Tubos de perfil para construção privada

Neste artigo, falaremos sobre tubos de aço moldados como um material de construção versátil. Ele se concentrará nos vários usos e em suas propriedades exclusivas. Vamos falar separadamente sobre quais critérios devem ser usados ​​para escolher tubos quadrados e retangulares.

Apesar das crises sucessivas, a construção suburbana continua a se desenvolver: cada vez mais nossos compatriotas querem ter sua própria casa longe de megacidades barulhentas. Madeira, concreto e tijolo são materiais tradicionais para a construção de edifícios, mas nunca se completa sem laminação de metal, pois todos os monólitos precisam de reforço, perfis para caixilhos, vigas para pisos, redes e folhas perfiladas são necessários.

Graças à soldagem, é possível criar produtos de qualquer formato de metal, enquanto as juntas têm uma resistência não inferior à da massa do aço. Além disso, as peças de metal podem ser dobradas e deformadas por pressão, forjadas sob aquecimento. Todas as estruturas metálicas serão sempre mais leves e compactas do que os elementos feitos de pedra e concreto armado de função semelhante. Com a montagem adequada e os cuidados adequados, eles são muito mais duráveis, especialmente se você escolher um tipo específico de metal ou aço que forneça à peça características de desempenho adequadas para certas condições..

Se falamos de estruturas metálicas espaciais complexas para o pátio, então não há nada igual ao metal, porque se compara favoravelmente com sua plasticidade e alta capacidade de carga. Gazebos, escadas, toldos, cercas, portões, bancos, todos os tipos de molduras – a lista é interminável. Na maioria das vezes, para esses fins, uma haste é usada para criar produtos forjados e tubos moldados como um elemento do sistema de suporte. Em nosso país, os produtos de perfis metálicos começaram a ser usados ​​ativamente não há muito tempo, mas a popularidade dos tubos quadrados e retangulares está crescendo continuamente. Eles estão se tornando melhores e mais baratos, sua gama está se expandindo em termos de tamanhos e tipos de seção..

O que é um tubo de perfil

Normalmente, quando se trata de tubos, imaginamos um objeto cilíndrico simples. É assim que se parecem as vias de comunicação que nos rodeiam, transportando líquidos e gases. A seção transversal circular do tubo fornece a melhor capacidade de fluxo com uma área de superfície mínima. Esta é a configuração ideal para detectar pressão (interna ou externa). No entanto, o tubo redondo não funciona bem em todas as condições. Por exemplo, ele se dobra facilmente, o que é muito bom para fazer curvas em uma única peça, mas muito desfavorável para a rigidez espacial de várias estruturas. Os tubos de perfil têm características e vantagens completamente diferentes..

Um tubo moldado é um produto laminado de tubos ocos com qualquer seção transversal, exceto redonda. Além disso, esses tubos são chamados de “perfis de seção fechada dobrada”, “tubos profissionais”. Na maioria das vezes, em um corte, veremos um retângulo, quadrado ou oval, embora as modernas tecnologias de laminação possibilitem a obtenção de formas mais complexas..

Em termos de propriedades físicas, os tubos ovais planos não diferem muito dos redondos, mas são caracterizados por uma maior decoratividade, portanto, são frequentemente usados ​​para criar móveis, elementos de vedação e decoração de design de edifícios. Outro ponto é uma grande superfície externa com uma diminuição significativa do volume interno, o que torna possível o uso eficaz de tubos ovais em sistemas de refrigeração onde é necessária a máxima remoção de calor do transportador (bobinas, radiadores). Além disso, o perfil oval é caracterizado por maior flexibilidade no lado comprido, portanto, é considerado um arco.

