Tubes profilés pour construction privée

Points d’article

• Qu’est-ce qu’un tuyau profilé
• Comment sont fabriqués les tuyaux profilés?
• Avantages technologiques des tubes profilés
• Comment choisir un tube profilé
• Mode de production
• Matériel de fabrication
• Arrondir les coins
• épaisseur du mur
• Propriétés mécaniques spéciales

Dans cet article, nous parlerons des tuyaux en acier profilés en tant que matériau de construction polyvalent. Il se concentrera sur les différentes utilisations et leurs propriétés uniques. Parlons séparément des critères à utiliser pour choisir les tuyaux carrés et rectangulaires.

Malgré les crises successives, la construction suburbaine continue de se développer, de plus en plus de nos compatriotes veulent avoir leur propre chez-soi loin des mégapoles bruyantes. Le bois, le béton et la brique sont des matériaux traditionnels pour la construction de bâtiments, mais ce n’est jamais complet sans le laminage du métal, car tous les monolithes ont besoin de renforcement, des profils pour les cadres, des poutres pour les sols, des filets et des tôles profilées sont nécessaires.

Grâce au soudage, il est possible de créer des produits de toute forme à partir de métal, tandis que les joints ont une résistance non inférieure à la masse d’acier. De plus, les pièces métalliques peuvent être pliées et déformées par pression, forgées à chaud. Toutes les structures métalliques seront toujours plus légères et plus compactes que les éléments de pierre et de béton armé de fonction similaire. Avec un assemblage approprié et des soins appropriés, ils sont beaucoup plus durables, surtout si vous choisissez une nuance de métal ou d’acier spécifique qui confère à la pièce des caractéristiques de performance adaptées à certaines conditions..

Si nous parlons de structures métalliques spatiales complexes pour le chantier, alors il n’y a pas du tout d’égal au métal, car il se compare favorablement à sa plasticité et à sa capacité portante élevée. Gazebos, escaliers, auvents, clôtures, portails, bancs, toutes sortes de cadres – la liste est infinie. Le plus souvent, à ces fins, une tige est utilisée pour créer des produits forgés et des tuyaux façonnés en tant qu’élément du système de support. Dans notre pays, les produits métalliques profilés ont commencé à être activement utilisés il n’y a pas si longtemps, mais la popularité des tuyaux carrés et rectangulaires ne cesse de croître. Ils s’améliorent et sont moins chers, leur assortiment s’agrandit en termes de tailles et de types de sections..

Qu’est-ce qu’un tuyau profilé

Habituellement, lorsqu’il s’agit de tuyaux, on imagine un simple objet cylindrique. Voici à quoi ressemblent les voies de communication qui nous entourent, transportant du liquide et du gaz. La section transversale circulaire du tuyau offre la meilleure capacité d’écoulement avec une surface minimale. C’est une configuration idéale pour détecter la pression (interne ou externe). Cependant, le tuyau rond ne fonctionne pas bien dans toutes les conditions. Par exemple, il se plie facilement, ce qui est très bon pour faire des spires de pipeline monobloc, mais très défavorable pour la rigidité spatiale de diverses structures. Les tubes profilés ont des caractéristiques et des avantages complètement différents..

Un tube profilé est un produit de laminage de tube creux ayant n’importe quelle section transversale, sauf une ronde. En outre, ces tuyaux sont appelés «sections fermées pliées», «tuyaux professionnels». Le plus souvent, dans une section, nous verrons un rectangle, un carré ou un ovale, bien que les technologies modernes de laminage permettent d’obtenir des formes plus complexes..

En termes de propriétés physiques, les tuyaux plats-ovales diffèrent peu des tuyaux ronds, mais ils se caractérisent par une décoration accrue, ils sont donc souvent utilisés pour créer des meubles, des éléments de clôture et une décoration design de bâtiments. Un autre point est une grande surface extérieure avec une diminution significative du volume interne, ce qui permet d’utiliser efficacement des tuyaux ovales dans les systèmes de refroidissement où une évacuation maximale de la chaleur du support est requise (serpentins, radiateurs). De plus, le profil ovale se caractérise par une flexibilité accrue sur le côté long, il est donc considéré comme un arc.

