Profilrohre für den privaten Bau

In diesem Artikel werden wir über geformte Stahlrohre als vielseitigen Baustoff sprechen. Es wird sich auf die verschiedenen Verwendungszwecke und ihre einzigartigen Eigenschaften konzentrieren. Lassen Sie uns separat darüber sprechen, nach welchen Kriterien quadratische und rechteckige Rohre ausgewählt werden sollten.

Schweißen eines Profilrohrs für einen Zaun

Trotz aufeinanderfolgender Krisen entwickelt sich der Vorortbau weiter. Immer mehr unserer Landsleute möchten ein eigenes Zuhause abseits der lauten Megastädte haben. Holz, Beton und Ziegel sind traditionelle Materialien für den Bau von Gebäuden, aber ohne Metallwalzen ist es nie vollständig, da alle Monolithen verstärkt werden müssen, Profile für Rahmen, Balken für Fußböden, Netze und Profilbleche benötigt werden.

Dank des Schweißens können aus Metall Produkte jeder Form hergestellt werden, während die Verbindungen eine Festigkeit aufweisen, die nicht unter der Stahlmasse liegt. Zusätzlich können Metallteile durch Druck gebogen und verformt werden, die unter Erwärmung geschmiedet werden. Alle Metallkonstruktionen sind immer leichter und kompakter als Elemente aus Stein und Stahlbeton mit ähnlicher Funktion. Bei richtiger Montage und Pflege sind sie wesentlich langlebiger, insbesondere wenn Sie eine bestimmte Metall- oder Stahlsorte wählen, die dem Werkstück Leistungsmerkmale verleiht, die für bestimmte Bedingungen geeignet sind..

Wenn wir über komplexe räumliche Metallstrukturen für den Hof sprechen, dann gibt es überhaupt kein Metall, weil es im Vergleich zu seiner Duktilität und hohen Tragfähigkeit günstig ist. Pavillons, Treppen, Markisen, Zäune, Tore, Bänke, alle Arten von Rahmen – die Liste ist endlos. Meistens wird für diese Zwecke eine Stange verwendet, um geschmiedete Produkte und geformte Rohre als Element eines Trägersystems herzustellen. In unserem Land wurden Profilmetallprodukte vor nicht allzu langer Zeit aktiv eingesetzt, aber die Beliebtheit von quadratischen und rechteckigen Rohren wächst stetig. Sie werden besser und billiger, ihr Sortiment erweitert sich in Bezug auf Größe und Art der Abschnitte..

Was ist ein Profilrohr?

Wenn es um Rohre geht, stellen wir uns normalerweise ein einfaches zylindrisches Objekt vor. So sehen die Kommunikationswege um uns herum aus, die Flüssigkeit und Gas transportieren. Der kreisförmige Querschnitt des Rohrs bietet die beste Durchflusskapazität bei minimaler Oberfläche. Es ist eine ideale Konfiguration zum Erfassen von Druck (ob intern oder extern). Das Rundrohr funktioniert jedoch nicht unter allen Bedingungen gut. Zum Beispiel lässt es sich leicht biegen, was für die Durchführung einteiliger Rohrleitungswindungen sehr gut ist, für die räumliche Steifigkeit verschiedener Strukturen jedoch sehr ungünstig. Profilrohre haben völlig unterschiedliche Eigenschaften und Vorteile..

Profilrohre mit quadratischem Querschnitt

Ein geformtes Rohr ist ein Hohlrohrwalzprodukt mit einem beliebigen Querschnitt, mit Ausnahme eines runden. Solche Rohre werden auch als „gebogene geschlossene Abschnitte“, „professionelle Rohre“ bezeichnet. Meistens sehen wir in einem Abschnitt ein Rechteck, ein Quadrat oder ein Oval, obwohl moderne Walztechnologien es ermöglichen, komplexere Formen zu erhalten..

