Tubos perfilados para construcción privada

El contenido del artículo

• ¿Qué es una tubería de perfil?
• ¿Cómo se fabrican los tubos perfilados?
• Ventajas tecnológicas de los tubos perfilados
• Cómo elegir una tubería de perfil
• Modo de producción
• Material de fabricación
• Redondeo de esquinas
• espesor de pared
• Propiedades mecánicas especiales

En este artículo, hablaremos de las tuberías de acero perfiladas como material de construcción versátil. Se centrará en los diversos usos y sus propiedades únicas. Hablemos por separado sobre qué criterios se deben usar para elegir tuberías cuadradas y rectangulares..

A pesar de las sucesivas crisis, la construcción suburbana sigue desarrollándose, cada vez más compatriotas quieren tener su propia casa lejos de las ruidosas megaciudades. La madera, el hormigón y el ladrillo son materiales tradicionales para la construcción de edificios, pero nunca está completo sin laminado de metal, ya que todos los monolitos necesitan refuerzo, se necesitan perfiles para marcos, vigas para pisos, redes y chapas perfiladas..

Gracias a la soldadura, es posible crear productos de cualquier forma a partir de metal, mientras que las juntas tienen una resistencia no inferior a la de una matriz de acero. Además, las piezas metálicas pueden doblarse y deformarse por presión, forjarse bajo calentamiento. Cualquier estructura metálica será siempre más ligera y compacta que los elementos de piedra y hormigón armado de función similar. Con el ensamblaje y el cuidado adecuados, son mucho más duraderos, especialmente si elige un grado de metal o acero específico que proporcione a la pieza de trabajo características de rendimiento adecuadas para ciertas condiciones..

Si hablamos de estructuras metálicas espaciales complejas para el patio, entonces no hay nada igual al metal, porque se compara favorablemente con su plasticidad y alta capacidad de carga. Cenadores, escaleras, toldos, vallas, portones, bancos, todo tipo de marcos: la lista es interminable. La mayoría de las veces, se utiliza una varilla para estos fines para crear productos forjados y tuberías con forma como elemento de un sistema de soporte. En nuestro país, los productos metálicos de perfil comenzaron a usarse activamente no hace mucho tiempo, pero la popularidad de las tuberías cuadradas y rectangulares está creciendo constantemente. Cada vez son mejores y más baratos, su surtido se está expandiendo en términos de tamaños y tipos de sección..

¿Qué es una tubería de perfil?

Por lo general, cuando se trata de tuberías, imaginamos un objeto cilíndrico simple. Así son las vías de comunicación que nos rodean, que transportan líquidos y gases. La sección transversal circular de la tubería proporciona la mejor capacidad de flujo con una superficie mínima. Es una configuración ideal para detectar la presión (ya sea interna o externa). Sin embargo, la tubería redonda no funciona bien en todas las condiciones. Por ejemplo, se dobla fácilmente, lo que es muy bueno para realizar giros de tubería de una pieza, pero muy desfavorable para la rigidez espacial de varias estructuras. Los tubos de perfil tienen características y ventajas completamente diferentes..

Un tubo perfilado es un producto de laminación de tubos huecos que tiene cualquier sección transversal, excepto la redonda. Además, estos tubos se denominan «perfiles de sección cerrada doblados», «tubos profesionales». La mayoría de las veces, en una sección, veremos un rectángulo, cuadrado u ovalado, aunque las modernas tecnologías de rodadura permiten obtener formas más complejas..

En términos de propiedades físicas, las tuberías ovaladas planas difieren poco de las redondas, pero se caracterizan por una mayor decoratividad, por lo que a menudo se usan para crear muebles, elementos de cercas y decoración de diseño de edificios. Otro punto es una gran superficie exterior con una disminución significativa en el volumen interno, lo que permite utilizar de manera efectiva tuberías ovaladas en sistemas de refrigeración donde se requiere la máxima eliminación de calor del portador (bobinas, radiadores). Además, el perfil ovalado se caracteriza por una mayor flexibilidad en el lado largo, por lo que se considera un arco.