Les tuyaux carrés et rectangulaires résistent parfaitement aux charges latérales, c’est pourquoi ils sont utilisés pour créer des systèmes de support structurel et divers éléments de mobilier. Les structures des structures architecturales sont assemblées à partir de profils de construction fermés, qui sont ensuite gainés de matériaux en feuille, à partir desquels sont fabriqués des poutres de sol, des fermes, des crémaillères et des colonnes. Les tubes profilés pour la construction et l’utilisation générale sont nécessaires pour renforcer les fenêtres en PVC, pour assembler des boîtes et des feuilles de portes métalliques. Les petites formes architecturales (pavillons, vestiaires, cabines, serres), ainsi que les cadres, râteliers, supports publicitaires sont fabriqués à partir de la canalisation professionnelle. C’est presque toujours indispensable si vous avez besoin de faire un auvent ou un portail sur le site. Pour de nombreuses raisons, les tubes profilés sont le meilleur matériau pour la fabrication de crémaillères et de cloisons d’une clôture avec remplissage des travées avec un filet, du carton ondulé, des profilés forgés.

Les tuyaux de meubles ne subissent pas de stress sérieux et, en règle générale, ne sont pas exposés à des influences environnementales négatives. Par conséquent, les tuyaux en forme de meuble se caractérisent par des dimensions de section transversale plus petites, une faible épaisseur de paroi et des exigences accrues en matière de qualité de surface. Un tel tuyau peut être vu dans la construction de bancs et balançoires métalliques, de bureaux et chaises d’école, de lits et d’autres meubles « publics ».

Comment sont fabriqués les tuyaux profilés?

La production de profilés à section fermée s’effectue de la même manière que les tubes ronds. Sur les usines de soudage de tuyaux spéciales, les flans de tôle (bandes) sont pliés dans un cylindre et le joint longitudinal résultant est soudé. Ensuite, le tube cylindrique est entraîné à travers un système de rouleaux supplémentaires, où il est comprimé avec un effort de centaines de tonnes jusqu’à la section requise. Après cela, le produit déjà mis en forme est chauffé afin de « libérer » le métal inévitablement sollicité après action mécanique. Selon que la billette est chauffée pendant le laminage, les tuyaux sont divisés en laminés à froid et laminés à chaud. De plus, la qualité de la couture et la géométrie du profil sont vérifiées, les produits sont coupés à longueur et stockés. Les tuyaux professionnels sont expédiés au consommateur en paquets groupés pesant jusqu’à 5 tonnes. Pour protéger le métal, les tuyaux peuvent être enduits de graisse et emballés dans des boîtes métalliques.

Le profilé à section fermée n’est pas toujours réalisé à partir d’un tube soudé électriquement. Il existe des produits de forme sans soudure, obtenus en roulant sur des rouleaux de calibrage à partir d’un tube rond sans soudure. Le tuyau étiré monobloc n’a pas de couture, car il est fabriqué à partir d’une billette cylindrique solide – une « tige ». Le tuyau profilé sans soudure se caractérise par une stabilité et une étanchéité accrues, alors qu’il est beaucoup plus cher.

Le processus de fabrication et les caractéristiques de conception des tuyaux ovales sont réglementés par GOST 8642–68. Les tuyaux carrés de construction sont fabriqués selon GOST 30245-2003, GOST 8639-82, pour les profils rectangulaires, GOST 8645-68 et GOST 30245-2003 sont utilisés. Les tuyaux de meubles à paroi mince doivent respecter un certain nombre de TU, par exemple TU 14-105-737-2004. Ces documents normatifs indiquent clairement:

• dimensions géométriques admissibles de la section;
• épaisseur du mur;
• masse par mètre courant;
• rayon de coin;
• longueur nominale des produits;
• tolérances marginales et défauts déterminant la qualité;
• le degré de résistance aux contraintes mécaniques;
• exigences d’étiquetage.

