Технология изготовления профильных труб

Профилированные трубы не применяются для монтажа трубопроводов в связи с недостаточной устойчивостью к внутренним нагрузкам и меньшей пропускной способностью по сравнению с круглыми, зато используется в промышленности, строительстве зданий различного назначения и частной застройке.

Металлопрофиль отличается от обычных труб не только внешним видом, но и назначением, техническими характеристиками и технологией изготовления.

Что такое профильная труба

Профильными называют полые трубы, поперечное сечение которых выполнено в форме квадрата, прямоугольника или овала. Более редкие трубы с треугольным или многоугольным сечением обычно изготавливают по индивидуальному заказу.

Профилированные трубы используют для изготовления мебели, спортивного оборудования, ограждений, возведения каркасов для промышленных и коммерческих зданий, жилых домов и надворных построек. Из профильных собирают строительные леса, опоры для трубопроводов, рекламные конструкции.

Повсеместное применение профильных труб обусловлено массой достоинств этого вида металлопроката. По способности выдерживать нагрузкам металлопрофиль не уступает деревянному брусу. При этом он дешевле, удобнее в монтаже, легче, не боится воды и не горит.

Для решения различных задач производятся трубы с различными техническими характеристиками: толщиной стенки, формой и размерами сечения.

Стальные трубы с прямоугольным и квадратным сечением используют для возведения несущих конструкций. Металлопрофиль других форм сечения чаще применяют для изготовления мебели и элементов декора.

Технологии производства

Производители металлопроката изготавливают профильные трубы двумя способами: вальцовкой круглой трубы, когда она переделывается из обычной в профилированную и производство полного цикла, представляющее собой изготовление профильной трубы из листового материала.

Профиль из круглой трубы

Чтобы изготовить металлопрофиль из круглой трубы, достаточно одного лишь вальцовочного станка. Необходимое оборудование доступно по цене и компактно и используется как трубопрокатными компаниями, так и частными лицами. Технология, называемая холодной деформацией, не требует больших временных и энергетических затрат.

Производство состоит всего из двух этапов: закупки заготовки и ее доработки. Сварной или бесшовной трубе придают нужную форму, пропуская ее между вальцами станка.

Получаемая таким образом профилированная труба обладает достаточной прочностью для изготовления мебели и элементов декора, строительства беседки или теплицы. Для возведения серьезных объектов, требующих высокой прочности, такие трубы не подходят.

Полный цикл производства

Для сооружения конструкций, к прочности которых предъявляются высокие требования, используют только профильные трубы, полученные в условиях полного цикла.

Такой металлопрокат дороже, но гораздо надежнее, чем профилированный из круглой трубы.

Для изготовления профильной трубы используется штрипс – листовой материал из низколегированной или углеродистой стали. Из штрипса делают круглую заготовку, которую затем профилируют.

Линия полного цикла включает несколько станков, основные из них:

• профилегибочный,
• сварочный,
• вальцовочный,
• линия нарезки.

При полном цикле производства трубы проходят контроль качества. Дополнительно проводят оцинковку и термическую обработку.

Этапы производства металлопрофиля

Основные этапы полного цикла производства следующие:

• обработка штрипса,
• изготовление круглой заготовки,
• профилирование трубы,
• нарезка,
• контроль качества,
• термообработка.

Обработка штрипса

Сырье для профилированных труб на линию производства поставляют с металлургических заводов в виде рулонов – штрипсов.

Рулоны разматывают, нарезают на станке продольной резки на полосы нужной ширины. Затем из нарезанных сегментов сваривают непрерывную ленту, которую наматывают на барабан.

Это делается для обеспечения непрерывности производства – создается технологический резерв материала, чтобы предотвратить простои в работе вальцовочного станка.

Изготовление заготовки

Металлическая лента передается на формовочный стан, где из нее формируется заготовка с круглым сечением.

При прохождении клетей и вальцов формовочного станка из ленты получается непрерывная труба, имеющая незакрытый шов.

На этом этапе пропускают через формовочный стан холодную полосу стали или проводят сразу и термическую обработку.

Трубу передают в сварочную установку, где шов закрывается, и получается заготовка. Сварка производится печным способом, в защитном газе или высокочастотными токами. Шов может быть прямым или спиральным.

Во время сварки вальцы станка сжимают края шва для повышения прочности стыка, в результате образуется грат – излишки расплавленного металла, вдавленные внутрь трубы и на ее внешнюю поверхность. Грат снимается резцом, после чего заготовку охлаждают эмульсионным составом.

Важно! Процесс охлаждения заготовки эмульсионным составом продолжается и на этапе профилирования, и при нарезке.

Профилирование трубы

В зависимости от формы сечения, которое необходимо получить, профилирование трубы проходит в один или два этапа.

1. Заготовку пропускают через калибровочные вальцы, выравнивающие заготовку. После калибровки она имеет одинаковое сечение по всей длине. Если необходима труба овального или плоскоовального сечения, то на этом ее профилирование заканчивается.
2. Если необходима треугольного, квадратного, прямоугольного или многоугольного сечения, заготовку пропускают через профилирующий станок. Вальцы этого станка обжимают круглую трубу до нужной формы.

Нарезка

Готовую непрерывную трубу нарезают по заданным размерам, не прекращая процесс охлаждения.

Для дополнительной защиты готовых профильных труб используют холодную или горячую оцинковку:

1. Первый метод заключается в нанесении на металлопрофиль слоя порошковой или полимерной краски.
2. Второй метод отличается тем, что готовую трубу предварительно очищают, окунают в ванну с расплавленным цинком, а затем охлаждают и сушат.

Контроль качества

К профильным трубам, изготовленным в условиях полного цикла, предъявляют жесткие требования. Обязательным этапом производства металлопрофиля является проверка качества.

Особенно тщательно контролируют герметичность шва, так как слабым местом сварных труб является именно шов.

Применяется два метода проверки:

• визуальный осмотр,
• вихретоковая дефектоскопия.

Специалист осматривает шов и выявляет нарушения шва, вызванные дефектом сварки, и повреждения, полученные из-за неправильной работы вальцов.

Второй метод проверки – аппаратный. Работа дефектоскопа основана на сравнении электромагнитных характеристик металла на всех участках шва.

На эти характеристики влияет химический состав материала и наличие физических дефектов. Дефектоскоп помогает выявить места непровара шва и раковины, не замеченные при визуальном осмотре.

Процесс производства считается завершенным, а изделие допускается к реализации только после проведения проверки качества.

Термообработка

Для повышения прочности и увеличения срока эксплуатации профильных труб в производственный цикл включают термическую обработку. Готовый металлопрофиль нагревают и оставляют до полного остывания. Это позволяет снять напряжения, неизбежно возникающие в металле при принудительном деформировании труб в ходе профилирования.

Этот этап не считается обязательным и отдельные производители им пренебрегают, чтобы снизить себестоимость производства.