К профилям относят трубопрокат квадратного, прямоугольного, треугольно и плоскоовального сечения, а также другие формы, имеющие ребра жесткости.
Профильные трубы — особая категория металлопроката. Они применяются не для транспортировки веществ, а для строительства и монтажа.
Полезные свойства профильной трубы:
- Конструктивное решение: профтруба по прочности на изгиб может сравниться со швеллерами и уголками;
- Прямоугольный и квадратный прокат устойчив к кручению, это повышает устойчивость арочных и купольных конструкций;
- Технологичность: обрабатывают трубогибами, резанием, для изготовления применяют стали с хорошей свариваемостью;
- Малый вес металлоконструкций: в сравнении с круглыми изделиями, выдерживающими те же нагрузки, металлоемкость снижена на 20-25%;
- Применение в любых условиях: промышленных, коммунальных, бытовых;
- Благодаря длительному сроку службы и малому износу обладают превосходными технико-экономическими показателями;
- Стойкость к статическим и механическим нагрузкам, усталостным разрушениям;
- Компактность при транспортировках и хранении.
Профтрубы, изготовленные из нержавеющих сталей, без ущерба переносят перепады температур, устойчивы к царапинам. Чаще всего в качестве сырья используют распространенную марку AISI 304 (08Х18Н10). Пищевой сплав подходит для производства уличной и интерьерной мебели, оборудования на производствах со строгими гигиеническими требованиями. В помещениях, где не так много вредных факторов, применяют недорогой аналог AISI 202 (12Х17Г9АН4). В морском судоходстве и на объектах, где работают со средами повышенной химической активности или конструкции испытывают дополнительные нагрузки, выбирают стали со специальными качествами: AISI 430, AISI 316.
Во всех нержавеющих сталях массовая доля углерода снижена, а основным легирующим элементом является хром. В зависимости от химического состава готовые изделия обладают следующими характеристиками:
- 300-я серия: аустенитную структуру формируют за счет никеля и стабилизирующих добавок марганца. Металл противостоит питтинговой и щелевой коррозии, воздействию хлора и серы, растворов кислот, щелочей, солей.
- 400- серия: предельно-высокое содержание хрома (до 18%) и почти полное отсутствие других легирующих элементов делает материал пластичным и одновременно прочным. Ферритный структурный класс способствует хорошей свариваемости, но подвержен точечному коррозионному разрушению.
- 200- серия: аустениты, в которых никель частично заменен такими стабилизаторами, как марганец и азот. Обладают большей механической прочностью, чем марки 300-й серии, но слабее противостоят агрессивным веществам.
Основные технические характеристики профтрубы
Технология производства: электросварные и бесшовные, полученные методом горячего или холодного проката;
Геометрия сечения: ширина, высота, радиус скругления;
Толщина стенки и металлоемкость: в стандартах указывают массу 1 метра;
Площадь сечения: профтруба выполняет несущую функцию, поэтому предварительный расчет нагрузок важен;
Момент инерции и момент сопротивления(см³): применяется в расчетах прочности на изгиб;
Длина: мерная, немерная, кратная мерной.
Профили, полученные из стальной ленты имеют один прямой шов, который можно рассматривать как уязвимость: околошовная зона характеризуется меньшей коррозионной стойкостью и большим напряжением. Цельный бесшовный прокат таких недостатков не имеет.
Сферы применения
Нержавейки, в отличие от углеродистых, не способны выдерживать серьезные механические нагрузки, но их эксплуатационные свойства нашли применение в следующих областях:
- Каркасы рекламных и уличных конструкций, остановок, навесов;
- Ограждения, заборы и перила, леера на морских судах;
- Мебель: ножки и каркасы торгового и промышленного оборудования, складские стеллажи;
- Глушители автотранспорта, гидравлические цилиндры, трубы моторов, при сварке кузова авто используют квадратные профили;
- В сельском хозяйстве: теплицы, оранжереи, фермы;
- Интерьерный дизайн: системы хранения, столы, стулья, полотенцесушители;
- Элементы спортивного инвентаря, лестницы в бассейнах
Профильный трубопрокат из антикоррозионной стали используется для производства медицинской мебели, оснащения точек общепита, при строительстве конвейеров, оборудования, подвергаемого нагреву (грили, печи для хлеба). Значительная доля производимой продукции применяется для благоустройства общественных мест: перила в торговых центрах и подъездах, пандусы, ограждения, входные группы, беседки, скамейки.
Широкое применение обуславливается стойкостью к загрязнениям, эстетичным видом, длительным сроком службы в экстремальных условиях: при отрицательных и предельно высоких температурах, воздействиях различных сред.
Виды трубного проката
Металлургическая промышленность выпускает десятки видов профилированных труб разного назначения. Изделия классифицируют несколькими способами:
Наиболее распространенные по форме сечения:
- Крадратные;
- Прямоугольные;
- Плоскоовальные;
- Треугольные и др.
