Сайт инженера-проектировщика

Труба квадратная ГОСТ 32931-2015

W_x, W_y — моменты сопротивления сечения для осей x и y, см 3 .

ОСТАЛЬНЫЕ СЕЧЕНИЯ СМОТРИТЕ ЗДЕСЬ:

Квадратные трубы имеют очень широкую область применения. Характеристики сечения таковы, что элементы из квадратных труб обладают небольшой гибкостью в обоих направлениях. Это позволяет их использовать в качестве всевозможных стрежневых элементов, которые работают как центрально сжатые элементы или как сжато-изгибаемые элементы. Такими элементами являются колонны, стойки, стержневые элементы ферм и других стержневых конструкций.

Элементы из квадратных труб должны быть заглушены (согласно действующих строительных норм и правил).

На конструкции из квадратных труб удобно наносить защитные покрытия (в отличии, например, от сечения из парных уголков, соединенных через пластины). Осмотр таких конструкций тоже не вызывает затруднений. В связи с этим, конструкции из квадратных труб применяют в условиях агрессивной среды.

Какие размеры профильной трубы бывают

Сначала разберёмся с классификацией металлопродукции, которую правильно и не совсем называют профильными трубами. Для этого обратимся к нормативно-техническим документам, регламентирующим их производство. Базовым документом, который определяет технические требования к изготовлению прямоугольных, квадратных и овальных труб общего назначения, является ГОСТ 13663-86.

В нём указаны марки сплавов для изготовления продукции, требования к качеству поверхностей, механические характеристики изделий для разных способов производства, правила испытаний, контроля допусков и приёмки труб. Ответ на вопрос, какие бывают размеры профильной трубы, даёт сортамент продукции, который определён следующими документами:

• ГОСТ 8645-68 – для изделий прямоугольного сечения;
• ГОСТ 8639-82 – для квадратных труб;
• ГОСТ 8642-68 – для продукции овального профиля.

Есть ещё одна категория металлопродукции, которая производится по ГОСТ 30245-2012. Её официальное название звучит так: «замкнутые стальные гнутые профили квадратного и прямоугольного сечения». Однако термин «трубы» намного короче, поэтому такие изделия обычно называют гнутыми профильными трубами, подразумевая не степень их ровности, а способ их производства.

ГОСТ 30245-2012 определяет общие технические требования и сортамент продукции. Напомним, что сортамент означает размеры сечения профильных труб и толщину их стенок. Нормативные документы также содержат справочную информацию о каждой позиции сортамента: площадь сечения и теоретический вес одного метра труб. Здесь же изложены правила маркировки готовой продукции.

Продукция по ГОСТ 13663-86 и ГОСТ 30245-2012: различия

По внешнему виду отличить изделия, изготовленные по этим нормативным документам, не так просто. Мы укажем основные различия между ними в следующей таблице:

Продукция по ГОСТ 13663-86

Продукция по ГОСТ 30245-2012

Холодное и горячее деформирование (прокатка) цельных заготовок.

Гнутьё полосовых заготовок мерной ширины (штрипса) с последующей сваркой шва.

Бесшовные и сварные.

Только сварные. Допускаются разрывы сварного шва.

Общее. Это означает, что при необходимости трубы могут быть использованы в трубопроводах подачи жидкостей и газов. Поэтому продукция проходит обязательные гидравлические испытания.

Конструктивный материал в строительстве и для изготовления промышленной продукции. Гидравлическим испытаниям готовая продукция не подвергается.

Разные технологии производства также объясняют различия в сортаменте изделий. Размеры профильной трубы по видам мы покажем по отдельности.

Прямоугольные профильные трубы: размеры

Для обозначения сечения и толщины стенок обычных и гнутых прямоугольных труб используют разные символы. Их числовое выражение применяют в маркировке готовой продукции. Размеры стальных профильных труб определяются по наружному обмеру. Предельные значения диапазона этих показателей для изделий прямоугольного сечения представлены в следующей таблице:

Квадратная труба — размеры и вес

Квадратная труба — универсальное изделие, которое особенно активно применяется на строительных объектах. Это качественный аналог часто более дорогой арматуры, будь то швеллеры, балки, уголки и прочие строительные материалы.

ГОСТ 8639-82

ГОСТ 8639-82 определяет геометрические размеры готовых квадратных профильных труб, которые могут изготавливаться по разным технологиям:

путем холодного или горячего бесшовного деформирования;

путем электросварного холодного деформирования, электросварки.