In Bezug auf die physikalischen Eigenschaften unterscheiden sich flache ovale Rohre kaum von runden, zeichnen sich jedoch durch eine erhöhte Dekorativität aus. Daher werden sie häufig zur Herstellung von Möbeln, Zaunelementen und zur Gestaltung von Gebäuden verwendet. Ein weiterer Punkt ist eine große Außenfläche mit einer signifikanten Verringerung des Innenvolumens, die es ermöglicht, ovale Rohre effektiv in Kühlsystemen einzusetzen, in denen eine maximale Wärmeabfuhr vom Träger erforderlich ist (Spulen, Heizkörper). Darüber hinaus zeichnet sich das ovale Profil durch eine erhöhte Flexibilität auf der Längsseite aus, weshalb es als gewölbt angesehen wird.

Flache ovale Rohre

Quadratische und rechteckige Rohre halten seitlichen Belastungen perfekt stand, weshalb sie zur Herstellung struktureller Stützsysteme und verschiedener Möbelelemente verwendet werden. Strukturen architektonischer Strukturen werden aus geschlossenen Konstruktionsprofilen zusammengesetzt, die dann mit Blechen ummantelt werden, aus denen Bodenbalken, Traversen, Gestelle und Säulen hergestellt werden. Profilrohre für den Bau und den allgemeinen Gebrauch sind zur Verstärkung von PVC-Fenstern, zur Montage von Kästen und Blechen aus Metalltüren erforderlich. Aus der professionellen Pfeife werden kleine architektonische Formen (Pavillons, Umkleidekabinen, Stände, Gewächshäuser) sowie Rahmen, Gestelle und Werbemittel hergestellt. Es ist fast immer unverzichtbar, wenn Sie auf dem Gelände einen Baldachin oder ein Tor anbringen müssen. Aus vielen Gründen sind Profilrohre das beste Material für die Herstellung von Gestellen und Schotten eines Zauns, bei denen die Spannweiten mit einem Netz aus Wellpappe und geschmiedeten Abschnitten gefüllt werden.

Umzäunung einer Baustelle aus einem Profilrohr und einer Wellpappe

Möbelrohre sind keinen ernsthaften Belastungen ausgesetzt und in der Regel keinen negativen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Möbelförmige Rohre zeichnen sich daher durch geringere Querschnittsabmessungen, geringe Wandstärke und erhöhte Anforderungen an die Oberflächenqualität aus. Ein solches Rohr kann beim Bau von Metallbänken und -schaukeln, Schultischen und Stühlen, Betten und anderen „öffentlichen“ Möbeln gesehen werden.

Tabellen in der Bibliothek aus einem Profilrohr

Wie werden geformte Rohre hergestellt?

Die Herstellung von Profilen mit geschlossenem Querschnitt erfolgt wie bei Rundrohren. Bei speziellen Rohrschweißwerken werden Blechrohlinge (Streifen) zu einem Zylinder gebogen und die resultierende Längsnaht geschweißt. Dann wird das zylindrische Rohr durch ein System zusätzlicher Walzen angetrieben, wo es mit einer Anstrengung von Hunderten von Tonnen auf den erforderlichen Abschnitt komprimiert wird. Danach wird das bereits geformte Produkt erhitzt, um das nach mechanischer Einwirkung unvermeidlich beanspruchte Metall „freizusetzen“. Je nachdem, ob der Block während des Walzens erwärmt wird, werden die Rohre in kaltgewalzte und warmgewalzte Rohre unterteilt. Anschließend werden die Qualität der Naht und die Geometrie des Profils überprüft, die Produkte abgelängt und gelagert. Die professionellen Rohre werden in gebündelten Bündeln mit einem Gewicht von bis zu 5 Tonnen an den Verbraucher geliefert. Zum Schutz des Metalls können Rohre mit Fett beschichtet und in Metallboxen verpackt werden.

Das Profil mit geschlossenem Querschnitt besteht nicht immer aus einem elektrisch geschweißten Rohr. Es gibt nahtlos geformte Produkte, die durch Walzen auf Schlichtwalzen aus einem nahtlosen runden Rohr erhalten werden. Einteiliges gezogenes Rohr hat keine Naht, da es aus einem massiven zylindrischen Knüppel besteht – einer „Stange“. Nahtloses Profilrohr zeichnet sich durch erhöhte Stabilität und Dichtheit aus, während es viel teurer ist.