Сортамент нержавеющей профилированной трубы включает изделия в форме шестигранника, капли. Считается, что сечение всегда отлично от круглого, но спрос на круглые профили поддерживается покупателями. Такая труба не нуждается в шлифовке внутренней поверхности, гидравлических испытаниях и производится по ТУ.
Способ производства:
- Из штрипса: у стальной ленты удаляют кромки, если это необходимо нарезают на заготовки и правят, затем на листогибочном стане формуют изгиб и сваривают края. Сварные соединения шлифуют и подвергают контролю.
- Из трубы: придают форму готовой заготовке. Бесшовная горячекатаная или холоднокатаная труба проходит через калибровочные вальцы. Процедура может производиться с нагревом или в комнатной температуре. На заключительном этапе проверяют на растяжение, соответствие допускам и качеству поверхности.
Готовые изделия подвергают термообработке, цель операции: снятие избыточных напряжений после деформации и измельчение структуры металла. В результате механические характеристики продукции повышаются.
Классификация по способу обработки поверхности:
- Матовая;
- Глянцевая;
- Зеркальная.
Шлифовку выполняют абразивами, поэтапно снижая размер фракции, при этом удаляют поверхностные слои с микротрещинами, микропорами и иными дефектами, устраняют напряжение. Матовость достигается за счет ускоренного формирования оксидной хромовой пленки в кислотных растворах.
Гладкую зеркальную поверхность получают в несколько этапов: обработка абразивными лентами, отжиг в аммиачной камере, полировка войлочными прокладками. Глянцевый лист почти не имеет микродефектов и неровностей, которые увеличивают воздействие агрессивных веществ и препятствуют очищению.
Производство нержавеющих труб
При обработке металла горячим методом зерна вытягиваются в направлении применения воздействий, материал сохраняет пластичность, но не отличается точностью. Холодная прокатка производится без нагрева, но из-за трения температура все равно достаточно высока.
Процесс состоит из циклов проката, стабилизирующего отжига, очистки от окалины и масел, сушки.
Их число может достигать 17. Структура х/к проката однородна, благодаря этому параметры прочности высоки даже у тонкостенных труб.
Методы производства
Горячекатаные бесшовные трубы.
Заготовки, произведенные по ГОСТ 9940-81 обрабатывают профилирующими вальцами. После придания заданных геометрических параметров и термообработки, проводится проверка на межкристаллическую коррозию. Как правило, профилирование антикоррозийного трубопроката производят холодным методом.
Холоднокатаные профили.
Заготовка изначально имеет высокое качество поверхности. Бесшовная продукция изготовленная холодным методом — одна из самых дорогих и точных.
Электросварные.
Производятся из х/к листа или штрипса. Стальную ленту поставляют в бухтах, на первом этапе ее разматывают и правят. Сначала формируют круглую трубу, а после сварки краев придают форму, нарезают на полуфабрикаты нужной длины.
Профилирование как отдельную операцию выполняют на любом типе труб. Недостаток метода кроется в низкой рентабельности из-за необходимости закупать заготовки у других поставщиков. В производстве электросварных профтруб ленты сваривают по всей длине, это позволяет избежать ступенчатости процесса. При этом толщина стенки проката составляет 1-14 мм, это упрощает дальнейшую обработку: формовку и профилирование. Считается, что сварной шов снижает прочность примерно на 20%, поэтому такой прокат дешевле.
Сортамент профильных нержавеющих труб
Система государственной стандартизации определяет параметры распространенных форматов профилированных труб. Предполагается, что нержавеющие профили имеют те же типоразмеры, как изготовленные из углеродистой стали, но их механические характеристики не соответствуют указанным техническим условиям.
Регулирующие документы:
- Квадрат — ГОСТ 8639-82: размеры по внешним точкам — 10-180 мм, стенка — 1-14 мм;
- Прямоугольник — ГОСТ — 8645-82: от 10*15 до 100*230, толщина стенки — 1-20 мм;
- Овал — ГОСТ 8642-68: от 3,6 до 32.92 по внешнему диаметру.
Стандартные размеры квадратных труб по ГОСТ 8639 -82
Более подробно — на нашем сайте
Заготовки:
- ГОСТ 11068-81 — Электросварной нержавеющий прокат;
- ГОСТ 9940-81 — Горячедеформированные трубы из коррозионно-стойких стальных сплавов;
ГОСТ 30245-2003 — “Профили стальные гнутые” указывает параметры для применения в строительных конструкциях полуфабрикатов, полученных гибкой. Так как регламенты разработаны исходя из свойств углеродистых сталей, применяемых в строительстве нагруженных и массивных конструкций, там указаны соответствующие параметры. Сортамент нержавеющих профтруб ограничивается спросом: типоразмеры 300*300 или 180*145 никак не применяются.
Стандартные размеры прямоугольных труб по ГОСТ 8645 -82
Более подробно — на нашем сайте