Сортамент изделий включает трубы, имеющие наружный диаметр от 10 до 180 мм. Площадь их сечения может быть от 0,343 до 89,59 см2, толщина стенки — от 1 до 14 мм, а масса одного метра — от 0,269 до 70,33 кг.

В указанном ГОСТе указана информация о допустимом размере и весе таких изделий, а также разрешенных отклонениях в размерах при изготовлении, скруглении углов.

Так, допустимые отклонения готовых профтруб от требований, указанных в ГОСТ, могут быть следующими:

кривизна поверхности на каждый метр может быть не более 2 мм;

отклонения в наружных размерах для электросварных, холоднокатаных изделий может быть 0,25-0,4 мм, а для горячекатаных и электросварных с диаметром более 50 мм — 0,8-1,5%;

выпуклость и вогнутость сторон может быть от 0,5 мм (для труб сечением до 50 мм) до 1,5 мм (для изделий сечением более 100 мм);

отклонение от прямого угла в поперечном сечении — не более 1,5%;

толщина стенки, разностенность — от +10% до -15%.

Особенности производства труб квадратного сечения

Большая часть квадратных труб изготавливается по электросварной технологии — изделия считаются наиболее популярными. Схема процесса:

рулонный стальной лист необходимого размера разрезается вдоль, после чего формируется небольшая по ширине лента;

заготовка изгибается и модифицируется в круглую конструкцию. Шов у нее остается открытым;

шов проваривается с помощью индукционных токов высокой частоты HF — это недорогой и быстрый способ. В более редких случаях используется сварка TIG (электрод из вольфрама в инертной газовой атмосфере);

заготовка охлаждается, после чего отправляется в вальцы — там выполняется калибровка изделия. После этого изделие можно считать готовым — качество его шва проверяется вихревыми токами. Еще одной обязательной проверкой является и оценка возможного нарушения геометрии.

Бесшовные конструкции могут изготавливается методом холодной или горячей деформации. В данном случае исходным материалом для производства квадратных профильных труб становится цилиндрическая штанга — она нагревается до температуры пластичности стали, а затем:

из заготовки формируется полая гильза на специальной оборудовании;

она вытягивается на вальцах, и ей придается нужное по условиям изготовления сечение.

Важно, что этот этап отличается при производстве горяче- и холоднодеформированной продукции. В первом случае гильза вытягивается в горячем и пластичном состоянии, во втором же заготовка охлаждается перед вальцеванием.

После этого вновь выполняются одинаковые операции:

обработка в калибровочных вальцах, необходимая для придания заданного профиля (т.е. квадрата);

нарезка изделия на части нужных размеров;

контроль, отбраковка изделий, не соответствующих ГОСТ, и отправка подходящей продукции на склад.

Бесшовная методика дороже, что сказывается на стоимости изделия, однако таким способом можно выпускать продукцию с более толстыми стенками. Прочность горяче- и холоднодеформированных профтруб также выше.

Также существует достаточно простая технология изготовления изделий из круглой трубы методом вальцевания. ГОСТами она не регламентируется, поскольку считается кустарной и крупными производителями не используется. Так как такие изделия на точном оборудовании не калибруется, их сортамент не может быть вписан в строгие требования Государственных стандартов.

Особенности и преимущества квадратных профильных труб

Такие конструкции отлично подходят для использования в каркасных и соединительных элементов разных строений благодаря следующим своим особенностям:

устойчивость к деформациям, перепадам температур, воздействию ультрафиолета, а также противодействие ветровым нагрузкам;

малый вес по сравнению с профтрубами другого сечения;

удобство и простота монтажа вне зависимости от типа конструкции, благодаря чему удается создавать различные архитектурные конструкции, даже нестандартные;

удобная форма, благодаря чему хранение, разгрузка и транспортировка существенно упрощаются;

высокая прочность, противодействие даже сильным статическим нагрузкам;

экономия при выполнении строительных работ.

Особенности применения такой продукции обуславливают преимущества, которыми характеризуются квадратные профтрубы. Они отличаются такими достоинствами:

уменьшение затрат на возведение даже массивного фундамента;

простота и надежность узловых соединений;

высокая скорость строительства различных сооружений;

минимальное количество сварных соединений. Есть возможность контроля их надежности и качества;

легкость монтажа на плоских поверхностях;

обеспечение качественной огнезащиты сооружений, при возведении которых используются профтрубы квадратного сечения, и соответствие требованиям в области противопожарной безопасности;

сокращение металлоемкости возводимого здания. При использовании профтруб такого сечения вместо стандартной двутавровой балки металлоемкость уменьшается минимум на четверть;

простота проведения санитарно-гигиенической обработки;

использование при сварке проволоки для облегчения монтажных работ;

возможность возводить современные конструкции из бетона и металла;

высокая устойчивость к поражению ржавчиной в сравнении с другими видами сортового проката.