Produktionslinie für nahtlose Profilrohre

Der Herstellungsprozess und die Konstruktionsmerkmale von ovalen Rohren sind in GOST 8642–68 geregelt. Konstruktionsquadratrohre werden gemäß GOST 30245-2003, GOST 8639-82 hergestellt, für rechteckige Profile werden GOST 8645-68 und GOST 30245-2003 verwendet. Dünnwandige Möbelrohre müssen eine Reihe von TUs erfüllen, z. B. TU 14-105-737-2004. Diese normativen Dokumente zeigen deutlich:

  • zulässige geometrische Abmessungen des Abschnitts;
  • Wandstärke;
  • Masse pro laufendem Meter;
  • Eckenradius;
  • Nennlänge der Produkte;
  • Grenztoleranzen und qualitätsbestimmende Mängel;
  • der Grad der Beständigkeit gegen mechanische Beanspruchung;
  • Kennzeichnungsanforderungen.

Metallförmige Rohre

Wenn Sie also eine Charge gewalzter Produkte kaufen müssen, um langlebige, qualitativ hochwertige Produkte herzustellen, können das Rohrsortiment und die Konformität einfach mit einem einfachen Messwerkzeug überprüft werden..

Technologische Vorteile geformter Rohre

Zweifellos ist der Hauptvorteil eines rechteckigen oder quadratischen professionellen Rohrs seine erhebliche räumliche Steifigkeit im Vergleich zu einem kreisförmigen Rohr. Die Sache ist, dass solch ein geschlossenes Profil vier Versteifungen hat (zwei in jeder zueinander senkrechten Ebene). Wenn ein profiliertes Rohr als Stützbalken verwendet wird und die Last rechtwinklig auf eine der Ebenen aufgebracht wird, ist die Biegefestigkeit des Produkts etwa 30 Prozent höher als die eines äquivalenten runden Rohrs mit demselben Gewicht. Dieser Indikator kommt den Eigenschaften eines massiven Metallstabs nahe, da die Hauptarbeit zum Widerstand gegen Biege- und Verdrehungslasten an seinen Kanten ausgeführt wird. Wenn der Wirkungsvektor der Kraft bekannt ist, können Sie anstelle eines quadratischen Abschnitts einen rechteckigen verwenden und die lange Seite des Profils entlang der Wirkungslinie platzieren (z. B. für einen Balken, auf den die Schwerkraft wirkt – vertikal und für einen Zaunpfosten – über die Frontalebene der Ummantelung). Durch die Verwendung eines rechteckigen Rohrs anstelle eines quadratischen kann der Materialverbrauch des Produkts um etwa 10 bis 20% gesenkt werden.

Rahmen für eine Veranda aus einem Profilrohr

Der geringe Materialverbrauch wird durch die hohe räumliche Steifigkeit von Metallstrukturen aus einem quadratischen Rohr bestimmt. Aufgrund des Vorhandenseins innerer Hohlräume beträgt die Metallersparnis beispielsweise im Vergleich zu einem I-Träger oder einer Stange bis zu 25-30%. Dadurch werden die zusammengebauten Metallstrukturen um ein Drittel leichter, wodurch die Fundamente und tragenden Elemente des Gebäudes entlastet werden. Darüber hinaus wird die Tragfähigkeit eines Rahmens mit Spannweiten (Balken, Traversen) nicht nur unter Berücksichtigung des Arbeitsgewichts berechnet (für das Dach ist dies das Dachmaterial + Schnee und für die Überlappung zwischen den Böden – Personen + Möbel). Es berücksichtigt auch die Tatsache, dass es sich auch selbst tragen muss. Mit anderen Worten, indem wir das Gewicht der Struktur reduzieren, erhöhen wir die zulässige Nutzlast. Die geringe Masse an Material und Fertigprodukt macht es in den meisten Fällen möglich, auf Hebezeuge zu verzichten.