Ainsi, si vous devez acheter un lot de produits laminés pour créer des produits durables et de haute qualité, l’assortiment et la conformité des tuyaux peuvent être facilement vérifiés à l’aide d’un simple outil de mesure..

Avantages technologiques des tubes profilés

Sans aucun doute, le principal avantage d’un tuyau professionnel rectangulaire ou carré est sa rigidité spatiale importante, par rapport à un tuyau circulaire. Le fait est qu’un tel profil fermé a quatre raidisseurs (deux dans chaque plan mutuellement perpendiculaire). Lorsqu’un tube profilé est utilisé comme poutre porteuse et que la charge est appliquée perpendiculairement à l’un des plans, la résistance à la flexion du produit sera environ 30% plus élevée que celle d’un tube rond équivalent du même poids. Cet indicateur sera proche des caractéristiques d’une barre métallique pleine, car le travail principal sur la résistance aux charges de flexion et de torsion est effectué par ses bords. Si le vecteur d’action de la force est connu, au lieu d’une section carrée, vous pouvez utiliser une section rectangulaire, en plaçant le côté long du profil le long de la ligne d’action (par exemple, pour une poutre sur laquelle la gravité agit – verticalement, et pour un poteau de clôture – à travers le plan frontal du revêtement). L’utilisation d’un tuyau rectangulaire au lieu d’un tuyau carré peut réduire la consommation de matériau du produit d’environ 10 à 20%.

La faible consommation de matière est déterminée par la rigidité spatiale élevée des structures métalliques constituées d’un tuyau de forme carrée. En raison de la présence de cavités internes, les économies sur le métal sont, par exemple, par rapport à une poutre en I ou une tige, jusqu’à 25-30%. En conséquence, les structures métalliques assemblées deviennent un tiers plus légères, ce qui réduit la charge sur les fondations et les éléments porteurs du bâtiment. De plus, la capacité portante de tout cadre avec travées (poutres, fermes) est calculée en tenant compte non seulement du poids de travail (pour le toit, il s’agit du matériau de toiture + neige, et pour le chevauchement entre les planchers, personnes + meubles). Il prend également en compte le fait qu’il doit également se transporter. En d’autres termes, en réduisant le poids de la structure, nous augmentons la capacité de charge utile autorisée. La faible masse de matière et de produit fini permet dans la plupart des cas de se passer de l’utilisation d’équipements de levage.

La résistance des tuyaux carrés permet d’utiliser une section transversale plus mince du profilé dans les structures métalliques, ce qui n’est pas le moins important pour de nombreuses structures. En raison de la petite surface de la surface extérieure, la résistance aérodynamique du produit est réduite, par conséquent, la structure peut résister à de fortes charges de vent. Pour la même raison, les puits de lumière sont augmentés, car des cloisons métalliques plutôt étroites sont utilisées. Il y a également des économies sur les peintures et vernis protecteurs et décoratifs..

En raison de leurs surfaces planes, les tuyaux carrés et rectangulaires sont techniquement beaucoup plus faciles à traiter que les tuyaux ronds. Ils sont plus faciles à apprêter et à peindre, les composés protecteurs adhèrent mieux aux avions. De tels produits métalliques, par exemple, en comparaison avec une poutre ou un canal en I, ne présentent pas de zones difficiles d’accès pour le traitement, ce qui affecte positivement la résistance à la corrosion du produit assemblé. Ainsi, la structure, où toutes les surfaces sont « en vue », répond le mieux aux exigences sanitaires et hygiéniques, la protection contre l’incendie des cadres métalliques et des éléments porteurs devient plus efficace..