Tubos quadrados e retangulares suportam perfeitamente as cargas laterais, por isso são usados ​​para criar sistemas de suporte estrutural e vários elementos de mobiliário. As estruturas das estruturas arquitetônicas são montadas a partir de perfis de construção fechados, que são então revestidos com materiais em folha, a partir dos quais são feitas vigas, treliças, racks, colunas. São necessários tubos de perfil para construção e uso geral para o reforço de janelas de PVC, montagem de caixas e chapas de portas metálicas. Pequenas formas arquitetônicas (pavilhões, casas de mudança, estandes, estufas), assim como molduras, racks, suportes publicitários são feitas a partir do tubo profissional. Quase sempre é imprescindível se for necessário fazer uma cobertura ou portão no local. Por muitas razões, os tubos de perfil são o melhor material para a fabricação de racks e anteparas de uma cerca com preenchimento dos vãos com uma rede, papelão ondulado, seções forjadas.

Os tubos para móveis não são submetidos a grandes cargas e, via de regra, não estão expostos a influências ambientais negativas. Portanto, os tubos em forma de móveis são caracterizados por menores dimensões de seção transversal, pequena espessura de parede e maiores requisitos de qualidade de superfície. Esse tubo pode ser visto na construção de bancos e balanços de metal, carteiras e cadeiras escolares, camas e outros móveis “públicos”.

Como os tubos moldados são feitos?

A produção de perfis de seção fechada é realizada da mesma forma que os tubos redondos. Em usinas de soldagem de tubos especiais, os blanks da folha (tiras) são dobrados em um cilindro e a costura longitudinal resultante é soldada. Em seguida, o tubo cilíndrico é conduzido por um sistema de rolos adicionais, onde é comprimido com esforço de centenas de toneladas até a seção desejada. Em seguida, o produto já moldado é aquecido para “liberar” o metal inevitavelmente tensionado após a ação mecânica. Dependendo se o tarugo é aquecido durante a laminação, os tubos são divididos em laminados a frio e laminados a quente. Além disso, a qualidade da costura e a geometria do perfil são verificadas, os produtos são cortados no comprimento certo e armazenados. Os tubos profissionais são enviados ao consumidor em pacotes de até 5 toneladas. Para proteger o metal, os tubos podem ser revestidos com graxa e embalados em caixas de metal.

Um perfil fechado nem sempre é feito de um tubo soldado eletricamente. Existem produtos em forma sem costura, que são obtidos enrolando em rolos de dimensionamento de um tubo redondo sem costura. O tubo de uma só peça não tem costura, pois é feito de um tarugo cilíndrico sólido – uma “haste”. O tubo de perfil sem costura é caracterizado por maior estabilidade e estanqueidade, embora seja muito mais caro.

O processo de fabricação e as características de design dos tubos ovais são regulamentados pela GOST 8642-68. Tubos quadrados de construção são feitos de acordo com GOST 30245-2003, GOST 8639-82, para perfis retangulares, GOST 8645-68 e GOST 30245-2003 são usados. Os tubos para móveis com paredes finas devem atender a uma série de TUs, por exemplo, TU 14-105-737-2004. Esses documentos regulamentares indicam inequivocamente:

• dimensões geométricas admissíveis da seção;
• espessura da parede;
• massa por metro em execução;
• raio de canto;
• comprimento nominal dos produtos;
• tolerâncias marginais e defeitos determinantes de qualidade;
• o grau de resistência ao estresse mecânico;
• requisitos de rotulagem.

Assim, se você precisar adquirir um lote de produtos laminados para criar produtos duráveis ​​de alta qualidade, a variedade de tubos e a conformidade com as normas podem ser facilmente verificados usando uma ferramenta de medição simples..

