Sadržaj članka
- Što je profilna cijev
- Kako se izrađuju cijevi u obliku?
- Tehnološke prednosti oblikovanih cijevi
- Kako odabrati profilnu cijev
- Način proizvodnje
- Proizvodni materijal
- Zaobljeni uglovi
- Debljina zida
- Posebna mehanička svojstva
U ovom ćemo članku govoriti o oblikovanim čeličnim cijevima kao svestranom građevinskom materijalu. Usredotočit će se na različite namjene i njihova jedinstvena svojstva. Razgovarajmo odvojeno o tome koji se kriteriji trebaju koristiti za odabir kvadratnih i pravokutnih cijevi.
Unatoč uzastopnim krizama, prigradska gradnja i dalje se razvija, sve više i više naših sunarodnjaka želi imati vlastiti dom daleko od bučnih megagradskih gradova. Drvo, beton i cigla tradicionalni su materijali za gradnju zgrada, ali nikada nisu potpuni bez valjanja metala, jer svi monolitni materijali trebaju ojačanje, potrebni su profili za okvire, grede za pod, mreže i profilirani lim.
Zahvaljujući zavarivanju moguće je izraditi proizvode bilo kojeg oblika od metala, dok spojevi imaju čvrstoću ne manju od čelične mase. Osim toga, metalni dijelovi se mogu savijati i deformirati pritiskom, kovani pri grijanju. Bilo koja metalna konstrukcija uvijek će biti lakša i kompaktnija od elemenata od kamena i armiranog betona sličnih funkcija. Uz pravilnu montažu i pravilnu njegu, oni su puno izdržljiviji, pogotovo ako odaberete određeni tip metala ili čelika koji izradom daje radne karakteristike pogodne za određene uvjete..
Ako govorimo o složenim prostornim metalnim konstrukcijama za dvorište, tada uopće nema jednake metalu, jer se povoljno uspoređuje s njegovom plastičnošću i velikom nosivom sposobnošću. Sjenice, stepenice, tende, ograde, kapije, klupe, sve vrste okvira – popis je beskrajan. Najčešće se u ove svrhe koristi štap za stvaranje kovanih proizvoda i oblikovanih cijevi kao elementa potpornog sustava. U našoj zemlji profilni metalni proizvodi počeli su se aktivno koristiti ne tako davno, ali popularnost kvadratnih i pravokutnih cijevi neprestano raste. Oni su sve bolji i jeftiniji, asortiman se proširuje s obzirom na veličinu i vrste odjeljaka..
Što je profilna cijev
Obično kada je riječ o cijevima, zamišljamo jednostavan cilindrični objekt. Ovako izgledaju komunikacijski putevi koji nas okružuju, noseći tekućinu i plin. Kružni presjek cijevi pruža najbolji kapacitet protoka s minimalnom površinom. Idealna je konfiguracija za osjet tlaka (bilo unutarnjeg ili vanjskog). Međutim, okrugla cijev ne djeluje dobro u svim uvjetima. Na primjer, lako se savija, što je vrlo dobro za izvođenje jednodijelnih zavoja cjevovoda, ali vrlo nepovoljno za prostornu krutost različitih konstrukcija. Profilne cijevi imaju potpuno različite karakteristike i prednosti..
Oblikovana cijev je šuplji valjkasti proizvod s bilo kojim presjekom, osim okruglog. Također se takve cijevi nazivaju “savijeni zatvoreni odjeljci”, “profesionalne cijevi”. Najčešće ćemo u odjeljku vidjeti pravokutnik, kvadrat ili oval, iako moderne tehnologije kotrljanja omogućuju dobivanje složenijih oblika..
U fizičkim svojstvima, ravne ovalne cijevi malo se razlikuju od okruglih, ali karakterizira ih povećana dekorativnost, pa se često koriste za izradu namještaja, ogradnih elemenata i dizajnerskog ukrašavanja zgrada. Druga je točka velika vanjska površina sa značajnim smanjenjem unutarnjeg volumena, što omogućava učinkovito korištenje ovalnih cijevi u rashladnim sustavima gdje je potrebno maksimalno uklanjanje topline iz nosača (zavojnice, radijatori). Pored toga, ovalni profil karakterizira povećana fleksibilnost na cijeloj duljini, stoga se smatra lučnim.
