Tubi profilati per edilizia privata

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In questo articolo, parleremo di tubi in acciaio sagomati come materiale da costruzione versatile. Si concentrerà sui vari usi e le loro proprietà uniche. Parliamo separatamente di quali criteri dovrebbero essere usati per scegliere tubi quadrati e rettangolari.

Saldatura di un tubo profilato per una recinzione

Nonostante le crisi successive, la costruzione suburbana continua a svilupparsi, sempre più dei nostri compatrioti vogliono avere la propria casa lontano da rumorose megalopoli. Legno, cemento e mattoni sono materiali tradizionali per la costruzione di edifici, ma non è mai completo senza laminazione di metalli, poiché tutti i monoliti hanno bisogno di rinforzo, sono necessari profili per telai, travi per pavimenti, reti e fogli profilati.

Grazie alla saldatura, è possibile creare prodotti di qualsiasi forma dal metallo, mentre i giunti hanno una resistenza non inferiore alla massa d’acciaio. Inoltre, le parti metalliche possono essere piegate e deformate dalla pressione, forgiate sotto riscaldamento. Qualsiasi struttura metallica sarà sempre più leggera e compatta degli elementi in pietra e cemento armato simili nella loro funzione. Con un corretto assemblaggio e un’adeguata cura, sono molto più durevoli, specialmente se si sceglie un tipo specifico di metallo o acciaio che fornisce al pezzo caratteristiche di prestazione adatte a determinate condizioni..

Se parliamo di complesse strutture spaziali metalliche per il cantiere, allora non c’è affatto uguale al metallo, perché si confronta favorevolmente con la sua plasticità e l’elevata capacità portante. Gazebo, scale, tende da sole, recinzioni, cancelli, panchine, tutti i tipi di cornici: l’elenco è infinito. Molto spesso, per questi scopi, viene utilizzata un’asta per creare prodotti forgiati e tubi sagomati come elemento del sistema di supporto. Nel nostro paese, i prodotti in metallo profilato hanno iniziato a essere utilizzati attivamente non molto tempo fa, ma la popolarità dei tubi quadrati e rettangolari è in costante aumento. Stanno diventando migliori ed economici, la loro gamma si sta espandendo in termini di dimensioni e tipi di sezione..

Cos’è una pipe di profilo

Di solito quando si tratta di tubi, immaginiamo un semplice oggetto cilindrico. Ecco come appaiono le vie di comunicazione che ci circondano, trasportando liquidi e gas. La sezione circolare del tubo offre la migliore capacità di flusso con una superficie minima. È una configurazione ideale per il rilevamento della pressione (interna o esterna). Tuttavia, il tubo tondo non funziona bene in tutte le condizioni. Ad esempio, si piega facilmente, il che è molto buono per eseguire curve di tubazioni monopezzo, ma molto sfavorevole per la rigidità spaziale di varie strutture. I tubi profilati presentano caratteristiche e vantaggi completamente diversi..

Tubi quadrati

Un tubo sagomato è un prodotto di laminazione di tubi cavi con qualsiasi sezione trasversale, ad eccezione di uno rotondo. Inoltre, tali tubi sono chiamati “sezioni chiuse piegate”, “tubi professionali”. Molto spesso, in una sezione, vedremo un rettangolo, un quadrato o un ovale, sebbene le moderne tecnologie di laminazione consentano di ottenere forme più complesse..

In termini di proprietà fisiche, i tubi piatto-ovali differiscono poco da quelli rotondi, ma sono caratterizzati da una maggiore decoratività, quindi sono spesso usati per creare mobili, elementi di recinzione e design di decorazioni di edifici. Un altro punto è una grande superficie esterna con una significativa riduzione del volume interno, che consente di utilizzare efficacemente tubi ovali in sistemi di raffreddamento in cui è richiesta la massima rimozione del calore dal vettore (serpentine, radiatori). Inoltre, il profilo ovale è caratterizzato da una maggiore flessibilità sul lato lungo, quindi è considerato un arco.

