Труба квадратная — сортамент, производство и применение

В статье мы разберемся, каким образом производятся квадратные трубы.

Заодно мы узнаем, каким может быть сортамент квадратной трубы, и рассмотрим области ее применения.

Герой нашей статьи

Производство

Сварные трубы

Большая часть производящихся квадратных труб с точки зрения метода изготовления являются электросварными.

Что это означает? То, что труба сформирована не из круглой заготовки — штанги, а из плоского листа — штрипса.

Электросварные квадратные трубы. Начало

Процесс изготовления в общих чертах выглядит так:

• Листовая сталь поступает на предприятие — изготовитель в виде рулонов. Они разматываются и подаются на продольную резку;
• Штрипс разделывается на узкие длинные полосы и тут же сваривается в бесконечную ленту. Это необходимо для обеспечения непрерывности производства;
• Лента сматывается на барабан-накопитель. Таким образом создается резерв сырья, опять-таки служащий обеспечению непрерывности поточного производства труб;
• Лента разматывается и подается на формирующие заготовку вальцы, которые сгибают ее в трубу с открытым швом;
• Затем шов проваривается;

Важно: сортамент труб квадратных сварных включает трубы, изготовленные сваркой разными способами. Они довольно сильно различаются по прочности шва.

Наиболее прочными считаются трубы, которые варятся вольфрамовым электродом в среде аргона (TIG).

Зато сварка индукционными токами (HF) обеспечивает наибольшую производительность линии, а раз так — то и минимальную розничную стоимость метра трубы.

Сварка TIG дает наиболее прочный шов. Но она крайне медленна

• Труба охлаждается и деформируется в очередных вальцах: ей наконец-то придается квадратный профиль;
• Далее осуществляется неразрушающий контроль качества шва вихревыми токами. Он основан на том факте, что проводимость трубы зависит от наличия в ней раковин, трещин, чужеродных вкраплений и прочих дефектов;
• Труба проходит термообработку. Она нагревается выше точки рекристаллизации и остывает. Это необходимо, чтобы после деформации в вальцах не осталось внутренних напряжений металла;
• Труба нарезается отрезками необходимой длины;
• Проходит визуальный контроль. Этот этап необходим в силу того, что, скажем, износ или выщербина одного из вальцов не дадут никаких отклонений на дефектоскопе, но сделают внешний вид трубы некондиционным. Весь сортамент трубы квадратной должен иметь правильную геометрию;
• И наконец-то готовые изделия отправляются на склад.

Бесшовные

Электросварные трубы наиболее распространены; однако сортамент труб стальных квадратных включает и бесшовные трубы.

В чем разница? Прежде всего в том, что заготовка для трубы не плоская, а круглая.

Здесь производственный цикл несколько короче в описании, однако он куда более сложен и является куда более затратным в реальности.

Производство бесшовных труб технологически сложнее и дороже

• Разогретая круглая заготовка — штанга поступает на прошивочный стан и там, пардон, дефлорируется, превращаясь в так называемую гильзу. Следующие несколько стадий обработки оправка остается внутри будущей трубы;
• Вальцы, вальцы, вальцы. Круглая в сечении гильза раскатывается на оправке, удлиняется, уменьшается во внешнем диаметре и калибруется под необходимые размеры. При этом она все еще остается круглой;

Обратите внимание: в зависимости от того, при какой температуре происходит механическая обработка заготовки, различают горячедеформированные и холоднодеформированные трубы.

Сортамент трубы квадратные, произведенные любым из этих способов, имеют общий; а вот круглые трубы горячей и холодной деформации производятся по разным стандартам.

• Последние из вальцов наконец-то заставляют бесшовную трубу принять квадратную форму. После калибровки трубу ждет то же самое, что и электросварную — нарезка, визуальный контроль и упаковка.

Бесшовные трубы имеют большую механическую прочность по сравнению со сварными не только из-за того, что шов является слабым местом.

Сама технология производства позволяет изготавливать их с более толстыми стенками. Горячедеформированная стальная труба может иметь стенки до 36 миллиметров.

Если у трубы очень толстые стенки — с большой вероятностью она бесшовная

Кустарное производство из круглой трубы

Несколько опережая события: труба стальная квадратная сортамент в общем случае имеет тот, что указан в ГОСТ 8639-82.  Однако в продаже можно найти вальцы, предназначенные для формирования квадратной (или прямоугольной) трубы из готовой круглой. Они сравнительно недороги и даже не требуют заливки станины и стационарного монтажа.