Las tuberías cuadradas y rectangulares soportan perfectamente las cargas laterales, por lo que se utilizan para crear sistemas de soporte estructural y diversos elementos de mobiliario. Las estructuras de las estructuras arquitectónicas se ensamblan a partir de perfiles de construcción cerrados, que luego se enfundan con materiales laminados, a partir de los cuales se fabrican vigas de piso, armaduras, bastidores y columnas. Los tubos perfilados para construcción y uso general son necesarios para el refuerzo de ventanas de PVC, para el montaje de cajas y láminas de puertas metálicas. Las pequeñas formas arquitectónicas (pabellones, casas de cambio, quioscos, invernaderos), así como marcos, estantes, medios publicitarios están hechos de tubería profesional. Casi siempre es indispensable si necesita hacer un dosel o una puerta en el sitio. Por muchas razones, los tubos de perfil son el mejor material para la fabricación de estanterías y mamparos de una cerca con relleno de tramos con una red, cartón corrugado, secciones forjadas..

Las tuberías de muebles no experimentan un estrés grave y, por regla general, no están expuestas a influencias ambientales negativas. Por lo tanto, los tubos con forma de muebles se caracterizan por dimensiones de sección transversal más pequeñas, espesor de pared pequeño y mayores requisitos de calidad de la superficie. Tal tubería se puede ver en la construcción de bancos y columpios metálicos, pupitres y sillas escolares, camas y otros muebles «públicos»..

¿Cómo se fabrican los tubos perfilados?

La producción de perfiles de sección cerrada se realiza de la misma forma que los tubos circulares. En las fábricas de soldadura de tubos especiales, las láminas en blanco (tiras) se doblan en un cilindro y se suelda la costura longitudinal resultante. Luego, el tubo cilíndrico se conduce a través de un sistema de rodillos adicionales, donde se comprime con un esfuerzo de cientos de toneladas hasta la sección requerida. Después de eso, el producto ya conformado se calienta para «liberar» el metal inevitablemente estresado después de la acción mecánica. Dependiendo de si la palanquilla se calienta durante el laminado, las tuberías se dividen en laminadas en frío y laminadas en caliente. Además, se comprueba la calidad de la costura y la geometría del perfil, los productos se cortan a medida y se almacenan. Los tubos profesionales se envían al consumidor en paquetes que pesan hasta 5 toneladas. Para proteger el metal, las tuberías pueden recubrirse con grasa y empaquetarse en cajas metálicas..

El perfil de sección cerrada no siempre está hecho de una tubería soldada eléctricamente. Hay productos de forma sin costuras, que se obtienen enrollando en rollos de tamaño a partir de un tubo redondo sin costuras. El tubo estirado de una pieza no tiene costura, ya que está hecho de un tocho cilíndrico sólido, una «varilla». La tubería de perfil sin costura se caracteriza por una mayor estabilidad y estanqueidad, mientras que es mucho más cara.

El proceso de fabricación y las características de diseño de las tuberías ovaladas están reguladas por GOST 8642–68. Los tubos cuadrados de construcción se fabrican de acuerdo con GOST 30245-2003, GOST 8639-82, para perfiles rectangulares, se utilizan GOST 8645-68 y GOST 30245-2003. Las tuberías para muebles de paredes delgadas deben cumplir con una serie de TU, por ejemplo, TU 14-105-737-2004. Estos documentos normativos indican sin ambigüedades:

• dimensiones geométricas permitidas de la sección;
• espesor de pared;
• masa por metro lineal;
• radio de esquina;
• longitud nominal de los productos;
• tolerancias marginales y defectos determinantes de la calidad;
• el grado de resistencia al estrés mecánico;
• requisitos de etiquetado.

Por lo tanto, si necesita comprar un lote de productos laminados para crear productos duraderos y de alta calidad, el surtido y el cumplimiento de las tuberías se pueden verificar fácilmente con una simple herramienta de medición..