Die Festigkeit von Vierkantrohren ermöglicht die Verwendung eines dünneren Querschnitts des Profils in Metallstrukturen, was für viele Strukturen nicht die geringste Bedeutung hat. Aufgrund der kleinen Fläche der Außenfläche wird der aerodynamische Widerstand des Produkts verringert, daher kann die Struktur großen Windlasten standhalten. Aus dem gleichen Grund werden die Oberlichter vergrößert, da eher schmale Metallschotte verwendet werden. Es werden auch Einsparungen bei Schutz- und Dekorfarben und -lacken erzielt..

Quadratische und rechteckige Rohre sind aufgrund ihrer ebenen Oberfläche technisch viel einfacher zu verarbeiten als runde. Sie sind leichter zu grundieren und zu lackieren, die Schutzmassen haften besser auf Flugzeugen. Solche Metallprodukte haben beispielsweise im Vergleich zu einem I-Träger oder Kanal keine Zonen, die für die Verarbeitung schwer zugänglich sind, was sich positiv auf die Korrosionsbeständigkeit des zusammengebauten Produkts auswirkt. Somit erfüllt die Struktur, bei der alle Oberflächen „in Sicht“ sind, die hygienischen und hygienischen Anforderungen am besten, und der Brandschutz von Metallrahmen und tragenden Elementen wird effektiver..

Schneiden eines Profilrohrs mit einer Mühle

Die flachen Kanten des professionellen Rohrs verleihen ihm eine hervorragende Ergonomie, die bei der Konstruktion sehr geschätzt wird. Diese Profile mit geschlossenem Querschnitt sind stabil mit beliebigen Strukturelementen verbunden. Es ist sehr praktisch, sie entlang der Lagerebenen zu verlegen. Profilrohre nehmen in der Nähe der Basis ein Minimum an Platz ein und bilden keine Totzonen in den Rahmen. Es ist bequem, selbstschneidende Schrauben in sie zu schrauben, sie können leicht mit Blattmaterialien ummantelt werden.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Bequemlichkeit des Anschlusses von rechteckigen oder quadratischen Rohren und folglich die erhöhte Installationsgeschwindigkeit. Um beispielsweise einen Eckbogen herzustellen, müssen am Werkstück keine lockigen Ausschnitte vorgenommen werden, als müssten Sie runde Rohre verbinden. Es ist einfacher, entlang einer Linie zu schweißen als um einen Kreis herum. Es können automatische und halbautomatische Schweißmaschinen verwendet werden. Es ist viel bequemer, die Qualität der Naht zu kontrollieren. Rechteckige und quadratische Rohre sind mit Klammern gut zueinander befestigt. Vor dem Schweißen können die Elemente des Flachrahmens auf jeder Arbeitsfläche vollständig entfaltet werden und bleiben an Ort und Stelle. Die Montage der Knotenverbindungen kann nicht nur durch Schweißen erfolgen, das Vorhandensein von Ebenen ermöglicht die Verwendung mechanischer Optionen – Anziehen von Schrauben, verschiedenen Kupplungen und Formstücken, über dem Kopf liegende Lochplatten in Kombination mit selbstschneidenden Schrauben.

Montage von Metallkonstruktionen aus einem professionellen Rohr durch Schweißen

Das Vorhandensein von Flugzeugen bietet den professionellen Rohren eine gute Stabilität während der Lagerung und des Transports. Sie können in rechteckigen Verpackungen verpackt werden. Während runde Rohre, insbesondere mit großem Durchmesser, aufgrund ihrer Rollfähigkeit eine erhöhte Gefahr darstellen, werden sie durch Spezialtransporte transportiert und verladen und nur durch eine „Pyramide“ ausgelegt..

Quadratische und rechteckige Rohre können aufgrund ihrer Geometrie nicht dem gleichen Druck standhalten wie kreisförmige Rohre mit gleichem Gewicht. Geschlossene Profile haben ein kleineres Innenvolumen und gleichzeitig eine größere Kontaktfläche (Reibung nimmt zu) mit dem transportierten Material. Daher werden sie selten zur Erstellung technischer Kommunikation verwendet..

So wählen Sie ein Profilrohr aus

Damit die Metallstruktur Konstruktionsleistungseigenschaften und eine ausreichende Haltbarkeit aufweist, muss der Typ des Profilrohrs sorgfältig ausgewählt werden. Es gibt viele Klassifizierungskriterien, von denen jedes bestimmte Eigenschaften eines bestimmten Produkts widerspiegelt..