Kvadratne i pravokutne cijevi savršeno podnose bočna opterećenja, zbog čega se koriste za izradu konstrukcijskih potpornih sustava i raznih elemenata namještaja. Konstrukcije arhitektonskih građevina sastavljene su iz zatvorenih građevinskih profila, koji su zatim obloženi limenim materijalima, od kojih se izrađuju podne grede, rešetke, stalci, stupovi. Profilne cijevi za izgradnju i opću upotrebu potrebne su za armiranje PVC prozora, za sastavljanje kutija i limova metalnih vrata. Od profesionalne cijevi izrađeni su mali arhitektonski oblici (paviljoni, svlačionice, sjenice, staklenici), kao i okviri, police, reklamni mediji. Gotovo je uvijek neophodno ako trebate napraviti nadstrešnicu ili vrata na mjestu. Iz mnogo razloga, profilne cijevi su najbolji materijal za izradu regala i pregrada ograde s punjenjem raspona mrežicom, valovitom pločom, kovanim odjeljcima.
Cijevi za namještaj ne doživljavaju ozbiljan stres i, u pravilu, nisu izložene negativnim utjecajima okoliša. Stoga cijevi u obliku namještaja karakteriziraju manje dimenzije presjeka, mala debljina stijenke i povećani zahtjevi za kvalitetom površine. Takva cijev može se vidjeti u konstrukciji metalnih klupa i ljuljački, školskih stolova i stolica, kreveta i drugog “javnog” namještaja.
Kako se izrađuju cijevi u obliku?
Izrada zatvorenih profila izvodi se na isti način kao i okrugle cijevi. Na posebnim mlinicama za zavarivanje cijevi, prazne ploče (trake) savijene su u cilindar, a rezultirajući uzdužni šav je zavaren. Zatim se cilindrična cijev vozi kroz sustav dodatnih valjaka, gdje se komprimira naporom stotina tona na potrebni odjeljak. Nakon toga se već oblikovani proizvod zagrijava kako bi se metalik neizbježno stresio nakon mehaničkog djelovanja. Ovisno o tome je li se gredica zagrijavala tijekom valjanja, cijevi se dijele na hladno valjane i vruće valjane. Zatim se provjerava kvaliteta šava i geometrija profila, proizvodi se režu na duljinu i pohranjuju. Profesionalne cijevi isporučuju se potrošaču u snopovima težine do 5 tona. Za zaštitu metala, cijevi se mogu premazati mastima i pakirati u metalne kutije.
Profil zatvorenog dijela nije uvijek izrađen od električno zavarene cijevi. Postoje proizvodi bešavnog oblika, koji se dobivaju valjanjem na kolutima veličine od bešavne okrugle cijevi. Jednodijelna izvučena cijev nema šav, jer je izrađena od čvrste cilindrične gredice – “šipke”. Bešavne profilne cijevi karakterizira povećana stabilnost i nepropusnost, dok je puno skuplja.
Proces proizvodnje i dizajnerske karakteristike ovalnih cijevi regulirani su GOST 8642–68. Građevinske kvadratne cijevi izrađene su prema GOST 30245-2003, GOST 8639-82, za pravokutne profile, koriste se GOST 8645-68 i GOST 30245-2003. Tanke zidne cijevi za namještaj moraju zadovoljiti određeni broj TU, na primjer, TU 14-105-737-2004. Ovi normativni dokumenti jasno govore o:
- dopuštene geometrijske dimenzije odjeljka;
- Debljina zida;
- masa po tekućem metru;
- polumjer ugla;
- nazivna duljina proizvoda;
- granične tolerancije i nedostaci koji određuju kvalitetu;
- stupanj otpornosti na mehanički stres;
- zahtjevi za označavanjem.
Stoga, ako trebate kupiti seriju valjanih proizvoda da biste stvorili trajne visokokvalitetne proizvode, asortiman cijevi i usklađenost mogu se lako provjeriti jednostavnim mjernim alatom..