Ventajas tecnológicas de los tubos perfilados

Sin duda, la principal ventaja de una pipa profesional rectangular o cuadrada es su sustancial rigidez espacial, en comparación con una pipa circular. El caso es que un perfil tan cerrado tiene cuatro nervios de refuerzo (dos en cada plano mutuamente perpendicular). Cuando se utiliza una tubería perfilada como viga de soporte y la carga se aplica en ángulo recto a uno de los planos, la resistencia a la flexión del producto será aproximadamente un 30 por ciento más alta que la de una tubería redonda equivalente del mismo peso. Este indicador estará cerca de las características de una barra de metal sólido, ya que el trabajo principal para resistir las cargas de flexión y torsión se realiza por sus bordes. Si se conoce el vector de acción de la fuerza, entonces en lugar de una sección cuadrada, se puede usar una sección rectangular, colocando el lado largo del perfil a lo largo de la línea de acción (por ejemplo, para una viga sobre la que actúa la gravedad, verticalmente, y para un poste de cerca, a través del plano frontal del revestimiento). El uso de una tubería rectangular en lugar de una cuadrada puede reducir el consumo de material del producto en aproximadamente un 10-20%..

El bajo consumo de material está determinado por la alta rigidez espacial de las estructuras metálicas de una tubería de forma cuadrada. Debido a la presencia de cavidades internas, los ahorros de metal son, por ejemplo, en comparación con una viga en I o una varilla, hasta un 25-30%. Como resultado, las estructuras metálicas ensambladas se vuelven un tercio más livianas, lo que reduce la carga sobre los cimientos y los elementos portantes del edificio. Además, la capacidad de carga de cualquier marco con vanos (vigas, armaduras) se calcula teniendo en cuenta no solo el peso de trabajo (para el techo, este es el material del techo + nieve, y para la superposición entre pisos – personas + muebles). También tiene en cuenta el hecho de que también debe transportarse. En otras palabras, al reducir el peso de la estructura, aumentamos la capacidad de carga útil permitida. Una pequeña masa de material y producto terminado permite en la mayoría de los casos prescindir del uso de equipos de elevación..

La resistencia de las tuberías cuadradas permite utilizar una sección transversal más delgada del perfil en estructuras metálicas, lo que no es el menos importante para muchas estructuras. Debido a la pequeña área de la superficie exterior, la resistencia aerodinámica del producto se reduce, por lo tanto, la estructura puede soportar grandes cargas de viento. Por la misma razón, se aumentan los tragaluces, ya que se utilizan mamparos metálicos bastante estrechos. También hay ahorros en pinturas y barnices protectores y decorativos..

Debido a sus superficies planas, los tubos cuadrados y rectangulares son técnicamente mucho más fáciles de procesar que los redondos. Son más fáciles de imprimar y pintar, los compuestos protectores se adhieren mejor a los aviones. Dichos productos metálicos, por ejemplo, en comparación con una viga en I o un canal, no tienen zonas de difícil acceso para el procesamiento, lo que afecta positivamente la resistencia a la corrosión del producto ensamblado. Así, la estructura, donde todas las superficies están «a la vista», cumple mejor con los requisitos sanitarios e higiénicos, la protección contra incendios de los marcos metálicos y los elementos portantes se vuelve más efectiva..

Los bordes planos de la pipa profesional le otorgan una excelente ergonomía, tan apreciada en la construcción. Estos perfiles de sección cerrada están unidos de forma estable con cualquier elemento estructural, es muy conveniente colocarlos a lo largo de los planos de apoyo. Los tubos de perfil ocupan un espacio mínimo cerca de la base, no forman zonas muertas en los marcos. Es conveniente atornillar tornillos autorroscantes en ellos, se enfundan fácilmente con materiales laminados.

Otro punto importante es la conveniencia de trabajar en la conexión de tuberías rectangulares o cuadradas y, en consecuencia, una mayor velocidad de instalación. Por ejemplo, para hacer una curva de esquina, no es necesario hacer cortes rizados en la pieza de trabajo, como si tuviera que unir tuberías redondas. Soldar a lo largo de una línea es más fácil que en un círculo, se pueden usar máquinas de soldadura automáticas y semiautomáticas, es mucho más conveniente controlar la calidad de la costura. Los tubos rectangulares y cuadrados están bien fijados entre sí con abrazaderas. Antes de soldar, los elementos del marco plano se pueden desplegar completamente en cualquier superficie de trabajo y permanecer en su lugar. El ensamblaje de juntas nodales se puede realizar no solo mediante soldadura, la presencia de planos permite el uso de opciones mecánicas: tornillos de apriete, varios acoplamientos y accesorios, placas perforadas en el techo en combinación con tornillos autorroscantes.