Tubi ovali piatti

I tubi quadrati e rettangolari resistono perfettamente ai carichi laterali, motivo per cui vengono utilizzati per creare sistemi di supporto strutturale e vari elementi di arredamento. Le strutture delle strutture architettoniche sono assemblate da profili di costruzione chiusi, che vengono quindi rivestiti con materiali in lamiera, da cui vengono realizzati travi del pavimento, capriate, cremagliere, colonne. I tubi profilati per l’edilizia e l’uso generale sono necessari per rinforzare le finestre in PVC, per assemblare scatole e fogli di porte metalliche. Piccole forme architettoniche (padiglioni, spogliatoi, cabine, serre), così come cornici, scaffali, mezzi pubblicitari sono realizzati dal tubo professionale. È quasi sempre indispensabile se devi realizzare una tettoia o un cancello sul sito. Per molte ragioni, i tubi profilati sono il materiale migliore per la produzione di scaffali e paratie di una recinzione con il riempimento delle campate con una rete, cartone ondulato, sezioni forgiate.

Recinzione del sito da un tubo profilato e cartone ondulato

I tubi dei mobili non subiscono gravi stress e, di norma, non sono esposti a influenze ambientali negative. Pertanto, i tubi profilati per mobili sono caratterizzati da dimensioni trasversali più ridotte, spessore ridotto delle pareti e maggiori requisiti di qualità della superficie. Una tale pipa può essere vista nella costruzione di panche e altalene in metallo, banchi di scuola e sedie, letti e altri mobili “pubblici”.

Tabelle nella libreria da un tubo di profilo

Come vengono realizzati i tubi sagomati?

La produzione di profili a sezione chiusa viene eseguita allo stesso modo dei tubi tondi. Su speciali saldatrici per tubi, i pezzi grezzi (strisce) in lamiera vengono piegati in un cilindro e la saldatura longitudinale risultante viene saldata. Quindi il tubo cilindrico viene guidato attraverso un sistema di rulli aggiuntivi, dove viene compresso con uno sforzo di centinaia di tonnellate alla sezione richiesta. Successivamente, il prodotto già sagomato viene riscaldato per “liberare” il metallo inevitabilmente sollecitato dopo un’azione meccanica. A seconda che la billetta sia riscaldata durante il rotolamento, i tubi sono divisi in laminati a freddo e laminati a caldo. Successivamente, vengono controllati la qualità della cucitura e la geometria del profilo, i prodotti vengono tagliati a misura e memorizzati. I tubi professionali vengono spediti al consumatore in fasci in bundle del peso massimo di 5 tonnellate. Per proteggere il metallo, i tubi possono essere ricoperti di grasso e imballati in scatole di metallo.

Il profilo a sezione chiusa non è sempre costituito da un tubo saldato elettricamente. Esistono prodotti dalla forma senza saldatura, ottenuti rotolando su rotoli di dimensionamento da un tubo tondo senza saldatura. Il tubo trafilato monopezzo non ha giunture, poiché è costituito da una solida billetta cilindrica – una “bacchetta”. Il tubo a profilo continuo è caratterizzato da una maggiore stabilità e tenuta, mentre è molto più costoso.

Linea di produzione senza cuciture del tubo di profilo

Il processo di fabbricazione e le caratteristiche di progettazione dei tubi ovali sono regolati da GOST 8642–68. I tubi quadrati di costruzione sono realizzati secondo GOST 30245-2003, GOST 8639-82, per profili rettangolari, vengono utilizzati GOST 8645-68 e GOST 30245-2003. I tubi per mobili a pareti sottili devono soddisfare un numero di TU, ad esempio TU 14-105-737-2004. Questi documenti normativi indicano chiaramente:

  • dimensioni geometriche ammissibili della sezione;
  • spessore del muro;
  • massa per metro lineare;
  • raggio dell’angolo;
  • lunghezza nominale dei prodotti;
  • tolleranze marginali e difetti di determinazione della qualità;
  • il grado di resistenza alle sollecitazioni meccaniche;
  • requisiti di etichettatura.

Tubi metallici

Pertanto, se è necessario acquistare un lotto di prodotti laminati per creare prodotti durevoli e di alta qualità, è possibile controllare facilmente l’assortimento e la conformità dei tubi mediante un semplice strumento di misurazione..