Tehnološke prednosti oblikovanih cijevi
Bez sumnje, glavna prednost pravokutne ili kvadratne profesionalne cijevi je njegova značajna prostorna krutost, u odnosu na kružnu cijev. Stvar je u tome što takav zatvoreni profil ima četiri rebra za ukrućenje (po dva u svakoj međusobno okomitoj ravnini). Kada se profilirana cijev koristi kao nosiva greda, a opterećenje se pod pravim kutom odnosi na jednu od ravnina, otpornost na savijanje proizvoda bit će oko 30 posto veća od otporne okrugle cijevi iste težine. Ovaj će pokazatelj biti blizu karakteristikama čvrste metalne šipke, jer se glavni radovi na otporu opterećenja na savijanje i uvijanje obavljaju njeni rubovi. Ako je poznat vektor djelovanja sile, tada umjesto kvadratnog presjeka možete koristiti pravokutni, tako da dugu stranu profila postavite duž linije djelovanja (na primjer, za snop na koji gravitacija djeluje – okomito, i za ogradni stup – preko frontalne ravnine oplate). Upotreba pravokutne cijevi umjesto kvadratne može smanjiti potrošnju materijala za oko 10-20%.
Mala potrošnja materijala određena je velikom prostornom krutošću metalnih konstrukcija izrađenih od cijevi kvadratnog oblika. Zbog prisutnosti unutarnjih šupljina, ušteda na metalu je, na primjer, u usporedbi s I-snopom ili šipkom do 25-30%. Kao rezultat toga, sastavljene metalne konstrukcije postaju lakše za jednu trećinu, što smanjuje opterećenje na temelje i nosive elemente zgrade. Osim toga, nosivost bilo kojeg okvira s rasponima (grede, rešetke) izračunava se uzimajući u obzir ne samo radnu težinu (za krov, to je krovni materijal + snijeg, a za međupoklope – ljudi + namještaj). Također uzima u obzir činjenicu da se mora nositi i u sebi. Drugim riječima, smanjenjem težine konstrukcije povećavamo dopuštenu nosivost. Mala masa materijala i gotovog proizvoda u većini slučajeva omogućuje upotrebu bez opreme za podizanje.
Čvrstoća kvadratnih cijevi omogućuje korištenje tanjih presjeka profila u metalnim konstrukcijama, što nije najmanje važno za mnoge konstrukcije. Zbog malog područja vanjske površine, smanjuje se aerodinamički otpor proizvoda, pa konstrukcija može podnijeti velika opterećenja vjetra. Iz istog su razloga povećana i svjetlosna svjetla jer se koriste prilično uske metalne pregrade. Uštede se i na zaštitnim i ukrasnim bojama i lakovima..
Kvadratne i pravokutne cijevi se zbog svojih ravnih površina tehnički mnogo lakše obrađuju od okruglih. Lakše ih se premazati i lakirati, zaštitni spojevi bolje se prianjaju za zrakoplove. Takvi metalni proizvodi, na primjer, u usporedbi s I-snopom ili kanalom, nemaju zone koje su teško dostupne za obradu, što pozitivno utječe na korozijsku otpornost sastavljenog proizvoda. Tako konstrukcija, gdje su sve površine „na vidiku“, najbolje ispunjava sanitarne i higijenske zahtjeve, protupožarna zaštita metalnih okvira i nosivih elemenata postaje učinkovitija..
Ravni rubovi profesionalne cijevi pružaju joj izvrsnu ergonomiju, što se u graditeljstvu toliko cijeni. Ovi profili zatvorenog presjeka su stabilno spojeni s bilo kojim konstrukcijskim elementima, vrlo je prikladno postaviti ih duž nosivih ravnina. Profilne cijevi zauzimaju najmanje prostora u blizini baze, ne formiraju mrtve zone u okvirima. Prikladno je uvrnuti samorezne vijke u njih, oni su lako obloženi lisnim materijalima.
Druga važna točka je praktičnost spajanja pravokutnih ili kvadratnih cijevi i, posljedično, povećana brzina ugradnje. Na primjer, da biste napravili ugaoni lakat, nema potrebe da napravite kovrčave rezove na radnom komadu, kao da se morate pridružiti okruglim cijevima. Zavarivanje duž linije je lakše nego oko kruga, mogu se koristiti automatski i poluautomatski strojevi za zavarivanje, mnogo je prikladnije kontrolirati kvalitetu šava. Pravokutne i kvadratne cijevi dobro su fiksirane jedna prema drugoj stezaljkama. Prije zavarivanja, elementi ravnog okvira mogu se potpuno raširiti na bilo kojoj radnoj površini i ostati na svom mjestu. Sastavljanje nodalnih spojeva može se provesti ne samo zavarivanjem, prisutnost zrakoplova omogućuje uporabu mehaničkih opcija – zatezne vijke, razne spojnice i spojnice, nadzemne perforirane ploče u kombinaciji s samoreznim vijcima.