Vantagens tecnológicas de tubos moldados

Sem dúvida, a principal vantagem de um tubo profissional retangular ou quadrado é a sua substancial rigidez espacial, em comparação com um tubo redondo. O fato é que esse perfil fechado tem quatro costelas de endurecimento (duas em cada plano perpendicular entre si). Quando um tubo perfilado é usado como uma viga de suporte de carga e a carga é aplicada em ângulos retos a um dos planos, a resistência à flexão do produto será cerca de 30 por cento maior do que a de um tubo redondo análogo de peso igual. Este indicador estará próximo das características de uma barra sólida de metal, já que o principal trabalho de resistência a cargas de flexão e torção é realizado por suas bordas. Se o vetor de ação da força for conhecido, então, em vez de uma seção quadrada, você pode usar um retangular, colocando o lado longo do perfil ao longo da linha de ação (por exemplo, para uma viga sobre a qual a gravidade atua – verticalmente, e para um poste de cerca – através do plano frontal da bainha). O uso de um tubo retangular em vez de quadrado pode reduzir o consumo de material do produto em cerca de 10-20%.

O baixo consumo de material é determinado pela alta rigidez espacial das estruturas metálicas de um tubo quadrado. Devido à presença de cavidades internas, a economia em metal é, por exemplo, em comparação com uma viga em I ou uma haste, até 25-30%. Como resultado, as estruturas metálicas montadas tornam-se um terço mais leves, o que reduz a carga sobre as fundações e os elementos de sustentação do edifício. Além disso, a capacidade de carga de qualquer moldura com vãos (vigas, treliças) é calculada levando em consideração não apenas o peso de trabalho (para a cobertura, é o material da cobertura + neve, e para a sobreposição entre pisos, pessoas + móveis). Ele também leva em consideração o fato de que também deve carregar a si mesmo. Em outras palavras, ao reduzir o peso da estrutura, aumentamos a capacidade de carga útil permitida. A pequena massa de material e produto acabado torna possível, na maioria dos casos, dispensar o uso de equipamento de elevação.

A resistência dos tubos quadrados permite a utilização de uma seção transversal mais fina do perfil em estruturas metálicas, o que não é menos importante para muitas estruturas. Devido à pequena área da superfície externa, a resistência aerodinâmica do produto é reduzida, portanto, a estrutura pode suportar grandes cargas de vento. Pela mesma razão, as claraboias são aumentadas, uma vez que são utilizadas anteparas metálicas bastante estreitas. Também há economia em tintas e vernizes decorativos e de proteção..

Devido às superfícies planas, os tubos quadrados e retangulares são tecnicamente muito mais fáceis de processar do que os redondos. Eles são mais fáceis de aplicar primer e pintar, os compostos de proteção aderem melhor aos aviões. Tais produtos de metal, por exemplo, em comparação com uma viga I ou canal, não têm zonas de difícil acesso para processamento, o que tem um efeito positivo na resistência à corrosão do produto montado. Assim, a estrutura, onde todas as superfícies estão “à vista”, cumpre da melhor forma os requisitos sanitários e higiénicos, torna-se mais eficaz a protecção ao fogo das esquadrias metálicas e dos elementos de sustentação..

As arestas planas do tubo profissional proporcionam-lhe uma excelente ergonomia, tão apreciada na construção. Esses perfis de seção fechada são unidos de forma estável a quaisquer elementos estruturais, é muito conveniente colocá-los ao longo dos planos de apoio. Os tubos de perfil ocupam um espaço mínimo perto da base, não formam zonas mortas nas armações. É conveniente aparafusar parafusos auto-roscantes neles, eles são facilmente revestidos com materiais em folha.

Outro ponto importante é a conveniência de unir tubos retangulares ou quadrados e, consequentemente, o aumento da velocidade de instalação. Por exemplo, para fazer um cotovelo de canto, não há necessidade de fazer cortes ondulados na peça de trabalho, como se fosse necessário unir tubos redondos. É mais fácil soldar ao longo de uma linha do que ao redor de um círculo, máquinas de solda automáticas e semiautomáticas podem ser usadas, é muito mais conveniente controlar a qualidade da costura. Tubos retangulares e quadrados são bem fixados entre si com grampos. Antes da soldagem, os elementos da estrutura plana podem ser completamente desdobrados em qualquer superfície de trabalho e permanecer no lugar. A montagem das juntas nodais pode ser realizada não só por soldagem, a presença de planos permite o uso de opções mecânicas – parafusos de aperto, vários acoplamentos e acessórios, placas perfuradas aéreas em combinação com parafusos auto-roscantes.

