Металлургическая отрасль предлагает широкий ассортимент труб прямоугольного сечения с различными характеристиками. Эти трубы представляют собой пустотелые изделия с вытянутой формой и прямоугольным поперечным сечением. Они изготавливаются в основном из низкоуглеродистых, легированных или нержавеющих сталей, но также доступны медные, латунные, бронзовые и алюминиевые варианты по мере необходимости.
Прямоугольные трубы составляют значительную долю всего профильного трубного производства в современной металлургии.
Характеристики и применения
В отличие от труб круглого сечения, прямоугольные трубы не применяются для создания трубопроводов, так как их форма не обеспечивает необходимую прочность на давление жидкостей или газов. Однако прямоугольное сечение придает трубе отличные характеристики прочности на изгиб благодаря наличию двух ребер жесткости. Это свойство делает их особенно ценными в различных отраслях, особенно в строительстве, где растет потребность в каркасных технологиях.
Строительные конструкции из прямоугольных стальных труб могут выдерживать нагрузки, сопоставимые с нагрузками от цельных стальных балок того же сечения, но при этом они легче, что снижает нагрузку на фундамент и уменьшает расход металла. Простота соединения элементов с прямоугольным сечением и наличие углов и плоскостей упрощают монтаж и крепление деталей.
Размеры, стандарты и маркировка
Производство стальных труб прямоугольного сечения подчиняется установленным отраслевым стандартам и нормативам. Основным документом, регулирующим эти изделия, является ГОСТ 8645-68 который определяет ассортимент прямоугольных труб, их параметры, допуски и требования.
Согласно ГОСТ, прямоугольные трубы могут иметь размеры сечения от 15 x 10 до 180 x 150 мм и толщину стенки от 1 до 18 мм. Также предусмотрены специальные размеры прямоугольных труб:
- 28 x 25 мм
- 40 x 25 мм
- 40 x 28 мм
- 70 x 50 мм
- 90 x 50 мм
- 140 x 50 мм
- 140 x 60 мм
- 160 x 130 мм
- 180 x 145 мм
- 190 x 120 мм
- 196 x 170 мм
- 200 x 120 мм
- 230 x 100 мм
ГОСТ делит продукцию на два класса точности: нормальный и высокий, с установленными допустимыми отклонениями от стандартных параметров. Кроме того, стандарт требует закругленных углов сечения, что повышает прочность труб на изгиб и нагрузку.
Стандарт также определяет длину труб: ГОСТ различает мерную, немерную и кратную мерную длину.
Производственный процесс и его особенности
Процесс производства прямоугольных труб обладает своими особенностями. Хотя они объединены общим названием, этот тип проката делится на три основные группы, отличающиеся характеристиками и технологиями изготовления:
- электросварные,
- бесшовные горячекатаные,
- бесшовные холоднокатаные.
Электросварные прямоугольные трубы
Производство электросварных труб начинается с использования листового металла, чаще всего штрипса. Технология изготовления таких труб включает несколько ключевых этапов:
- Из рулона со штрипсом нарезают полосы нужной ширины, которые затем наматывают на барабан.
- Стальная лента с барабана подается на специальное оборудование, где ее сворачивают в форму круглой трубы.
- При помощи установки производится сварка шва трубы, используя методы электродуговой, плазменной или другие виды сварки.
- Готовая круглая труба направляется на калибровочное оборудование, где приобретает прямоугольное сечение.
Завершающие этапы включают дефектоскопическое обследование сварного шва, резку трубы на нужную длину, проверку соответствия геометрических параметров и отправку готовой продукции заказчику или на склад.
Особенности формовки прямоугольных стальных труб
В процессе окончательной обработки прямоугольной трубы большие стороны формируются с помощью вогнутых валков, имеющих вогнутость в пределах 0,2-0,4 мм. Эта величина вогнутости помогает противодействовать образованию вогнутостей на трубе и обеспечивает её правильное прямоугольное сечение. Вогнутость валков улучшает устойчивость сторон трубы, что позволяет обеспечить точное заполнение калибра и добиться заданного радиуса скругления углов.
Меньшие стороны прямоугольной трубы формируются при помощи цилиндрических валков, так как на них не наблюдается потерь устойчивости и образования вогнутостей.
Экспериментально установлено, что использование вогнутых валков с радиусом вогнутости R более 4,1•А, где А — длина стороны готовой трубы, приводит к значительному износу черновых валков из-за неравномерного распределения нагрузки по периметру трубы и недостаточному заполнению калибра. В то же время, радиус вогнутости менее 3,1•А вызывает потерю устойчивости больших сторон трубы и образование вогнутостей на готовой продукции.
Формирование больших сторон трубы в чистовом проходе вогнутыми валками с вогнутостью менее 0,2 мм не влияет на устойчивость сторон, но приводит к образованию вогнутостей. В то время как использование валков с вогнутостью более 0,4 мм снижает точность прямоугольного профиля, делая большие стороны выпуклыми и ухудшая качество трубы.
