Що таке момент опору квадратної труби

Одним з найбільш затребуваних типів металопрокату є профільна труба, а саме прямокутного і квадратного перетину. Нерідко при монтажі таких труб виникає необхідність значення моменту опору.

Для порожніх квадратних труб з широкими стінками момент опору можна виміряти, якщо звести довжину зовнішньої стінки і довжину внутрішньої в четверту ступінь, потім відняти від більшого менше і розділити на шість довжин зовнішньої стінки. Для тонкостінних квадратних труб використовують дещо іншу формулу. В цьому випадку потрібно звести зовнішню сторону в квадрат і помножити на чотири третіх товщини стінки. Наприклад, для 30-міліметрових труб з шириною стінки 2 міліметри це значення буде дорівнювати 1.86 см в кубі, а для 40-міліметрових виробів з товщиною стінки 3 міліметри – 4.81 см в кубі. Найчастіше професіонали використовують квадратні труби 50х50, тому опишемо їх значення докладніше. При товщині стінки таких труб 3, 3.5, 4, 5, 6, 7 і 8 міліметрів момент опору буде дорівнювати 7.97, 8.94, 9.82, 11.3, 12.46, 13.31, і 13.88 відповідно. Всі ці значення можна без особливих зусиль обчислити самостійно за допомогою калькулятора і формул, представлених вище.

Області застосування прямокутних і квадратних профільних труб

Труби, у яких в перерізі знаходиться прямокутник або квадрат із закругленими краями, широко використовуються в промисловому, а особливо в цивільному будівництві при зведенні різних веж, колон будівель, опор і вишок. Наявність плоских граней дозволяє спростити установку конструкцій, з якої б технології він не проводився, включаючи роботи зі зварювання. Саме тому профільні квадратні або прямокутні труби – відмінна заміна швелеру, металевої балки або куточка.

Нерідко труби з прямокутним перерізом використовують в сільському господарстві. В основному, з них роблять каркаси для різних тепличних комплексів і приміщень для тварин.

При облаштуванні приватної присадибної ділянки також важко обійтися без застосування квадратних труб, так як вона може використовуватися не тільки в якості окремого елемента забору або огорожі, але і легко стати основною для будь-якого навісу, металевих дверей в підсобному приміщенні, гаражних воріт і парника.

Успішно використовують труби з квадратним перетином в меблевій промисловості при виробництві металлокаркасов садової та медичних меблів, стелажів, комп’ютерних столів і всіляких полиць.

Переваги використання труб з прямокутним і квадратним профілем

Така популярність цих конструкцій цілком з’ясовна, так як труби з прямими кутами володіють високими показниками міцності і конструктивної жорсткості, в той час як їх вартість і маса значно менше, ніж у класичного металевого бруса. Досить навести такий приклад, що використанням профільних труб з прямокутним і квадратним перетином дозволяє зменшити загальну металоємність будь-якої конструкції на 25%, що, безумовно, позначається її вартості. При цьому міцність виробу можна без праці регулювати, використовуючи при установці труби прямокутної форми з різною товщиною стінок.

Навіть в порівнянні з класичною трубою круглої форми, квадратне і прямокутний перетин має явну перевагу. У зв’язку з тим, що такі вироби мають рівні площини, їх можна легко складувати і зручно перевозити, так як вони займають набагато менше простору, ніж круглі труби. Важливий і той факт, що труби з прямокутним перетином менш трудомісткі при їх подальшої обробки (грунтовці і фарбуванні). Це дозволяє скоротити витрати на фарбувальний матеріал і час роботи.

Недоліки профільних виробів

Як правило, профільні труби виробляються з «чорного» металу, що призводить до утворення їх головного недоліку – нестійкості до корозії. Для підвищення опірності кисню сталеві вироби покривають шаром цинку, що підвищує експлуатаційні якості труби, однак призводить до невеликого подорожчання продукції.

Технологія виробництва профільних труб

У порівнянні з традиційною формою труби, квадратні і прямокутні вироби виробляти трохи складніше.

Як правило, процес виготовлення профільних труб включає в себе наступні дії:

  1. Готується штрипс. Штрипс – металева літа, що представляє собою напівфабрикат майбутньої труби. Від розмірів заготовки безпосередньо залежать розміри готового продукту.
  2. На формувальному стані виготовляється круглий профіль.
  3. Краї заготовки зварюються. Найчастіше це відбувається з використанням високочастотних струмів. При виготовленні труб з «нержавійки» використовують контактну або плазмову зварку під тиском.
  4. Тестова перевірка шва на надійність. Забраковані вироби не підлягають реставрації і йдуть на металобрухт.
  5. Формування квадратного або прямокутного вироби за допомогою валец. Зазвичай в цьому процесі виробляється постійне охолодження формованого продукту.
  6. Тестування геометричних характеристик.
  7. Температурна обробка труби, щоб зняти внутрішню напругу металу після зміни форми.
  8. Розпилювання заготовок на окремі частини потрібної довжини від 4 до 12,5 метрів.
  9. Зняття задирок, які утворюються після різання металу. Виробляється це за бажанням замовника, так як значно впливає на вартість кінцевого продукту.

За даною технологією можна отримати шовную трубу прямокутного або квадратного профілю.

Більш високими характеристиками володіють труби, які виробляють без шва, шляхом пресування на спеціальних верстатах або волочіння. В такому випадку безшовна кругла заготовка з металу нагрівається і надходить на прошивальний стан, де доводиться до необхідного розміру і потрібної форми (квадратної або прямокутної).