A presença de planos proporciona aos tubos profissionais boa estabilidade durante o armazenamento e transporte, podendo ser acondicionados em embalagens retangulares. Considerando que tubos redondos, especialmente de grande diâmetro, devido à sua capacidade de rolar, são uma fonte de maior perigo – eles são transportados e carregados por veículos especiais e dispostos apenas em uma “pirâmide”.

Devido à sua geometria, os tubos quadrados e retangulares não podem suportar a mesma pressão que os tubos circulares do mesmo peso. Perfis fechados possuem menor volume interno e, ao mesmo tempo, maior superfície de contato (aumenta o atrito) com o material transportado. Portanto, eles raramente são usados ​​para criar comunicações de engenharia..

Como escolher um tubo de perfil

Para que a estrutura metálica tenha características de desempenho de projeto e durabilidade suficiente, é necessário selecionar cuidadosamente o tipo de tubo perfilado. Existem muitos critérios de classificação e cada um deles reflete certas propriedades de um determinado produto..

Modo de produção

Dependendo das características do processo de produção, os tubos moldados, como os tradicionais redondos, são divididos em: soldados e sem costura, laminados a quente e laminados a frio.

Tubos laminados a quente(em tiras laminadas a quente) – são de construção e de uso geral, são utilizadas para a construção de estruturas de metal urbano, bem como para a construção de suportes de edifícios e estruturas de suporte. Devido ao processamento em alta temperatura das peças de trabalho, eles diferem em algumas rugosidades superficiais, mas não apresentam tensões internas. A laminação a quente possibilita a produção de tubos de grande diâmetro (a partir de 80×80) e com maior espessura de parede. Como é mais fácil deformar o aço ligado e com alto teor de carbono em altas temperaturas, os tubos GK costumam ter propriedades anticorrosivas. Tubos de perfil laminados a quente são significativamente mais baratos do que os laminados a frio.

Laminação a friotubos de perfis em moinhos de alta tecnologia permitem a produção de perfis de altíssima qualidade. Isso diz respeito à limpeza da superfície e à precisão das dimensões geométricas (incluindo pequena rugosidade dos planos, pequeno raio de arredondamento dos cantos). Esse tipo de tubo é escolhido para criar os produtos para os quais são impostos requisitos operacionais maiores. São os chamados tubos profissionais de móveis com lados pequenos (de 10 a 40 mm) e uma espessura de parede pequena (até 1,5 mm). A deformação da peça sem o uso de altas temperaturas torna o tubo do perfil mais resistente à pressão interna ou externa, ao mesmo tempo que é mais flexível à flexão.

Tubos sem costuratêm muito mais resistência do que as eletrossoldadas, pois uma costura de baixa qualidade pode ser um ponto fraco. Além disso, os tubos sem costura deformados a quente são geralmente fabricados com uma grande espessura de parede – até vários centímetros. Os tubos sem costura são caracterizados pela resistência à alta pressão, ductilidade e boa qualidade de superfície.

Material de fabricação

Os tubos de perfil podem ser feitos de qualquer aço carbono (GOST 380-2005 ou GOST 1050-88) 08ps, 1ps, 2ps, 1sp / ps, 2sp / ps, St3sp / ps, St3sp / ps5, 10, 20, 35, 45, 15XM etc. Para áreas críticas, tubos profissionais feitos de aço de baixa liga de alta resistência 09G2S (GOST 19281–89) são frequentemente usados.

Os tubos de perfil cobertos com uma camada fina de zinco têm propriedades anticorrosivas aprimoradas, que enferrujam de 5 a 7 vezes mais lentamente do que os tubos pretos comuns. A galvanização ocorre por imersão do tubo em um fundido de zinco ou por pulverização. Tanto a superfície interna quanto a externa podem ser protegidas.