В западных странах профильные трубы квадратного и прямоугольного сечения активно используются для строительства оригинальных сооружений с нестандартными формами. Они возводятся из бетона, металла и стекла, и такие профильные изделия благодаря своим особенностями и преимуществам позволяют архитекторам воплощать в жизнь самые смелые задумки.

Профильные квадратные трубы экономически выгодно использовать в разных строительных сферах. Это позволит значительно сэкономить и обеспечить высокую надежность и устойчивость возводимых зданий.

Размеры и вес профильных труб квадратного сечения

Размеры профильной квадратной трубы должны соответствовать ГОСТ 8639-82, а технические требования всего изделия — ГОСТ 13663-86. Этот государственный стандарт регламентирует сортамент на трубы профильные общего назначения из углеродистой стали.

В таблице ниже представлены некоторые возможные размеры продукции, толщина стенок, а также удельный вес.

Зачем нужна прямоугольная труба

Металлическая профильная прямоугольная труба, изготавливаемая по ГОСТ 8645–68 используются для конструкций с ощутимыми поперечными нагрузками. Отметим, что для трубопроводов они не используются, поскольку их внутренний объем меньше, чем у круглых видов. Тем не менее, они широко применяются в строительстве разных сооружений и с другими целями.

Изготовление

В соответствии с государственным стандартом такие изделия изготавливаются тремя разными способами, в соответствии с чем они бывают:

• бесшовными холоднодеформированными;
• бесшовными горячедеформированными;
• электросварными.

Последний вид продукции производят из штрипсов – плоских листов стали. И в этом случае технология изготовления прямоугольных труб выглядит таким образом:

• из штрипсов, которые поступают в рулонах, нарезаются полосы необходимой ширины. Они сворачиваются и наматываются на барабан;
• с барабана лента подается на специальные вальцы, где происходит ее сворачивание в круглую трубу. Иными словами, создается заготовка круглого сечения со швом открытого типа, края которой пока не зафиксированы;
• выполняется сварка шва. Для этого используется индукционный ток (HF-технология). Также возможна дуговая сварка TIG, которая осуществляется в инертной среде. Второй тип считается более надежным, однако уступает первому по своей производительности. Реже применяются плазменная и лазерная виды;
• после сварки заготовка направляется на калибровочные валки, где приобретает нужную форму сечения — прямоугольную. Следующая стадия производственного процесса — дефектоскопия, в ходе которой проводится тщательный контроль качества полученного шва;
• последний этап — нарезка труб на нужные по длине отрезки. Уже готовые изделия осматриваются на предмет правильной геометрии, которая может быть нарушена при прохождении через вальцы. Также могут отмечаться другие виды брака — например, выщербины или сильный износ. При отсутствии любых видов дефектов готовая продукция отправляется на склад, откуда они позднее доставляются клиентам.

Производство горяче- и холоднодеформированных труб схоже — отличие заключается лишь в том, в каком состоянии деформируется сталь: в горячем или холодном. Также для холоднодеформированных конструкций проводится термическая обработка — их нагревают до момента, когда начинается рекристаллизация металла, после чего дают остыть. Такая процедура крайне важна, поскольку она позволяет снять напряжение в стали. Если не нивелировать его, это существенно снизит долговечность труб и их прочность, как и конструкций, которые изготовлены с их использованием.

Бесшовные трубы, в свою очередь, производят из заготовок круглого сечения — монолитных стальных цилиндров. Процесс изготовления:

• в специальной печи заготовка нагревается до температуры, которая превышает показатель рекристаллизации металла, что делает сталь более пластичной и позволяет без затруднений ее деформировать;
• заготовка поступает на прошивочный агрегат для получения полого цилиндра из монолитного (гильзы);
• разогретая гильза проходит через несколько групп вальцов, поэтому приобретает нужную толщину стенок и диаметр;
• посредством калибровки заготовки получают трубу с прямоугольным профилем.

Финальный этап изготовления — нарезка изделия на отрезки нужной длины. Проведение дефектоскопии не требуется, поскольку сварного шва у изделий нет. Однако внешний осмотр конструкций проводится в обязательном порядке.

