Профильная труба: типы и варианты маркировок профиля труб. Всё про изготовление и популярные размеры стальных изделий

Автор: Строй маркет INTERSOLT

Металлопрокат, применяемый в самых различных отраслях промышленного производства и строительства, имеет очень широкий сортамент: это стальные листы, строительная арматура, швеллеры и двутавровые балки, проволока и многое другое.

Одним из самых часто применяемых видов проката являются стальные трубы – круглые или профильные.

Содержание

Что такое профильная труба

Это трубы с квадратным, прямоугольным или овальным сечением. Для специальных целей изготавливаются также треугольные или многоугольные трубы.

Их размеры и вес определяются требованиями ГОСТ 8639 – 82, ГОСТ 8645 – 68 и ГОСТ 8642 – 68 соответственно, где:

A – размер стороны квадрата;
A и B– наибольший и наименьший размер сторон прямоугольника;
A и B наибольшие и наименьшие размеры овала, R и r – наибольшие и наименьшие радиусы овала;
S – толщина стенок.

Овальные, треугольные и многоугольные изделия чаще всего применяются там, где предъявляются повышенные требования к внешнему виду, в декоративных сооружениях.

Это производство бытовой мебели, уличных скамеек, садовых решеток, ограждений для вьющихся растений и других предметов ландшафтного дизайна, не испытывающих больших механических нагрузок.

Квадратные и прямоугольные трубы средних и больших размеров, как правило, применяются в машиностроении, промышленном, сельскохозяйственном, коммерческом или частном строительстве.

Трубы такого профиля удобно и надежно соединяются между собой с помощью болтов, заклепок или сваркой, что позволяет без больших трудозатрат осуществлять монтаж металлоконструкций возводимых объектов.

Это опоры для мостов, путепроводов и виадуков, основы каркасных зданий, опоры газо и нефтепроводов, сооружений для размещения рекламы, дорожных знаков и т.д.

Более мелкий сортамент используется для возведения навесов, спортивных сооружений и детских площадок, лестниц, строительных лесов, складских помещений, заборов, ворот, сельскохозяйственных теплиц и т.д.

Сталь для профильных труб

Этот вид проката чаще всего изготавливается из наиболее распространенной низколегированной стали 09Г2С или углеродистых холоднокатаных и горячекатаных сталей марок 08пс, Ст1сп, Ст2пс, Ст3пс.

Существуют два основных способа получения требуемого профиля:

на обжимных и прокатных вальцах из готовой круглой сварной или бесшовной трубы;
из рулонов стального листа, так называемого «штрипса». Рулоны разматываются и разрезаются на полосы, которые свариваются между собой и наматываются на барабан, поступающий на автоматическую непрерывную линию.

Линия включает в себя профилегибочный станок, сварочную и вальцовочную установки, установку поперечной резки со встроенным контролем размеров и качества сварочных швов.

После профилегибочного станка получается труба с открытым швом, которая поступает на установку сварки высокочастотными токами или в среде защитного газа.

Контроль качества сварного шва происходит путем визуального осмотра на наличие раковин, непроваров, трещин и с помощью электромагнитного дефектоскопа.

В конце цикла труба проходит термообработку, улучшающую структуру металла и повышающую ее механические свойства. Первый способ требует минимального количества оборудования энергетических и материальных затрат.

Второй способ, называемый производством полного цикла, существенно сложнее и дороже, но позволяет получать более прочный и качественный сортамент.

Для повышения коррозионной устойчивости и улучшения внешнего вида трубы дополнительно подвергаются защитному цинкованию и покрытию полимерными материалами. Для специальных целей изготавливаются также медные и алюминиевые профильные трубы.

Размеры, вес, маркировка

Квадратные трубы

Производится со стороной квадрата A от 10 до 180 мм, с толщиной стенок S от 1,0 до 14,0 мм. Длина сортамента зависит от размеров заготовки, способа изготовления и колеблется от 1,5 до 12,5 м.

Вес одного погонного метра лежит в пределах от 0,269 до 70,33 кг/м. На его величину может незначительно влиять удельный вес исходного материала.

Все допустимые сочетания размеров и веса для плотности 7,85 г/см³ приведены в таблице 1 ГОСТ 8639 – 82.

Прямоугольные трубы

Имеют размеры сторон сечения AxB от 15х10 до 180х150 мм при толщине стенок S от 1,0 до 12 мм. При плотности 7,85 г/см³ минимальный вес погонного метра равен 0,348, а максимальный – 55,71 кг.