Les bords plats du tube professionnel lui confèrent une excellente ergonomie, si appréciée en construction. Ces profilés à section fermée sont solidaires de tout élément structurel, il est très pratique de les poser le long des plans d’appui. Les tubes profilés occupent un minimum d’espace près de la base, ne forment pas de zones mortes dans les cadres. Il est pratique de visser des vis autotaraudeuses dedans, elles sont facilement gainées de matériaux en feuille.

Un autre point important est la commodité de connecter des tuyaux rectangulaires ou carrés et, par conséquent, la vitesse d’installation accrue. Par exemple, pour créer un coude d’angle, il n’est pas nécessaire de faire des découpes bouclées sur la pièce, comme si vous deviez joindre des tuyaux ronds. Il est plus facile de souder le long d’une ligne qu’autour d’un cercle, des machines à souder automatiques et semi-automatiques peuvent être utilisées, il est beaucoup plus pratique de contrôler la qualité du joint. Les tuyaux rectangulaires et carrés sont bien fixés les uns par rapport aux autres avec des colliers. Avant le soudage, les éléments du cadre plat peuvent être complètement dépliés sur n’importe quelle surface de travail et rester en place. L’assemblage des joints nodaux peut être effectué non seulement par soudage, la présence de plans permet l’utilisation d’options mécaniques – boulons de serrage, divers raccords et raccords, plaques perforées en combinaison avec des vis autotaraudeuses.

La présence d’avions confère aux tubes professionnels une bonne stabilité lors du stockage et du transport; ils peuvent être conditionnés en paquets rectangulaires. Alors que les tuyaux ronds, en particulier de grand diamètre, en raison de leur capacité à rouler, sont une source de danger accru – ils sont transportés et chargés par transport spécial et disposés uniquement par une « pyramide ».

En raison de leur géométrie, les tuyaux carrés et rectangulaires ne peuvent pas résister à la même pression que les tuyaux circulaires de même poids. Les profilés fermés ont un volume interne plus petit et, en même temps, une plus grande surface de contact (le frottement augmente) avec le matériau transporté. Par conséquent, ils sont rarement utilisés pour créer des communications techniques..

Comment choisir un tube profilé

Pour que la structure métallique ait des caractéristiques de performance de conception et une durabilité suffisante, il est nécessaire de sélectionner soigneusement le type de tube profilé. Il existe de nombreux critères de classification et chacun d’eux reflète certaines propriétés d’un produit donné..

Mode de production

En fonction des caractéristiques du processus de production, les tubes profilés, comme les tubes ronds traditionnels, sont divisés en: soudés et sans soudure, laminés à chaud et laminés à froid.

Tubes laminés à chaud(en bande laminée à chaud) – sont de construction et à usage général, ils sont utilisés pour créer des structures métalliques de rue, ainsi que pour la construction de supports de bâtiments et de cadres porteurs. En raison du traitement à haute température des pièces, elles diffèrent par une certaine rugosité de surface, mais elles ne présentent pas de contraintes internes. Le laminage à chaud permet la production de tubes de grand diamètre (à partir de 80×80) et avec une épaisseur de paroi accrue. Comme il est plus facile de déformer l’acier allié et à haute teneur en carbone à des températures élevées, les tuyaux GK ont souvent des propriétés anticorrosion. Les tubes profilés laminés à chaud sont nettement moins chers que les tubes laminés à froid.

Laminage à froidles tubes profilés sur des usines de haute technologie permettent la production de profilés de très haute qualité. Cela s’applique à la propreté de la surface et à la précision des dimensions géométriques (y compris la faible rugosité des plans, le petit rayon d’arrondi des coins). Ce type de tuyau est choisi pour créer les produits pour lesquels des exigences opérationnelles accrues sont imposées. Ce sont les tuyaux dits professionnels pour meubles avec de petits côtés (de 10 à 40 mm) et une faible épaisseur de paroi (jusqu’à 1,5 mm). La déformation de la pièce sans l’utilisation de températures élevées rend le tube profilé plus résistant à la pression interne ou externe, alors qu’il est plus flexible à la flexion.