Prisutnost zrakoplova profesionalnim cijevima omogućuje dobru stabilnost tijekom skladištenja i transporta, mogu se pakirati u pravokutna pakovanja. Dok su okrugle cijevi, posebno velikog promjera, zbog njihove sposobnosti kotrljanja, povećane opasnosti – prevoze ih i utovaraju posebna vozila i polažu samo u “piramidu”.
Zbog svoje geometrije, kvadratne i pravokutne cijevi ne mogu podnijeti isti pritisak kao kružne cijevi iste težine. Zatvoreni profili imaju manji unutarnji volumen i istodobno veću površinu dodira (trenje se povećava) s transportiranim materijalom. Stoga se rijetko koriste za stvaranje inženjerskih komunikacija..
Kako odabrati profilnu cijev
Da bi metalna konstrukcija imala karakteristike izvedbe i dovoljnu trajnost, potrebno je pažljivo odabrati vrstu profilne cijevi. Postoji mnogo kriterija za razvrstavanje i svaki od njih odražava određena svojstva određenog proizvoda..
Način proizvodnje
Ovisno o karakteristikama proizvodnog postupka, oblikovane cijevi, poput tradicionalnih okruglih, dijele se na: zavarene i bešavne, vruće valjane i hladno valjane.
Vruće valjane cijevi(izrađeni od vruće valjanih traka) – građevinski su i opće namjene, koriste se za izradu uličnih metalnih konstrukcija, kao i za izgradnju građevinskih potpora i nosivih okvira. Zbog visokotemperaturne obrade predmeta, razlikuju se po nekoj površinskoj hrapavosti, ali nemaju unutarnjih naprezanja. Vruće valjanje omogućuje proizvodnju cijevi velikog promjera (od 80×80) i s povećanom debljinom stijenke. Budući da je kod visokih temperatura lakše deformirati legirani i visoko ugljični čelik, GK cijevi često imaju antikorozivna svojstva. Vruće valjane profilne cijevi značajno su jeftinije od hladno valjanih.
Hladno valjanjeprofilne cijevi na visokotehnološkim mlinovima omogućuju izradu vrlo kvalitetnih profila. To se odnosi na čistoću površine i točnost geometrijskih dimenzija (uključujući nisku hrapavost ravnina, mali polumjer zaobljenja uglova). Ova vrsta cijevi odabrana je za stvaranje onih proizvoda za koje su nametnuti povećani operativni zahtjevi. To su takozvane cijevi za namještaj s malim stranama (od 10 do 40 mm) i malom debljinom stijenke (do 1,5 mm). Deformacija obratka bez upotrebe visokih temperatura čini profilnu cijev otpornijom na unutarnji ili vanjski pritisak, dok je fleksibilnija na savijanje.
Bešavne cijeviimaju mnogo veću čvrstoću od električno zavarenih, jer nekvalitetni šav može biti slaba točka. Osim toga, vruće deformirane bešavne cijevi obično se proizvode s velikom debljinom stijenke – do nekoliko centimetara. Bešavne cijevi karakteriziraju visoka otpornost na tlak, duktilnost, dobra kvaliteta površine.
Proizvodni materijal
Profilne cijevi mogu se izrađivati od bilo kojeg ugljičnog čelika (GOST 380-2005 ili GOST 1050-88) 08ps, 1ps, 2ps, 1sp / ps, 2sp / ps, St3sp / ps, St3sp / ps5, 10, 20, 35, 45, 15XM itd Za kritična područja često se koriste profesionalne cijevi izrađene od niskolegiranog čelika visoke čvrstoće 09G2S (GOST 19281–89)..
Profilne cijevi prevučene tankim slojem cinka imaju poboljšana antikorozijska svojstva koja hrđaju 5-7 puta sporije od običnih crnih cijevi. Pocinčavanje se događa uranjanjem cijevi u talinu cinka ili prskanjem. I unutarnja i vanjska površina mogu se zaštititi.