Art der Herstellung

Abhängig von den Eigenschaften des Produktionsprozesses werden geformte Rohre wie herkömmliche runde Rohre unterteilt in: geschweißt und nahtlos, warmgewalzt und kaltgewalzt.

Warmgewalzte Rohre(aus warmgewalztem Band) – sind Bau- und Allzweckbänder, die zur Herstellung von Straßenmetallkonstruktionen sowie zum Bau von Gebäudeträgern und tragenden Rahmen verwendet werden. Aufgrund der Hochtemperaturbearbeitung von Werkstücken unterscheiden sie sich in einer gewissen Oberflächenrauheit, weisen jedoch keine inneren Spannungen auf. Das Warmwalzen ermöglicht die Herstellung von Rohren mit großem Durchmesser (ab 80 x 80) und mit erhöhter Wandstärke. Da es einfacher ist, legierten und kohlenstoffreichen Stahl bei hohen Temperaturen zu verformen, weisen GK-Rohre häufig Korrosionsschutzeigenschaften auf. Warmgewalzte Profilrohre sind deutlich günstiger als kaltgewalzte.

Profilrohrbank

KaltwalzenProfilrohre auf High-Tech-Mühlen ermöglichen die Herstellung von Profilen von sehr hoher Qualität. Dies gilt für die Oberflächenreinheit und Genauigkeit der geometrischen Abmessungen (einschließlich geringer Rauheit der Ebenen, kleiner Rundungsradius der Ecken). Dieser Rohrtyp wird ausgewählt, um Produkte herzustellen, für die erhöhte betriebliche Anforderungen gestellt werden. Dies sind die sogenannten Möbelrohre mit kleinen Seiten (von 10 bis 40 mm) und einer geringen Wandstärke (bis zu 1,5 mm). Die Verformung des Werkstücks ohne Verwendung hoher Temperaturen macht das Profilrohr widerstandsfähiger gegen inneren oder äußeren Druck, während es flexibler gegen Biegen ist.

Verwendung eines Profilrohrs im Rahmen einer Schulbank

Nahtlose Rohrehaben eine viel größere Festigkeit als elektrisch geschweißte, da eine minderwertige Naht eine Schwachstelle sein kann. Darüber hinaus werden heißverformte nahtlose Rohre normalerweise mit großen Wandstärken hergestellt – bis zu mehreren Zentimetern. Nahtlose Rohre zeichnen sich durch hohe Druckfestigkeit, Duktilität und gute Oberflächenqualität aus.

Herstellungsmaterial

Profilrohre können aus jedem Kohlenstoffstahl (GOST 380-2005 oder GOST 1050-88) hergestellt werden. 08ps, 1ps, 2ps, 1sp / ps, 2sp / ps, St3sp / ps, St3sp / ps5, 10, 20, 35, 45, 15XM. usw. In kritischen Bereichen werden häufig professionelle Rohre aus hochfestem niedriglegiertem Stahl 09G2S (GOST 19281–89) verwendet.

Mit einer dünnen Zinkschicht beschichtete Profilrohre weisen verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften auf, die 5-7-mal langsamer rosten als gewöhnliche schwarze Rohre. Das Verzinken erfolgt durch Eintauchen des Rohres in eine Zinkschmelze oder durch Sprühen. Sowohl die Innenfläche als auch die Außenfläche können geschützt werden.

Verzinktes Profilrohr

Profilrohre aus rostfreiem Stahl, die in der Regel aus den Qualitäten AISI 304 und AISI 316 bestehen, weisen etwas seltener – von AISI 439, 430, 409 – eine nahezu absolute Korrosionsbeständigkeit auf. Sie werden hauptsächlich zur Herstellung architektonischer Details eines Gebäudes und nicht so häufig zur Erstellung verwendet Lagerrahmen. Das Edelstahlprofilrohr zeichnet sich durch Abriebfestigkeit, Wärmebeständigkeit und eine Vielzahl von Endbearbeitungsoptionen (Schleifen, Polieren, Sandstrahlen, Ätzen) aus..

