Прямоугольная труба – незаменима во многих конструкциях

1 Как изготавливается электросварная металлическая труба прямоугольного сечения?

В соответствии с главным документом, по положениям коего производятся стальные прямоугольные трубы – ГОСТ 8645, современная промышленность выпускает такие изделия по трем технологиям. В результате готовые трубы могут быть:

• бесшовными холоднодеформированными;
• бесшовными горячедеформированными;
• электросварными.

Последние из названных делают из штрипса – плоского листа из стали. И в этом случае технология изготовления прямоугольных изделий выглядит следующим образом:

• из поступающего в рулонах штрипса режутся полосы заданной ширины, которые затем сворачивают и наматывают на барабан;
• с барабана стальная лента подается на специальные вальцы, где происходит ее сворачивание в трубу (по сути, создается заготовка круглого сечения со швом открытого типа, края которой не зафиксированы);
• выполняется проварка шва.

Для сварки используется индукционный ток (HF-технология) либо производится дуговая сварка TIG, осуществляемая в инертной среде.

Вторая является более прочной, зато она в несколько десятков раз уступает процессу HF по производительности. Также может применяться лазерная и плазменная сварка. Теоретически сварочный процесс может даже выполняться в условиях вакуума посредством пучков электронов.

После сварки изделие направляется на калибровочные валки, где оно и получает свою форму прямоугольника. Последующей стадией производственного процесса является дефектоскопия, в ходе которой осуществляется контроль качества полученного сварного шва. А после этого труба режется на требуемые по длине отрезки. Их в обязательном порядке осматривают на предмет правильной геометрии, нарушить которую могут вальцы, имеющие выщербины либо ощутимый износ. Если дефектов не выявлено, готовые изделия уходят на склад, откуда их отправляют потребителям.

2 Технология производства бесшовных труб

Такие конструкции делают из заготовок круглого сечения, которые представляют собой монолитные стальные цилиндры. Их называют штангами. Процесс производства горячедеформированных труб идет таким образом:

• в металлургической печи осуществляется разогрев штанги до температуры, немного превышающей показатель рекристаллизации металла, что придает стали пластичные характеристики и позволяет без затруднений ее деформировать;
• далее заготовка поступает на прошивочный агрегат для получения полого цилиндра из монолитного (полая заготовка – это уже гильза);
• пластичная и горячая гильза проходит через вальцы (последовательно через несколько их групп), где она получает нужную толщину стенок и требуемый диаметр за счет раскатки на оправке и последующего вытягивания заготовки;
• посредством калибровки точных параметров гильзы получают трубу прямоугольного профиля.

На финальном этапе готовое изделие охлаждается, из него нарезают трубы запланированной длины. Дефектоскопия полученной продукции не требуется, так как отсутствует сварной шов. При этом внешний осмотр конструкций проводится обязательно.

Холоднодеформированные изделия изготавливают по такой же схеме. Но технология в этом случае предполагает охлаждение водой полой заготовки (гильзы) сразу после того, как она выходит из прошивочного агрегата. Понятно, что после охлаждения все операции по формированию конечной трубы идут в холодном виде.

А вот на последней стадии осуществляется термическая обработка холоднодеформированной конструкции. Ее нагревают до момента, когда начинается рекристаллизация металла, а затем дают остыть. Процедура имеет большое значение, так как только она дает возможность снять напряжения в стали, которое всегда фиксируется в трубах, изготовленных по технологии холодного деформирования. Такие напряжения, если их не нивелировать, значительно снизят долговечность применения и прочность изделий, а также любых конструкций, смонтированных с их помощью.

3 Стальная прямоугольная труба – размеры по ГОСТ

Вне зависимости от того, по какой методике выпускают изделия прямоугольного сечения, они имеют одинаковые геометрические параметры. Стандарт 8645 "разрешает" изготавливать трубы с размерами большей и меньшей стенки от 15х10 до 180х150 миллиметров. Кроме того, существует и ряд изделий со специальными параметрами:

• 28х25 мм;
• 40х25 и 40х28мм;
• 70х50 и 90х50 мм;
• 140х50 и 140х60 мм;
• 160х130 мм;
• 180х145 мм;
• 190х120 мм;
• 196х170 мм;
• 200х120 мм;
• 230х100 мм.

Толщина стенок всех труб может варьироваться в пределах от 1 до 18 мм. Конструкции профильного вида могут производиться высокой и нормальной точности. Исходя из этого, устанавливаются и допустимые максимальные (минимальные) отклонения их размеров от стандартных значений:

• толщина стенок: от ±10,0 % до ±12,5 %;
• наружные параметры: от ±0,25 % (электросварные до 30 мм и холоднодеформированные трубы повышенной точности производства) до ±1,5 % (нормальные по точности горячедеформированные изделия);
• выпуклость либо вогнутость сторон: от 0,5 до 2 мм (горячедеформированные конструкции), от 0,5 до 1 мм (сварные и холоднодеформированные).

4 Для каких целей применяются прямоугольные стальные изделия?

Описанные трубы по ряду показателей отличаются от круглых. Профильные конструкции способны выдерживать без явления изменения геометрических размеров малые нагрузки. Зато они намного прочнее на изгиб, чем их круглые собратья. Кроме того, при идентичном удельном весе и толщине стенок круглые трубы будут иметь больший диаметр, а значит, их пропускные возможности выше, чем у профильных.

Обозначенные факторы и определяют сферу применения прямоугольных изделий. Они востребованы для изготовления:

• Перил и разнообразных ограждений декоративного плана. В этом случае, как правило, используется нержавеющая труба, так как она не подвержена ржавлению.
• Несущих конструкций. Каркасы спортивных объектов, торговых центров, офисных зданий из описываемых труб быстро собираются и отличаются высокой надежностью при эксплуатации. Рекомендуются профильные изделия для обустройства несущих конструкций тогда, когда по проекту требуется добиться качественного сочетания привлекательного внешнего вида "скелета" сооружения и достойного уровня прочности. В остальных случаях обычно применяется двутавровая балка.
• Мебельной продукции. Школьные парты, стулья и столы в общественных учреждениях и другая мебель из профильных труб прекрасно показали себя. Служат они очень долго и при этом характеризуются вполне эстетичным обликом.
• Элементов транспортных средств. Рамы многих современных тракторов и сельскохозяйственных машин, большегрузных автомобилей, прицепов делаются из интересующих нас изделий. Комбинацию их небольшой массы и высокой прочности в данном случае можно считать незаменимым свойством.
• Частных оранжерей и теплиц. На надежные и очень легкие профильные каркасы монтируют пленку, получая недорогие и высококачественные парники, в которых можно выращивать продукцию на протяжении всего года.