Профильные трубы активно используются в современном строительстве, машиностроении и производстве мебели. В зависимости от назначения производители выпускают изделия квадратного, прямоугольного или овального сечения с разной толщиной стенок. По несущей способности металлические профили сопоставимы с деревянным брусом, но при этом не гниют и устойчивы к перепадам температур. Технология изготовления профильных труб включает два основных метода — вальцовку и производство по полному циклу.
Из статьи вы узнаете об основных способах изготовления профильных труб. Расскажем, как выбрать наиболее подходящий тип продукции под ваши задачи, какое оборудование используется в производстве, и как контролируется качество готовых изделий. Отдельно рассмотрим технологию полного цикла — от подготовки материала до финальных испытаний.
Основные методы производства
Для производства профильных труб используются вальцовочные станы, профилегибочное и сварочное оборудование. Каждый метод имеет свои особенности и требования к технологическому процессу. От выбора способа изготовления зависят характеристики готовых изделий и их стоимость.
Бесшовный способ.
Метод основан на горячей прокатке металла. Сначала изготавливается круглая труба-заготовка, которая затем прессуется под нужный профиль. Заготовка проходит через калибровочные вальцы, где приобретает требуемые размеры. Бесшовные профильные трубы отличаются высокой прочностью, однородной структурой металла и могут использоваться в условиях повышенных нагрузок. Однако этот способ производства более затратный.
Электросварной способ.
При данном методе профили изготавливаются из стальной полосы (штрипса). Металлическая лента формуется в трубу, края которой свариваются токами высокой частоты. Сварной шов после обработки практически не уступает по прочности основному металлу. Такая технология позволяет получать трубы с точными размерами при меньших производственных затратах. Электросварные трубы составляют основную долю рынка профильного металлопроката.
Бесшовные профили выбирают для ответственных конструкций, работающих при высоких нагрузках в промышленном строительстве и машиностроении. Электросварные профили подходят для большинства строительных и производственных задач благодаря оптимальному соотношению цены и качества. Технология их производства состоит из нескольких важных этапов, требующих специального оборудования.
Технология полного цикла
Полный цикл производства профильных труб включает последовательность технологических операций, начиная с подготовки сырья и заканчивая готовым изделием. Этот метод позволяет выпускать большие объемы продукции с заданными характеристиками при оптимальных затратах.
Этап 1: Подготовка штрипса
Металлический лист разматывается со специального устройства и поступает на станок продольной резки, где нарезается на полосы нужной ширины. Размер штрипса рассчитывается с учетом будущего периметра трубы и припуска на сварной шов и может составлять от 5 до 150 см. Полученные полосы свариваются в единую ленту и наматываются на вращающийся барабан. При этом важна точность реза и соблюдение геометрии заготовки, так как от этого зависит качество будущего шва.
Этап 2: Формовка заготовки
Лента поступает на профилегибочный стан, где в нескольких клетях под вальцами формируется заготовка круглого сечения. На барабане всегда поддерживается резервный запас металла для обеспечения непрерывности процесса. Скорость формовки может достигать 40 м в минуту. Как правило, деформация производится холоднокатаным способом, хотя в некоторых случаях выполняется предварительный нагрев заготовки.
Этап 3: Сварка шва
На сварочной установке происходит соединение кромок трубы с помощью высокочастотной сварки. Во время этого процесса заготовка сжимается вальцами, что позволяет сразу удалять грат (лишний расплав металла) со шва. После сварки специальная система охлаждения с помощью эмульсии снижает температуру металла до заданных значений. Прочность сварного соединения достигает 90-95% от прочности основного металла.
Этап 4: Профилирование
Полученная круглая труба проходит через вальцы для обеспечения идентичных показателей сечения по всей длине. Затем на профилирующем стане происходит постепенный обжим для получения требуемой формы — квадратной, прямоугольной или овальной. После профилирования проводится калибровка, обеспечивающая точность геометрических параметров до 0,5 мм.