Vantaggi tecnologici dei tubi sagomati

Indubbiamente, il vantaggio principale di un tubo professionale rettangolare o quadrato è la sua sostanziale rigidità spaziale, rispetto a un tubo circolare. Il fatto è che un profilo così chiuso ha quattro irrigidimenti (due in ciascun piano reciprocamente perpendicolare). Quando un tubo profilato viene utilizzato come trave di supporto e il carico viene applicato ad angolo retto rispetto a uno dei piani, la resistenza alla flessione del prodotto sarà di circa il 30 percento superiore a quella di un tubo rotondo equivalente dello stesso peso. Questo indicatore sarà vicino alle caratteristiche di una barra di metallo solido, poiché il lavoro principale sulla resistenza ai carichi di flessione e torsione viene eseguito dai suoi bordi. Se è noto il vettore di azione della forza, quindi invece di una sezione quadrata, è possibile utilizzare una sezione rettangolare, posizionando il lato lungo del profilo lungo la linea di azione (ad esempio, per un raggio su cui la gravità agisce – verticalmente e per un palo di recinzione – attraverso il piano frontale della guaina). L’uso di un tubo rettangolare anziché uno quadrato può ridurre il consumo di materiale del prodotto di circa il 10-20%.

Cornice per un portico da un tubo profilato

Il basso consumo di materiale è determinato dall’elevata rigidità spaziale delle strutture metalliche costituite da un tubo di forma quadrata. Grazie alla presenza di cavità interne, i risparmi sul metallo sono, ad esempio, rispetto a una trave I o un’asta, fino al 25-30%. Di conseguenza, le strutture metalliche assemblate diventano un terzo più leggere, il che riduce il carico sulle fondamenta e sugli elementi portanti dell’edificio. Inoltre, la capacità portante di qualsiasi telaio con campate (travi, capriate) viene calcolata tenendo conto non solo del peso di lavoro (per il tetto, questo è il materiale di copertura + neve, e per la sovrapposizione dell’interfaccia – persone + mobili). Tiene inoltre conto del fatto che deve anche portarsi da solo. In altre parole, riducendo il peso della struttura, aumentiamo il carico utile ammissibile – capacità portante. Una piccola massa di materiale e prodotto finito consente nella maggior parte dei casi di fare a meno dell’uso di attrezzature di sollevamento.

La resistenza dei tubi quadrati consente di utilizzare una sezione più sottile del profilo in strutture metalliche, che non è la meno importante per molte strutture. A causa della piccola area della superficie esterna, la resistenza aerodinamica del prodotto è ridotta, quindi la struttura può sopportare grandi carichi del vento. Per lo stesso motivo, i lucernari sono aumentati, poiché vengono utilizzate paratie metalliche piuttosto strette. Si risparmia anche su pitture e vernici protettive e decorative..

Grazie alle loro superfici piane, i tubi quadrati e rettangolari sono tecnicamente molto più facili da lavorare rispetto a quelli rotondi. Sono più facili da adescare e dipingere, i composti protettivi aderiscono meglio agli aerei. Tali prodotti metallici, ad esempio, rispetto a una trave o canale I, non presentano zone di difficile accesso per la lavorazione, il che influisce positivamente sulla resistenza alla corrosione del prodotto assemblato. Pertanto, la struttura, in cui tutte le superfici sono “in vista”, soddisfa al meglio i requisiti sanitari e igienici, la protezione antincendio dei telai metallici e degli elementi portanti diventa più efficace..

Taglio di un tubo profilato con una smerigliatrice

I bordi piatti del tubo professionale forniscono un’ergonomia eccellente, che sono così apprezzati nella costruzione. Questi profili a sezione chiusa sono uniti in modo stabile con qualsiasi elemento strutturale, è molto conveniente posarli lungo i piani dei cuscinetti. I tubi profilati occupano un minimo di spazio vicino alla base, non formano zone morte nei telai. È conveniente avvitare le viti autofilettanti su di esse, sono facilmente rivestite con materiali in fogli.

Un altro punto importante è la comodità di collegare tubi rettangolari o quadrati e, di conseguenza, la maggiore velocità di installazione. Ad esempio, per realizzare un gomito angolare, non è necessario eseguire ritagli ricci sul pezzo, come se si dovessero unire tubi tondi. La saldatura lungo una linea è più semplice che in un cerchio, è possibile utilizzare saldatrici automatiche e semiautomatiche, è molto più conveniente controllare la qualità della cucitura. I tubi rettangolari e quadrati sono ben fissati l’uno rispetto all’altro con fascette. Prima della saldatura, gli elementi del telaio piatto possono essere completamente spiegati su qualsiasi superficie di lavoro e rimanere in posizione. L’assemblaggio di giunti nodali può essere eseguito non solo mediante saldatura, la presenza di piani consente l’uso di opzioni meccaniche: bulloni di serraggio, vari giunti e raccordi, piastre perforate in testa in combinazione con viti autofilettanti.