Длина также соответствует ГОСТ 8639 – 82: от 1,5 до 12,5 м.

Овальные трубы

Имеют размеры от: AxB=6х3, Rxr = 5,42х1,03, S = 0,5 мм, погонный метр 0,051 кг/м, а у самой большой трубы AxB=90х32, Rxr = 114,5х9,95, S = 2,5 мм, 3,87 кг/м.

При приобретении труб удобно пользоваться еще такой справочной величиной, как количеством метров в одной тонне. Проще взвесить упаковку труб и вычислить общий метраж, не производя пересчета и измерений.

Трубы маркируются в соответствии с нормативной документацией на них.

Например, запись «Труба 100×60×3×6000 ГОСТ 8645-68, В 20 ГОСТ13663-86» обозначает: труба прямоугольная, размером 100х60 мм, толщина стенок 3,0 мм, длина 6000 мм, изготовлена из стали 20, химический состав соответствует группе В.

Предельные нагрузки профильных труб

Виды нагрузок, испытываемые металлоконструкциями – это в основном изгиб, в меньшей степени кручение и разрыв.

Изгиб балок происходит под воздействием целого ряда причин:

собственная сила тяжести сооружения;
сила тяжести размещенных грузов или продукции. Например, вес предметов, находящихся на полках стеллажей, или оборудования, установленного на межэтажных перекрытиях и т.д;
проезд по мосту железнодорожного и автомобильного транспорта;
вес снега и наледи;
ветровая нагрузка;
деформации, вызванные колебаниями температуры и т.д.

При сооружении легких оград, навесов, беседок небольшого размера, можно выбрать трубы для каркаса, что называется «на глазок», исходя из естественного ощущения пропорциональности, не прибегая к расчетам.

Но при проектировании значительных по размерам производственных или других крупных объектов, необходимо произвести расчеты на предполагаемые виды нагрузок и на основании этих расчетов определить требуемые размеры профилей.

Правильно рассчитанная балка изгибается под действием нагрузки, но после ее снятия должна восстановить исходное состояние в пределах ее упругости. Занижение сечения балки приведет к недопустимо большой деформации, а неоправданное увеличение – к излишнему давлению на опоры, утяжелению и удорожанию конструкции.

Чтобы самостоятельно провести такие расчеты, требуются знания специальных инженерных дисциплин и практические навыки подобных работ.

Поэтому на практике пользуются уже готовыми результатами типовых расчетов на изгиб, представленных в виде готовых таблиц, или применяют программные калькуляторы расчетов балок.

Например, балка, изготовленная из квадратной трубы 40х40х3 общей площадью сечения 480 мм², при пролете длиной один метр выдерживает вес массой 949 кг, а при пятиметровом пролете – только 21 кг.

То есть практически она способна выдержать только собственный вес. Результат на первый взгляд парадоксальный, но он свидетельствует о том, что выгоднее сделать большее количество опор, чем увеличивать сечение балки.

Для прямоугольной трубы 60х40х2 с таким же полезным сечением 480 мм², на метровый пролет можно грузить 1255 кг, а на пятиметровый – 35 кг. Вариант ощутимо выгоднее, но только балку нужно размещать так, чтобы вертикальным было бы ребро большего размера «A» – т.е груз должен давить на размер «B».

Существует общая закономерность для всех видов профилей – чем больше сечение, тем меньше прогиб балки.

Однако различные виды профилей при одинаковой величине сечения имеют различную сопротивляемость на изгиб.

Для наглядности можно рассмотреть результаты расчетов для балок с одинаковым сечением 200 см².

Для них рассчитывался так называемый момент сопротивления Wx, который определяет способность балки сопротивляться изгибу при приложении нагрузки.

Рассматривались следующие формы балок: двутавровая, швеллер, прямоугольная, круглая и квадратная труба, уголок и сплошной прямоугольник.

«Победители» расположились в перечисленном порядке: первое и второе место поделили двутавровая балка и швеллер с Wx = 2701 см³, у прямоугольной трубы Wx = 1735, далее следуют круглая и квадратная трубы с результатом 1593 и 1553 см³ соответственно.

Замыкает таблицу сплошной прямоугольник с Wx равным всего лишь 667 см³.

Отсюда видно, как важно подойти к выбору сортамента при проектировании из него металлоконструкций.

В любом случае расчеты сложных сооружений должны пройти экспертизу в специализированных организациях или у независимых государственных экспертов: это вызвано требованиями безопасности эксплуатации объектов.