La presencia de aviones proporciona a las pipas profesionales una buena estabilidad durante el almacenamiento y transporte, se pueden empaquetar en paquetes rectangulares. Mientras que los tubos redondos, especialmente los de gran diámetro, debido a su capacidad de rodar, son una fuente de mayor peligro: son transportados y cargados por vehículos especiales y dispuestos solo en una «pirámide»..

Debido a su geometría, los tubos cuadrados y rectangulares no pueden soportar la misma presión que los tubos circulares del mismo peso. Los perfiles cerrados tienen un menor volumen interno y, al mismo tiempo, una mayor superficie de contacto (aumenta el rozamiento) con el material transportado. Por lo tanto, rara vez se utilizan para crear comunicaciones de ingeniería..

Cómo elegir una tubería de perfil

Para que la estructura metálica tenga características de rendimiento de diseño y durabilidad suficiente, es necesario seleccionar cuidadosamente el tipo de tubería de perfil. Hay muchos criterios de clasificación y cada uno de ellos refleja ciertas propiedades de un producto determinado..

Modo de producción

Dependiendo de las características del proceso de producción, los tubos perfilados, como los redondos tradicionales, se dividen en: soldados y sin costura, laminados en caliente y en frío.

Tubos laminados en caliente(hechos de tiras laminadas en caliente): son de construcción y de uso general, se utilizan para crear estructuras metálicas de calles, así como para la construcción de soportes de edificios y marcos de carga. Debido al procesamiento a alta temperatura de las piezas de trabajo, difieren en cierta rugosidad superficial, pero no tienen tensiones internas. El laminado en caliente permite producir tubos de gran diámetro (desde 80×80) y con mayor espesor de pared. Dado que es más fácil deformar el acero aleado y con alto contenido de carbono a altas temperaturas, las tuberías GK suelen tener propiedades anticorrosivas. Los tubos de perfil laminados en caliente son significativamente más baratos que los laminados en frío.

Laminado en friotubos perfilados en molinos de alta tecnología permiten la producción de perfiles de muy alta calidad. Esto se aplica a la limpieza de la superficie y la precisión de las dimensiones geométricas (incluida la pequeña rugosidad de los planos, el pequeño radio de redondeo de las esquinas). Este tipo de tubería se elige para crear aquellos productos para los que se imponen mayores requisitos operativos. Estos son los llamados tubos profesionales para muebles con lados pequeños (de 10 a 40 mm) y un grosor de pared pequeño (hasta 1,5 mm). La deformación de la pieza de trabajo sin el uso de altas temperaturas hace que la tubería de perfil sea más resistente a la presión interna o externa, mientras que es más flexible a la flexión..

Tuberías sin costuratienen mucha mayor resistencia que los soldados eléctricos, ya que una costura de mala calidad puede ser un punto débil. Además, las tuberías sin costura deformadas en caliente generalmente se fabrican con un gran espesor de pared, hasta varios centímetros. Las tuberías sin costura se caracterizan por su alta resistencia a la presión, ductilidad y buena calidad de superficie..

Material de fabricación

Los tubos de perfil pueden estar hechos de cualquier acero al carbono (GOST 380-2005 o GOST 1050-88) 08ps, 1ps, 2ps, 1sp / ps, 2sp / ps, St3sp / ps, St3sp / ps5, 10, 20, 35, 45, 15XM etc. Para áreas críticas, a menudo se utilizan tubos profesionales hechos de acero de baja aleación de alta resistencia 09G2S (GOST 19281–89).

Los tubos perfilados recubiertos con una fina capa de zinc tienen propiedades anticorrosivas mejoradas, que se oxidan de 5 a 7 veces más lento que los tubos negros ordinarios. La galvanización se produce sumergiendo la tubería en una masa fundida de zinc o mediante pulverización. Tanto la superficie interior como la exterior pueden protegerse.