Assemblaggio di strutture metalliche da un tubo professionale mediante saldatura

La presenza di aerei fornisce ai tubi professionali una buona stabilità durante lo stoccaggio e il trasporto; possono essere imballati in confezioni rettangolari. Considerando che i tubi rotondi, soprattutto di grande diametro, a causa della loro capacità di rotolare, sono una fonte di maggiore pericolo – sono trasportati e caricati con trasporto speciale e disposti solo da una “piramide”.

A causa della loro geometria, i tubi quadrati e rettangolari non possono sopportare la stessa pressione dei tubi circolari dello stesso peso. I profili chiusi hanno un volume interno più piccolo e, allo stesso tempo, una maggiore superficie di contatto (l’attrito aumenta) con il materiale trasportato. Pertanto, vengono raramente utilizzati per creare comunicazioni di ingegneria..

Come scegliere una pipe di profilo

Affinché la struttura metallica abbia caratteristiche prestazionali di progetto e durata sufficiente, è necessario selezionare attentamente il tipo di tubo profilato. Esistono molti criteri di classificazione e ognuno riflette alcune proprietà di un determinato prodotto..

Modalità di produzione

A seconda delle caratteristiche del processo produttivo, i tubi sagomati, come quelli tradizionali rotondi, sono suddivisi in: saldati e senza saldatura, laminati a caldo e laminati a freddo.

Tubi laminati a caldo(fatto di nastri laminati a caldo) – sono quelli di costruzione e di uso generale, vengono utilizzati per creare strutture metalliche stradali, nonché per la costruzione di supporti per l’edilizia e telai portanti. A causa della lavorazione ad alta temperatura dei pezzi, differiscono per alcune rugosità superficiali, ma non presentano sollecitazioni interne. La laminazione a caldo consente la produzione di tubi di grande diametro (da 80×80) e con spessore della parete maggiore. Poiché è più facile deformare l’acciaio legato e ad alto tenore di carbonio ad alte temperature, i tubi GK hanno spesso proprietà anticorrosive. I tubi profilati a caldo sono notevolmente più economici di quelli laminati a freddo.

Panca a tubo profilato

Laminazione a freddotubi profilati su mulini ad alta tecnologia consentono la produzione di profili di altissima qualità. Questo vale per la pulizia della superficie e l’accuratezza delle dimensioni geometriche (inclusa bassa rugosità dei piani, piccolo raggio di arrotondamento degli angoli). Questo tipo di tubo viene scelto per creare quei prodotti per i quali sono imposti requisiti operativi più elevati. Questi sono i cosiddetti tubi dei mobili con lati piccoli (da 10 a 40 mm) e uno spessore di parete ridotto (fino a 1,5 mm). La deformazione del pezzo in lavorazione senza l’uso di alte temperature rende il tubo profilato più resistente alla pressione interna o esterna, mentre è più flessibile alla flessione.

Utilizzo di una pipe di profilo nella cornice di un banco di scuola

Tubi senza saldaturahanno una resistenza molto maggiore di quelle elettrosaldate, poiché una cucitura di scarsa qualità può essere un punto debole. Inoltre, i tubi senza saldatura deformati a caldo sono generalmente realizzati con uno spessore di parete elevato – fino a diversi centimetri. I tubi senza saldatura sono caratterizzati da elevata resistenza alla pressione, duttilità, buona qualità superficiale.

Materiale di fabbricazione

I tubi profilati possono essere realizzati con qualsiasi acciaio al carbonio (GOST 380-2005 o GOST 1050-88) 08ps, 1ps, 2ps, 1sp / ps, 2sp / ps, St3sp / ps, St3sp / ps5, 10, 20, 35, 45, 15XM eccetera. Per le aree critiche, vengono spesso utilizzati tubi professionali in acciaio ad alta resistenza a bassa lega 09G2S (GOST 19281–89).

I tubi profilati rivestiti con un sottile strato di zinco hanno proprietà anticorrosive migliorate, che arrugginiscono 5-7 volte più lentamente dei normali tubi neri. La zincatura avviene immergendo il tubo in una fusione di zinco o mediante spruzzatura. È possibile proteggere sia la superficie interna che l’esterno.