Tubos de perfis feitos de aço inoxidável, que geralmente são feitos de graus AISI 304 e AISI 316, um pouco menos frequentemente – de AISI 439, 430, 409, apresentam resistência quase absoluta à corrosão. Eles são usados ​​principalmente para fazer detalhes arquitetônicos de um edifício e, não tão frequentemente – para criar quadros de rolamentos. O tubo de perfil de aço inoxidável é caracterizado pela resistência à abrasão, resistência ao calor, uma variedade de opções de acabamento (retificação, polimento, textura de jato de areia, corrosão).

Qualquer que seja o material utilizado para a produção de tubos retangulares / quadrados, os requisitos para a geometria dos perfis fechados serão idênticos.

Arredondando cantos

Este parâmetro é padronizado pelos GOSTs atuais de acordo com os quais os tubos são fabricados. O raio de canto ideal é 2S (espessura de parede dupla) ou 2,5S – para tubos com paredes com mais de 2,5 mm de espessura. Dependendo das condições de fabricação e das características do equipamento, de fato, o raio de arredondamento dos cantos muitas vezes é maior que o de projeto, o que permite ao fabricante tornar os tubos perfilados mais leves e baratos. Os canos redondos ultrapequenos parecem mais bonitos, mas são mais pesados ​​e mais caros do que os canos convencionais. Observe que os cantos que são muito redondos (reforço pequeno) e muito quadrados (peso morto alto) podem reduzir a capacidade de suporte da estrutura..

espessura da parede

A divisão dos tubos pela espessura da parede é bastante arbitrária. Aqui, é necessário levar em consideração a relação entre o diâmetro externo e a espessura da parede externa. Os produtos tubulares laminados são considerados de parede fina se essa relação não ultrapassar 0,025, com um indicador de 0,05 – o tubo é chamado de padrão, um produto de parede espessa tem uma relação de 0,1 e superior. Em qualquer caso, a tecnologia é tal que quanto maior a seção do tubo, maior a espessura da parede. Os principais GOSTs indicam claramente quais variantes dessa proporção são permitidas para um método específico de produção de tubos (laminação a quente ou a frio). Por exemplo, um tubo quadrado com um lado de 180 mm e uma parede de 4–14 mm só pode ser produzido por trabalho a quente. A parede de perfis fechados pode variar em espessura dentro de 1–12 mm, naturalmente, para estruturas mais carregadas (por exemplo, para suportes), tubos com paredes mais maciças devem ser usados.

Propriedades mecânicas especiais

A classificação dos tubos moldados, dependendo das propriedades mecânicas e químicas da peça de trabalho, pode nos informar sobre a finalidade do tubo. Para este tipo de produtos de metal, a seguinte marcação é usada:

• A – apenas as características mecânicas são normalizadas (aço GOST 380-2005, anteriormente GOST 380-88);
• B – ambas as características mecânicas e composição química são normalizadas (aço GOST 380-2005 ou GOST 1050-88).

A padronização classe “B” é geralmente assumida para tubos de formato grande, uma vez que eles são normalmente usados ​​para a fabricação de estruturas de edifícios de suporte de carga. Em temperaturas de -20 a +20, eles são testados quanto à resistência ao impacto. O mesmo teste é realizado após o envelhecimento mecânico do metal. Os tubos perfilados não são submetidos a ensaios hidráulicos, mas alguns fabricantes podem realizá-los por sua própria iniciativa e, consequentemente, garantir o correcto funcionamento dos produtos a uma determinada pressão. Esses tubos de perfil são atribuídos à categoria de padronização “D”.

É óbvio que os tubos perfilados são muito convenientes para o trabalho, um material de construção verdadeiramente versátil, que é simplesmente insubstituível na construção privada. É difícil superestimar as vantagens tecnológicas e financeiras que obtemos usando um perfil fechado de seção quadrada ou retangular. Artesãos experientes há muito fazem sua escolha.

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