Этап 5: Термическая обработка
Готовые трубы нагревают до температуры 900-1250°C для снятия внутренних напряжений, затем постепенно охлаждают на открытом воздухе. Этот процесс улучшает структуру металла и повышает прочностные характеристики на 15-20%. Режим термообработки подбирается в зависимости от марки стали и требуемых свойств готового изделия.
Этап 6: Контроль качества
Проверка качества сварного шва — важнейший этап производства. Сначала используется вихретоковый дефектоскоп, который выявляет внутренние раковины и дефекты размером от 0,1 мм. Затем специалисты ОТК проводят визуальный осмотр на наличие механических повреждений и неровностей. Также проверяются геометрические размеры и проводятся выборочные испытания на прочность, пластичность и твердость. Производство осуществляется в соответствии с ГОСТ 13663-86.
Производство из круглых труб
Изготовление профильных изделий методом вальцовки круглых заготовок — более простой и экономичный способ производства. При этом методе используются как сварные, так и бесшовные профили круглого сечения диаметром от 10 до 140 мм с толщиной стенки от 1 до 12 мм.
Процесс вальцовки начинается с очистки поверхности от загрязнений и ржавчины. Затем заготовка подается в вальцовочный станок, где система роликов постепенно придает ей требуемую форму. При холодной деформации труба проходит через калибровочную оправку без предварительного нагрева. Для горячей деформации металл сначала нагревают до температуры 900-1250°C, что повышает его пластичность.
Данный метод имеет свои преимущества и недостатки. К плюсам относятся:
- простота технологического процесса;
- низкие затраты на оборудование;
- возможность быстрого перехода на выпуск другого профиля.
Основной недостаток — более низкая прочность готовых изделий по сравнению с изделиями полного цикла.
Профильный прокат, полученный с помощью вальцовки, широко применяется в производстве мебели, для изготовления теплиц, декоративных конструкций и элементов интерьера. В частном строительстве его используют для создания навесов, ограждений и малых архитектурных форм. Однако для ответственных конструкций промышленных зданий и сооружений такие трубы не подходят из-за невысокой несущей способности.
Оборудование для производства
Выбор и комплектация цеха зависят от планируемых объемов производства и типа выпускаемой продукции. При изготовлении труб для небольших компаний достаточно вальцовочного станка, а для крупных строительных заказов потребуется линия полного цикла.
Основу производственной линии составляет следующее оборудование:
- устройство для разматывания и резки стальных листов
- формовочный стан
- сварочное оборудование для шва,
- аппарат для удаления кромки сварного шва,
- охлаждающая система,
- профилировочный станок,
- автоматический нож для нарезки,
- ванна для оцинковки.
Важную роль играет вспомогательное оборудование — системы подачи заготовок, транспортеры, накопители и упаковочные машины. Для обеспечения непрерывности процесса используются спиральные аккумуляторы, которые создают запас металлической ленты. Также необходимы станции подготовки охлаждающих эмульсий и система очистки готовых изделий.
При организации линии полного цикла все агрегаты располагаются последовательно и соединяются автоматизированными системами транспортировки. Современное оборудование оснащается электронными системами управления, которые контролируют скорость подачи заготовок, температурные режимы и качество сварного шва. Уровень автоматизации напрямую влияет на производительность линии и качество готовой продукции.
Заключение
Профильные трубы могут использоваться во многих проектах — от строительства промышленных зданий до изготовления садовой мебели и теплиц. Для каркасов, стен и перекрытий требуются профили, изготовленные по технологии полного цикла. Они выдерживают большие нагрузки и служат десятилетиями. Для легких конструкций, мебели и ограждений подходит профильный прокат, полученный методом вальцовки.
Получить консультацию и приобрести профильные трубы, соответствующие требованиям ГОСТ, можно в Южно-Уральской Металлопромышленной Компании по телефону +7 (351) 776-32-31 или в офисе по адресу: г. Челябинск, пр. Ленина 21В (БЦ Epicentr), офис 2041.