Tubo profilato zincato

I tubi profilati in acciaio inossidabile, che di solito sono realizzati in gradi AISI 304 e AISI 316, un po ‘meno spesso – da AISI 439, 430, 409 mostrano una resistenza quasi assoluta alla corrosione. Vengono principalmente utilizzati per creare dettagli architettonici di un edificio e non così spesso – per creare telai portanti. Il tubo profilato in acciaio inossidabile è caratterizzato da resistenza all’abrasione, resistenza al calore, una varietà di opzioni di finitura (levigatura, lucidatura, sabbiatura, incisione).

Qualunque materiale venga utilizzato per la produzione di tubi rettangolari / quadrati, i requisiti per la geometria dei profili chiusi saranno identici.

Angoli arrotondati

Questo parametro è standardizzato dagli attuali GOST in base ai quali vengono fabbricati i tubi. Il raggio d’angolo ottimale è 2S (doppio spessore della parete) o 2,5S per tubi con pareti di spessore superiore a 2,5 mm. A seconda delle condizioni di produzione e delle caratteristiche dell’attrezzatura, infatti, il raggio di arrotondamento degli angoli è spesso maggiore di quello di progettazione, il che consente al produttore di rendere i tubi profilati più leggeri ed economici. I tubi arrotondati ultra-piccoli sembrano più carini, ma sono più pesanti e più costosi dei tubi standard. Si noti che angoli troppo arrotondati (piccolo rinforzo) e angoli troppo quadrati (elevato peso morto) possono ridurre la capacità portante della struttura..

spessore del muro

La divisione dei tubi per spessore delle pareti è piuttosto arbitraria. Qui, è necessario tenere conto del rapporto tra il diametro esterno e lo spessore della parete esterna. I prodotti laminati tubolari sono considerati a parete sottile se questo rapporto non supera 0,025, con un indicatore di 0,05: il tubo viene chiamato standard, un prodotto a parete spessa ha un rapporto di 0,1 e superiore. In ogni caso, la tecnologia è tale che maggiore è la sezione del tubo, maggiore è lo spessore della parete. I principali GOST indicano chiaramente quali varianti di questo rapporto sono consentite per un particolare metodo di produzione di tubi (laminazione a caldo o laminazione a freddo). Ad esempio, un tubo quadrato con un lato di 180 mm e una parete di 4–14 mm può essere prodotto solo per deformazione a caldo. La parete dei profili chiusi può variare di spessore entro 1–12 mm, naturalmente, per strutture più caricate (ad esempio per supporti) si dovrebbero usare tubi con pareti più massicce.

Misurare lo spessore di un tubo profilato

Proprietà meccaniche speciali

La classificazione dei tubi sagomati, a seconda delle proprietà meccaniche e chimiche del pezzo in lavorazione, può parlarci dello scopo del tubo. Per questo tipo di prodotti in metallo, viene utilizzata la seguente marcatura:

  • A – solo le caratteristiche meccaniche sono normalizzate (acciaio GOST 380-2005, precedente GOST 380-88);
  • B – sia le caratteristiche meccaniche che la composizione chimica sono normalizzate (acciaio GOST 380-2005 o GOST 1050-88).

Saldatura di tubi profilati

La standardizzazione di classe “B” è generalmente assunta per tubi di grandi dimensioni, poiché di solito vengono utilizzati per la fabbricazione di strutture edili portanti. A temperature da -20 a +20, sono testati per la resistenza agli urti. Lo stesso test viene eseguito dopo l’invecchiamento meccanico del metallo. I tubi profilati non sono sottoposti a test idraulici, ma alcuni produttori possono eseguirli di propria iniziativa e, di conseguenza, garantire il corretto funzionamento dei prodotti a una pressione specifica. A tali tubi profilati viene assegnata la categoria di standardizzazione “D”.

Telaio metallico per un baldacchino da un tubo profilato

È ovvio che i tubi profilati sono molto convenienti per il lavoro, un materiale da costruzione davvero versatile, che è semplicemente insostituibile nelle costruzioni private. È difficile sopravvalutare i vantaggi tecnologici e finanziari che otteniamo utilizzando un profilo chiuso di una sezione quadrata o rettangolare. Gli artigiani esperti hanno da tempo fatto la loro scelta.

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