Profilne cijevi izrađene od nehrđajućeg čelika, koje se obično izrađuju od razreda AISI 304 i AISI 316, nešto rjeđe – od AISI 439, 430, 409, pokazuju gotovo apsolutnu otpornost na koroziju, a uglavnom se koriste za izradu arhitektonskih detalja zgrade i ne tako često – za izradu nosivi okviri. Profilnu cijev od nehrđajućeg čelika karakterizira otpornost na abraziju, otpornost na toplinu, razne mogućnosti dorade (brušenje, poliranje, tekstura pjeskarenja, jetkanje).
Bez obzira na to koji se materijal koristi za izradu pravokutnih / kvadratnih cijevi, zahtjevi za geometriju zatvorenih profila bit će identični.
Zaobljeni uglovi
Ovaj je parametar normiran trenutnim GOST-ovima prema kojima se cijevi proizvode. Optimalan kutni polumjer je 2S (dvostruka debljina stijenke), odnosno 2,5S za cijevi sa zidovima debljine preko 2,5 mm. Ovisno o uvjetima proizvodnje i karakteristikama opreme, u stvari, polumjer zaobljenja ugla često je veći od konstrukcijskog, što proizvođaču omogućava da profilne cijevi budu svjetlije i jeftinije. Ultra malene okrugle cijevi izgledaju ljepše, ali su teže i skuplje od standardnih cijevi. Imajte na umu da previše zaobljeni uglovi (mali učvršćivači) i previše četvrtasti uglovi (velika mrtva težina) mogu umanjiti nosivost konstrukcije..
Debljina zida
Podjela cijevi prema debljini stijenke prilično je proizvoljna. Ovdje je potrebno uzeti u obzir omjer vanjskog promjera i debljine vanjskog zida. Cjevasto valjani proizvodi smatraju se tankim zidom ako taj omjer ne prelazi 0,025, s pokazateljem 0,05 – cijev se naziva standardnom, proizvod s debljim zidom ima omjer 0,1 i veći. U svakom slučaju, tehnologija je takva da što je veći dio cijevi, veća je debljina stijenke. Glavni GOST-ovi jasno naznačuju koje su varijante ovog omjera dopuštene za određeni način proizvodnje cijevi (vruće valjanje ili hladno valjanje). Na primjer, kvadratna cijev sa stranicom od 180 mm i zidom od 4 do 14 mm može se proizvesti samo vrućom deformacijom. Zid zatvorenih profila može varirati u debljini u rasponu od 1–12 mm, naravno, za opterećenije konstrukcije (na primjer, za nosače) treba koristiti cijevi s masivnijim zidovima.
Posebna mehanička svojstva
Razvrstavanje oblikovanih cijevi, ovisno o mehaničkim i kemijskim svojstvima obratka, može nam reći svrhu cijevi. Za ovu vrstu metalnih proizvoda koristi se sljedeće označavanje:
- A – normalizirane su samo mehaničke karakteristike (čelik GOST 380-2005, raniji GOST 380-88);
- B – i mehaničke karakteristike i kemijski sastav su normalizirani (čelik GOST 380-2005 ili GOST 1050-88).
Standardizacija klase “B” obično se podrazumijeva za cijevi velikog oblika, jer se obično koriste za proizvodnju nosivih građevinskih konstrukcija. Pri temperaturama od -20 do +20, ispituju se na snagu udara. Isto ispitivanje provodi se nakon mehaničkog starenja metala. Profilne cijevi nisu podvrgnute hidrauličkim ispitivanjima, ali neki proizvođači mogu ih izvesti na vlastitu inicijativu i, u skladu s tim, jamče ispravan rad proizvoda pod određenim pritiskom. Takvim profilnim cijevima dodijeljena je kategorija standardizacije “D”.
Očito je da su profilne cijevi vrlo prikladne za rad, uistinu svestran građevinski materijal, koji je u privatnoj gradnji jednostavno nezamjenjiv. Teško je precijeniti tehnološke i financijske prednosti koje dobivamo uporabom zatvorenog profila kvadratnog ili pravokutnog presjeka. Iskusni obrtnici odavno su napravili svoj izbor.
Jeste li svjesni koji su najbolji materijali za profilne cijevi u privatnoj gradnji?