Unabhängig davon, welches Material für die Herstellung von rechteckigen / quadratischen Rohren verwendet wird, sind die Anforderungen an die Geometrie der geschlossenen Profile identisch.

Ecken abrunden

Dieser Parameter wird durch die aktuellen GOSTs standardisiert, nach denen die Rohre hergestellt werden. Der optimale Eckenradius beträgt 2S (doppelte Wandstärke) oder 2,5S für Rohre mit Wänden über 2,5 mm Dicke. Abhängig von den Herstellungsbedingungen und den Eigenschaften der Ausrüstung ist der Eckenrundungsradius häufig größer als der Konstruktionsradius, wodurch der Hersteller die Profilrohre leichter und billiger machen kann. Ultrakleine runde Rohre sehen hübscher aus, sind jedoch schwerer und teurer als Standardrohre. Beachten Sie, dass zu runde Ecken (kleine Versteifung) und zu quadratische Ecken (hohes Eigengewicht) die Tragfähigkeit der Struktur verringern können..

Wandstärke

Die Aufteilung der Rohre nach Wandstärke ist eher willkürlich. Hierbei ist das Verhältnis des Außendurchmessers zur Dicke der Außenwand zu berücksichtigen. Rohrgewalzte Produkte gelten als dünnwandig, wenn dieses Verhältnis 0,025 nicht überschreitet, mit einem Indikator von 0,05 – das Rohr wird als Standard bezeichnet, ein dickwandiges Produkt hat ein Verhältnis von 0,1 und höher. In jedem Fall ist die Technologie so, dass die Wandstärke umso größer ist, je größer der Rohrabschnitt ist. Die wichtigsten GOSTs geben deutlich an, welche Varianten dieses Verhältnisses für eine bestimmte Rohrherstellungsmethode (Warm- oder Kaltwalzen) zulässig sind. Beispielsweise kann ein Vierkantrohr mit einer Seite von 180 mm und einer Wand von 4 bis 14 mm nur durch Heißverformung hergestellt werden. Die Wand von geschlossenen Profilen kann natürlich innerhalb von 1–12 mm in der Dicke variieren, für stärker belastete Strukturen (z. B. für Stützen) sollten Rohre mit massiveren Wänden verwendet werden.

Messung der Dicke eines Profilrohrs

Besondere mechanische Eigenschaften

Die Klassifizierung geformter Rohre in Abhängigkeit von den mechanischen und chemischen Eigenschaften des Werkstücks kann Aufschluss über den Zweck des Rohrs geben. Für diese Art von Metallprodukten wird die folgende Kennzeichnung verwendet:

  • A – nur mechanische Eigenschaften werden normalisiert (Stahl GOST 380-2005, früher GOST 380-88);
  • B – Sowohl die mechanischen Eigenschaften als auch die chemische Zusammensetzung sind normalisiert (Stahl GOST 380-2005 oder GOST 1050-88)..

Profilrohrschweißen

Die Standardisierung der Klasse „B“ wird normalerweise für große geformte Rohre angenommen, da sie normalerweise zur Herstellung tragender Gebäudestrukturen verwendet werden. Bei Temperaturen von -20 bis +20 werden sie auf Schlagzähigkeit geprüft. Der gleiche Test wird nach mechanischer Alterung des Metalls durchgeführt. Profilrohre werden keinen hydraulischen Tests unterzogen, aber einige Hersteller können sie von sich aus durchführen und dementsprechend den korrekten Betrieb der Produkte bei einem bestimmten Druck gewährleisten. Solche Profilrohre sind der Normungskategorie „D“ zugeordnet..

Metallrahmen für einen Baldachin aus einem Profilrohr

Es ist offensichtlich, dass Profilrohre sehr praktisch für die Arbeit sind, ein wirklich vielseitiger Baustoff, der im privaten Bau einfach unersetzbar ist. Es ist schwierig, die technologischen und finanziellen Vorteile zu überschätzen, die wir mit einem geschlossenen Profil eines quadratischen oder rechteckigen Abschnitts erzielen. Erfahrene Handwerker haben lange ihre Wahl getroffen.

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