Los tubos perfilados de acero inoxidable, que suelen estar hechos de los grados AISI 304 y AISI 316, un poco menos a menudo – de AISI 439, 430, 409 muestran una resistencia casi absoluta a la corrosión. Se utilizan principalmente para realizar detalles arquitectónicos de un edificio y no tan a menudo – para crear bastidores de cojinetes. La tubería de perfil de acero inoxidable se caracteriza por su resistencia a la abrasión, resistencia al calor, una variedad de opciones de acabado (esmerilado, pulido, textura con chorro de arena, grabado).

Independientemente del material que se utilice para la producción de tubos rectangulares / cuadrados, los requisitos para la geometría de los perfiles cerrados serán idénticos.

Redondeo de esquinas

Este parámetro está estandarizado por los GOST actuales según los cuales se fabrican las tuberías. El radio de esquina óptimo es 2S (espesor de pared doble) o 2.5S para tuberías con paredes de más de 2.5 mm de espesor. Dependiendo de las condiciones de fabricación y las características del equipo, de hecho, el radio de redondeo de las esquinas suele ser mayor que el del diseño, lo que permite al fabricante hacer los tubos perfilados más ligeros y económicos. Las tuberías redondeadas ultrapequeñas se ven más bonitas, pero son más pesadas y caras que las tuberías estándar. Tenga en cuenta que las esquinas demasiado redondas (refuerzo pequeño) y las esquinas demasiado cuadradas (alto peso muerto) pueden reducir la capacidad de carga de la estructura..

espesor de pared

La división de tuberías por espesor de pared es bastante arbitraria. Aquí, es necesario tener en cuenta la relación entre el diámetro exterior y el grosor de la pared exterior. Los productos laminados tubulares se consideran de paredes delgadas si esta proporción no excede de 0.025, con un indicador de 0.05; la tubería se llama estándar, un producto de paredes gruesas tiene una proporción de 0.1 y superior. En cualquier caso, la tecnología es tal que cuanto mayor es la sección de la tubería, mayor es el espesor de la pared. Los principales GOST indican claramente qué variantes de esta relación están permitidas para un método particular de producción de tuberías (laminado en caliente o laminado en frío). Por ejemplo, una tubería cuadrada con un lado de 180 mm y una pared de 4–14 mm solo se puede producir mediante deformación en caliente. La pared de los perfiles cerrados puede variar en grosor entre 1 y 12 mm, naturalmente, para estructuras más cargadas (por ejemplo, para soportes) se deben utilizar tuberías con paredes más macizas..

Propiedades mecánicas especiales

La clasificación de los tubos con forma, según las propiedades mecánicas y químicas de la pieza de trabajo, puede informarnos sobre el propósito del tubo. Para este tipo de productos metálicos, se utiliza el siguiente marcado:

• A – solo se normalizan las características mecánicas (acero GOST 380-2005, anteriormente GOST 380-88);
• B – tanto las características mecánicas como la composición química están normalizadas (acero GOST 380-2005 o GOST 1050-88).

La estandarización de clase “B” se asume generalmente para tuberías de formas grandes, ya que generalmente se utilizan para la fabricación de estructuras de edificios portantes. A temperaturas de -20 a +20, se prueban para determinar la resistencia al impacto. La misma prueba se lleva a cabo después del envejecimiento mecánico del metal. Los tubos perfilados no se someten a pruebas hidráulicas, pero algunos fabricantes pueden realizarlas por iniciativa propia y, en consecuencia, garantizar el correcto funcionamiento de los productos a una presión determinada. A estos tubos perfilados se les asigna la categoría de estandarización «D».

Es obvio que los tubos de perfil son muy convenientes para el trabajo, un material de construcción verdaderamente versátil, que es simplemente insustituible en la construcción privada. Es difícil sobreestimar las ventajas tecnológicas y económicas que obtenemos utilizando un perfil cerrado de sección cuadrada o rectangular. Los artesanos experimentados han elegido desde hace mucho tiempo.