Размеры по ГОСТ

Вне зависимости от того, по какой методике выпускают изделия прямоугольного сечения, они должны иметь определенные геометрические параметры. Госстандарт допускает изготовление профтруб с размерами большей и меньшей стенки от 15х10 до 180х150 мм. Кроме того, существуют и изделия 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 прямоугольных труб может быть от 1 до 18 мм.

Профтрубы могут быть высокой или нормальной точности. В зависимости от этого устанавливаются допустимые отклонения размеров от стандартных значений:

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

Критерии выбора

Профильные прямоугольные трубы по многим показателям отличаются от «традиционных» круглых. Например, они способны выдерживать значительные нагрузки без изменения своих характеристик. Также они прочны на изгиб.

Чтобы разбираться во всем имеющемся сортаменте прямоугольного профиля, необходимо ознакомиться с базовыми характеристиками изделий:

• геометрические размеры, включающие в себя показатели ширины и высоты каждой из сторон;
• толщина стенок;
• масса;
• наличие защитного цинкового слоя.

Чтобы правильно выбрать изделия для определенной цели, требуется знать их ширину, высоту, а также длину. Последний может быть изменен путем приваривания дополнительной части, или, напротив, отрезания. Ширину и высоту изменять не получится. Поэтому приобретать изделия важно строго необходимых размеров.

Еще один достаточно важный показатель — толщина стенок. Этот параметр напрямую зависит от геометрических размеров — чем они больше, тем больше и толщина. Однако существуют прямоугольные трубы, толщина стенок которых специально увеличена.

Масса зависит от предыдущих характеристик продукции. Чем они больше, тем больше и вес одного погонного метра профтрубы. В ГОСТе есть таблица, в которой указана масса для каждого вида изделий.

Зная показатели толщины металла, а также базовые размеры можно определить вес на один погонный метр. В таблицах указывается теоретическая масса, которая рассчитывается с учетом удельной плотности определенной марки стали, которая используется при изготовлении. Если эти показатели будут практически одинаковыми, значит, все в порядке, а если эти два показателя будут существенно отличаться, вполне вероятно, что технология производства нарушена или использовалась другая марка стали.

Покрытие защитным слоем – еще один важный параметр, на который требуется обращать свое внимание. Цинкование необходимо для того, чтобы защитить материал от коррозии, а также других видов внешнего разрушительного воздействия. Особенно это важно для электросварных изделий, которые больше подвержены появлению ржавчины, поэтому они в обязательном порядке обрабатываются цинком.

Назначение прямоугольной трубы

Труба прямоугольная обладает высокой прочностью. Благодаря этому, а также другим своим характеристикам она получила широкое распространение в различных областях:

1. Строительство. С их помощью создаются разные виды металлических сооружений. Они могут использоваться даже для несущих конструкций, эксплуатация которых будет производиться при высоких нагрузках.
2. Машиностроительная отрасль. Применяется при производстве различных деталей механизмов, а также элементов каркаса (рамы) современных тракторов и сельскохозяйственных машин, большегрузных авто, прицепов.
3. Товары и конструкции бытового назначения. Прямоугольные трубы — отличный вариант для изготовления рекламных щитов, изготовления каркасов мебели, лестниц, а также различных ограждений. С их помощью производятся и школьные парты, стулья, доски.

Чаще всего профтрубы используются именно в строительной отрасли — благодаря своим характеристикам они практически незаменимы. Используются как толстостенные, так и тонкостенные модели — например, для перегородок, которые не будут испытывать серьезные нагрузки при регулярной эксплуатации.

Прямоугольные трубы применяют для возведения ограждений на участках — они отлично подходят для каркаса заборов. Также из них делают перила для веранд, лестничных площадок. Они достаточно жесткие и легко свариваются с другими элементами. Также в бытовом хозяйстве нередко возникает потребность в возведении навесов для защиты от осадков. Профтрубы подходят для изготовления их каркаса, а также различных построек.

Такие строительные материалы используются для возведения теплиц. С их помощью можно собрать прочную основу — она может быть монолитной или разборной, для перемещения теплицы или ее разбора на зимний период. На легкие и прочные каркасы натягивается пленка, благодаря чему создаются качественные и недорогие парники.

Также такие изделия можно использовать для изготовления технических приспособления разного назначения — от лестниц до креплений двигателей и механизмов. А еще для дачного участка можно создавать скамейки, столики и прочую мебель, каркас которой сооружается из профтрубы.

Прямоугольная труба — это прочный вид металлопроката, который широко используется и в промышленности, и для простых бытовых нужд. Такие изделия многофункциональны и практически универсальны благодаря своим характеристикам.