей шов.

После этого изделия для снятия внутренних механических напряжений подвергаются нагреву и проходят неразрушающий (ультразвуковой) контроль сварного шва.

Выгода этого метода – в его непрерывности: станок с вальцами может работать непрерывно до тех пор, пока штрипс в барабане не закончится – соответственно, нет и ограничений на длину профильной трубы.

Отсюда вывод: если нужная вам труба не должна в процессе эксплуатации подвергаться высоким нагрузкам по давлению «изнутри», то лучше воспользоваться сварной профильной трубой из штрипса.

Кроме того, нужно еще иметь в виду, что произвести профильную трубу из одношовной круглой можно и в не фабричных условиях на довольно простом станке. Некоторые предприниматели так и делают – и не тратят силы и энергию на последующую термическую обработку своей продукции. Если произведенные ими таким способом профильные трубы поставляются компаниям, производящим мебель или занятыми сооружением оград и заборов, то ничего страшного – там подойдут и такие образцы.

Но тем, кто покупает профильные трубы для более ответственных работ (например – строительных) имеет смысл перед покупкой выяснить кем и как продукция произведена. Или (что лучше) положиться на репутацию хорошо известного и надежного производителя.

Профильные трубы – виды и выгоды

Профильная труба, как уже говорилось, плохо подходит для водо- и газо-проводов, поскольку отличается совсем другими полезными свойствами. Чтобы с ними определиться, посмотрим, какими бывают стальные профильные трубы:

Чем же они хороши?

Овальная труба часто применяется при декоративном оформлении зданий, подъездов и жилых помещений (особенно при сооружении всяких ограждений и перил), поскольку в виде декоративного элемента она весьма удобна и эффектно смотрится.

Но это далеко не единственное ее достоинство. Дело в том, что главное свойство круглых труб (минимальная площадь при максимальном объеме) не всегда полезно: когда речь идет о змеевиках охлаждения площадь удаления для тепла должна быть как раз побольше. Поэтому в них овальные в сечении профильные трубы будут более подходящим вариантом.

Другое дело, что такой вариант будет дорогостоящим – изготавливать змеевики можно будет только из бесшовных (другие не годятся) профильных труб и в заводских условиях.

Квадратная труба будет выгодно отличаться от круглой там, где конструкции придется иметь дело с поперечными нагрузками. Круглые трубы хорошо держат внутреннее давление, но относительно легко гнутся. Поэтому использовать их в качестве несущего элемента нельзя. А вот квадратные трубы с четырьмя ребрами жесткости – очень даже можно. Поперечная прочность у профильной трубы квадратного сечения будет такой же, как и у стального прута такого же сечения; но вес и расход металла в этом случае будет куда меньшим.

Прямоугольная труба обладает теми же свойствами, что и квадратная, но с одним нюансом: ее удобно применять там, где точно будет известен вектор нагрузки. Например – если сооружаем балкон с опорами на колонны, то для перемычки между ними стоит использовать именно прямоугольную трубу, причем поставив ее на узкую сторону. При этом считается, что профильная прямоугольная (или квадратная) бесшовная труба способна выдерживать на 10-15% большие нагрузки, чем изготовленная из штрипса.

Общие преимущества профильных труб

Все профильные трубы обладают общим набором плюсов.

Во-первых они гораздо легче металлического бруса при той же прочности.

Во-вторых они из-за меньшего веса и большей компактности гораздо удобнее при транспортировке (в прямоугольный кузов автомобиля прямоугольный профиль можно уложить гораздо плотнее, чем круглый) и в хранении.

В-третьих – профильные трубы, произведенные по наиболее распространенной технологии отличаются невысокой стоимостью, что делает их использование в различных сферах весьма выгодным.

В-четвертых – относительно небольшой вес профильных труб позволяет возводить сооружения из них без применения специальной техники.

Где применяются профильные трубы?

Принцип использования профильных труб универсален: он равно может использоваться в мебельной отрасли и в строительстве. Но именно в строительной сфере профильный прокат используется чаще всего, составляя серьезную конкуренцию деревянному брусу и железобетонным балкам. Особенно удобен профильный прокат при сборке легких каркасных конструкций – от детских площадок и торговых павильонов до ангаров и складов.

При этом размер конструкции ограничивается только размерами самого профиля. Если он достаточно велик, то из него можно собирать каркасы таких внушительных зданий, как торговые центры фирмы «ИКЕА», стадион «Локомотив», «Крокус-Сити», вокзальный комплекс «Ладожский» в Санкт-Петербурге и др. Кроме того профильные трубы широко применяются в сельскохозяйственном машиностроении при сборке комбайнов и различных навесных приспособлений для тракторов.

Как соединить профиль?

Разумеется, при строительстве крупных архитектурных объектов наилучшим (и едва ли не единственно возможным) средством их соединения будет сварка. Но если размах строительства не столь масштабен, то сборка конструкций из профильных труб может производиться гораздо быстрее – при помощи хомутов «краб-системы», которые могут соединять несколько труб. «Крабы» могут быть Х-, Г- и Т-образными.

А соединением профильных труб, применяемых в мебельной промышленности, все еще проще – они соединяются просто болтами разной длины.

Что говорят ГОСТы?

Для трех наиболее распространенных видов профильных труб разработаны свои ГОСТы:

-для труб с квадратным сечением – ГОСТ 8639-82

-для прямоугольных труб – ГОСТ 8645-68

-для овальных труб – ГОСТ 8642-68

Металлом для изготовления таких труб, в соответствии с этими документами, чаще всего является низколегированная углеродистая сталь марок 10–45, Ст2, Ст4, 08кп, 10, 20 и низколегированных 09Г2С, 17ГС (соответствующих требованиям ГОСТ 1050-88 и ГОСТ 380-94).

Квадратная труба, согласно своему ГОСТ 8639-82, может изготавливаться с ребром от 10 до 180 мм и толщиной стенки от 1 до 6 мм. Площадь сечения трубы может быть от 0,343 см² до 89,59 см² для максимального. Масса 1погонного метра такой трубы колеблется в пределах 0,269–70,33 кг.

Для прямоугольных труб ГОСТ 8645-68 определяет основные параметры профиля, а именно: ширину (А), высоту (В), толщину стенок (s) и угол спрямления (R)

Самые используемые длины квадратного и прямоугольного профилей – 6 и 12 м.

Фото схематического изображения поперечного разреза трубы позволит быстрее сориентироваться в величинах размеров.

Овальная труба выпускается с размерным рядом от 6 мм по ширине (А) и от 3 мм по высоте (В) до 90 мм (А) при 32 мм (В). Наружный диаметр скругления по большему радиусу (длине) возможен от 5,42 до 114,56 мм, по меньшему (ширине) – от 1,03 мм до 9,95 мм. При таких размерах 1 м трубы может весить от 0,0513 до 4,1 кг. Для таких изделий ГОСТ 8642-68 определяет сортамент с максимальным показателем высоты (В) в 50 мм при ширине (А) в 80 мм. В сортаменте профильной трубы имеются изделия специальных размеров, выпускающиеся под заказ.

Ещё один показатель сортамента профильной трубы – это толщина её стенок, которая может быть от 1 до 18 мм. При этом тонко- и толсто-стенность профильной трубы определяется не абсолютным значением толщины стенки, а ее отношением к диагонали сечения трубы.

Чтобы профильная труба считалась толстостенной, толщина стенки (s) должна быть не менее 0,1 от диагонали.

ГОСТы также определяют длину, с которой могут выпускаться профильные трубы:

Кратная мерная длина с припуском 5 мм на каждый рез

Ссылка на основную публикацию