Разумеется, получившиеся в итоге квадратные трубы сортамент будут иметь вне стандартов. Просто потому, что калибровать их, подгоняя их под нужный размер, никто не станет. Если говорить об их соответствии стандартам, то только тем, по которым были произведены послужившие сырьем трубы.

Обратите внимание: кустарные трубы после холодной деформации в вальцах не проходят термообработку. Как уже говорилось, нагрев и последующее охлаждение нужны для того, чтобы избавиться от внутренних напряжений.

В результате мы получаем материал, который куда менее прочен и износостоек по сравнению с фабричными квадратными  трубами.

Эта сравнительно небольшая конструкция может превратить круглую трубу в квадратную

Нормативные документы

Как уже говорилось, основной стандарт для производства стальных квадратных труб — ГОСТ 8639-82.  А в нем — о чудо! — обнаруживается содержащая сортамент квадратных труб таблица:

Стандарт предоставляет в наше распоряжение информацию о длине мерных и немерных труб, возможных скруглениях углов (их радиус не должен превышать двукратной толщины стенок) и максимально допустимых отклонениях при их изготовлении.

Любопытно, что, согласно ГОСТ, квадратная стальная труба сортамент имеет в зависимости от способа, которым произведена:

• Трубы размером 10-120 мм с толщиной стенки 1 — 8 миллиметров может быть бесшовной холоднодеформированной;
• Трубы с размером 60 — 180 миллиметров при стенках толщиной 4-14 мм изготавливаются горячедеформированными бесшовными;
• Электросварные трубы производятся наружным размером 10 — 100 миллиметров при стенках толщиной 1 — 5 миллиметров.

Обратите внимание: для нержавеющих квадратных труб нет собственного стандарта.

Поэтому их производство подчиняются ГОСТам для электросварных, бесшовных холодно- , тепло- и горячедеформированных труб; а сортамент квадратная труба из нержавейки берет из того же ГОСТ 8639-82.

Области применения

Что можно сказать о квадратной трубе?

Всего три вещи:

• Она гораздо прочнее на изгиб, чем круглая труба с той же массой одного погонного метра. Почему так?
  А вы попробуйте согнуть поставленную на ребро ученическую линейку вертикально вниз. Никак? Так вот, две из стенок квадратной трубы, направленные параллельно усилию изгиба, представляют собой пару таких же линеек;

Наглядная демонстрация прочности тонкой квадратной трубы

• Она куда менее прочна по отношению к внутреннему и внешнему давлению по сравнению с круглой трубой;
• Квадратная труба имеет меньшее сечение при той же площади поверхности.

Подводя итоги: по совокупности этих качеств едва ли мы увидим квадратную профильную трубу частью водопровода.

Она применяется там, где компактный размер должен сочетаться с прочностью, прежде всего по отношению к нагрузкам на изгиб:

• Металлоконструкции, прежде всего несущие. Наряду с прямоугольной трубой квадратная часто становится основой перекрытия или кровли, из нее делают вертикальные опоры и откосы;

Стальную квадратную трубу часто можно видеть в несущих металлоконструкциях

• Автомобильная промышленность. Каркасы и рамы автомобилей, в том числе грузовиков — как раз то место, где нужна прочность.
  Из квадратной профильной трубы часто изготавливаются и рамы прицепов, и — в смежной области применения — рамы велосипедов, самокатов, мотоциклов и скутеров;
• Как мы могли видеть, трубы квадратные сортамент имеют весьма разнообразный, в том числе и небольшие размеры. Тонкие квадратные трубки — это каркасы привычных по школе ученических стульев и парт, разнообразных полочек и этажерок;

А теперь к доске пойдет… Эта фраза до сих пор заставляет вздрогнуть, верно?

• Сельское хозяйство. Каждая вторая теплица использует в качестве каркаса квадратные или прямоугольные трубы небольшого сечения;
• Перила, ограждения, навесы, карнизы, каркасы летних тентов и козырьки, защищающие от снега — все эти изделия собираются чаще всего из квадратной трубы. Нержавейка и хромированные трубы сочетают высокую прочность с элегантным внешним видом, за что особенно популярны.

Заключение

Будем надеяться, что вы нашли в этой статье ту информацию, которую искали. Удачи!