Нерідко на ринку будівельних виробів можна зустріти достатній дешеві труби, вироблені з «кустарним» технологіями. У такій ситуації прямокутне або квадратне перетин утворюється обробкою традиційної круглої труби на спеціальних вальцях. Варто знати, що така технологія виробництва найчастіше не дозволяє витримати правильні геометричні характеристики продукту, які в точності досягаються на заводах повного циклу.

Матеріали, за допомогою яких виробляються профільні труби

Згідно з технічним регламентом, для виробництва труб квадратного або прямокутного перерізу використовують сталь марки 08 КП або 10 ПС. У тому випадку, якщо при виробництві застосовують метал з особливими характеристиками (сталь 09Г2С-12), то продукція з неї здатна надійно витримувати навіть агресивна дія морської води. Труби саме з цього металу використовують при будівництві різних конструкцій за полярним колом, в умовах вічної мерзлоти.

Ще кращими експлуатаційними якостями, терміном служби і стійкість до кислот і лугів мають різні сплави, в яких використаний нікель або хром. Однак через високу вартість продукції такі труби використовують, як правило, на підприємствах фармацевтичної, хімічної та харчової промисловості.

Відповідно до технічної документації, готова труба з прямокутним або квадратним перетином може випускатися в двох сортах. Якщо виріб відноситься до групи А, то в них нормуються виключно механічні характеристики металу. У продукції групи В, крім іншого, нормування підлягає хімічний склад стали.

Способи виготовлення труб з квадратним перетином

Як вже було сказано, прямокутна труба може бути прямошовних або безшовної. Розглянемо технологію її виробництва докладніше.

  • безшовна труба

Прокатне виробництво труб без шва грунтується на деформації розігрітій або холодної заготовки на вальцях прокатного обладнання. Це говорить про те, що для виготовлення безшовної продукції застосовують дві технології: горячекатную і холоднокатной.

Якщо використовувати перший спосіб виготовлення, то процес виробництва буде включати в себе:

  1. Спочатку на чорнові вальці прокатного обладнання подається розігріта гільза, вироблена методом пресування або лиття плоскою заготовки.
  2. Після формування чорновий конструкції напівфабрикат з круглим перетином потрапляє під тиск преса, за рахунок чого утворюється профіль квадратної форми. Одночасно з цим у внутрішню частину труби вводять особливий калібр – оправлення.
  3. На заключному етапі виробництва з напівфабрикату виготовляють кінцевий продукт – сталеві прямокутні труби безшовного типу. Для цього чорнову заготовку з квадратним перетином пропускають через чистової прокатний верстат, а потім відправляють на калібруючу лінію, де формується остаточний вид продукції. Останнім етапом є відпуск готової труби – нагрівання вироби до необхідної температури з поступовим охолодженням.

  • холодний прокат

Процес виробництва прямокутних труб по холоднокатной технології включає в себе кілька інший порядок дій:

  1. На чорнові вальці прокатного обладнання надходить не розігріта, а холодна гільза, отримана за рахунок висадки заготовки з плоского листа.
  2. Потім гільза укочується до стану круглого напівфабрикату і подається під прес, де профіль трансформується в квадратний на калібрує оправці.
  3. На наступному етапі заготовку прямокутної форми калібрують, викочуючи на чистових вальцах.
  4. На закінчення вже майже готова сталева труба з квадратним перетин піддається відпуску, що забезпечує усунення напружень в ущільнених молекулярних зв’язках верхніх шарів тулуба труби.

На завершення огляду виробництва безшовних труб можна відзначити, що, незважаючи на зовнішню схожість гарячої і холодної технології, результати робіт сильно відрізняються один від одного.

Явним відмінністю є той факт, що холоднокатана труба квадратної форми, розміри якої обмежуються пластичністю матеріалу, мають більш тонкі стінки. Труба, виготовлена ​​за технологією гарячого прокату, має трохи більшою площею перетину при значно більшій товщині стінок.

  • Електрозварні труба квадратної форми

Зварне виробництво налагоджено на спеціальному обладнанні за допомогою гнучкі листової заготовки в форму профілю і подальшої освіти шва на місці стику. Процес такого виробництва виглядає так:

  1. Зварні труби виготовляються з листових заготовок (штрипсів). На самому початку процесу виробництва від сталевого рулону відокремлюють мірну смугу, ширина якої буде дорівнює периметру майбутнього виробу.
  2. Після виготовлення штрипса, смугу зі сталі заправляють в вальці верстата, де формується профіль майбутньої труби. На виході зі стану штрипс стає напівфабрикатом з відкритим стикувальним швом і квадратним перетином.
  3. Потім стикувальний шов заварюють за допомогою індукційної або зварки. При цьому перший варіант використовується тільки в тій ситуації, коли виробляються особливо тонкі квадратні труби, розміром 10х10, 20х20 або 15х15 міліметрів. Вироби великих розміром з товщиною стінки більше двох міліметрів можна заварити класичної електричною дугою в середовищі з інертним газом.
  4. На заключному етапі готова продукція проходить калібрування розмірів, а шов перевіряється на наявність шлюбу.

За цією технологією виробляються найлегші труби, тому що товщина стінки у прямошовні продукту мінімальна, а маса виробу при рівності інших значень цілком залежить саме від цієї характеристики.

Крім будівельної справи, квадратні і прямокутні труби активно використовуються в меблевій промисловості для каркасів стільців, столів, ліжок, диванів і інших предметів інтер’єру, а також в автомобілебудуванні, з профільних виробів виробляють каркас корпусу легкової машини. Область використання даних треби обмежується лише уявою.

Вам може стати в нагоді:

  • Сортамент сталевих труб
  • Як зігнути профільну трубу
  • Сортамент і області застосування квадратних труб
  • Особливості вибору і монтажу вентиляційних труб для витяжки
  • Можете поділитися цим записом з друзями:

    Ссылка на основную публикацию