Tuyaux sans soudureont une résistance beaucoup plus grande que les soudés électriques, car un joint de mauvaise qualité peut être un point faible. De plus, les tuyaux sans soudure déformés à chaud sont généralement fabriqués avec une grande épaisseur de paroi – jusqu’à plusieurs centimètres. Les tuyaux sans soudure se caractérisent par une résistance à la pression élevée, une ductilité, une bonne qualité de surface.

Matériel de fabrication

Les tubes profilés peuvent être fabriqués à partir de n’importe quel acier au carbone (GOST 380-2005 ou GOST 1050-88) 08ps, 1ps, 2ps, 1sp / ps, 2sp / ps, St3sp / ps, St3sp / ps5, 10, 20, 35, 45, 15XM etc. Pour les zones critiques, des tubes professionnels en acier faiblement allié à haute résistance 09G2S (GOST 19281–89) sont souvent utilisés.

Les tubes profilés recouverts d’une fine couche de zinc ont des propriétés anti-corrosion améliorées, qui rouillent 5 à 7 fois plus lentement que les tubes noirs ordinaires. La galvanisation se produit en immergeant le tuyau dans une fonte de zinc ou par pulvérisation. La surface intérieure et extérieure peuvent être protégées.

Les tubes profilés en acier inoxydable, généralement fabriqués dans les nuances AISI 304 et AISI 316, un peu moins souvent – à partir d’AISI 439, 430, 409, présentent une résistance presque absolue à la corrosion. Ils sont principalement utilisés pour créer des détails architecturaux d’un bâtiment et pas si souvent – pour créer cadres de roulement. Le tube profilé en acier inoxydable se caractérise par une résistance à l’abrasion, une résistance à la chaleur, une variété d’options de finition (meulage, polissage, texture de sablage, gravure).

Quel que soit le matériau utilisé pour la production de tubes rectangulaires / carrés, les exigences de géométrie des profilés fermés seront identiques.

Arrondir les coins

Ce paramètre est normalisé par les GOST actuels selon lesquels les tuyaux sont produits. Le rayon d’angle optimal est 2S (double épaisseur de paroi) ou 2,5S pour les tuyaux avec des parois de plus de 2,5 mm d’épaisseur. En fonction des conditions de fabrication et des caractéristiques de l’équipement, en effet, le rayon d’arrondi des coins est souvent plus grand que celui de conception, ce qui permet au fabricant de rendre les tubes profilés plus légers et moins chers. Les tuyaux arrondis ultra-petits sont plus jolis, mais ils sont plus lourds et plus chers que les tuyaux standard. A noter que les coins trop ronds (petit raidisseur) et trop carrés (poids propre élevé) peuvent réduire la capacité portante de la structure..

épaisseur du mur

La division des tuyaux par épaisseur de paroi est plutôt arbitraire. Ici, il est nécessaire de prendre en compte le rapport du diamètre extérieur à l’épaisseur de la paroi extérieure. Les produits laminés tubulaires sont considérés comme à paroi mince si ce rapport ne dépasse pas 0,025, avec un indicateur de 0,05 – le tuyau est appelé standard, un produit à paroi épaisse a un rapport de 0,1 et plus. Dans tous les cas, la technologie est telle que plus la section du tuyau est grande, plus l’épaisseur de la paroi est grande. Les principaux GOST indiquent clairement quelles variantes de ce rapport sont autorisées pour une méthode particulière de production de tubes (laminage à chaud ou laminage à froid). Par exemple, un tuyau carré avec un côté de 180 mm et une paroi de 4 à 14 mm ne peut être produit que par déformation à chaud. La paroi des profilés fermés peut varier en épaisseur de 1 à 12 mm, naturellement, pour les structures plus chargées (par exemple, pour les supports), des tuyaux avec des parois plus massives doivent être utilisés.

Propriétés mécaniques spéciales

La classification des tuyaux profilés, en fonction des propriétés mécaniques et chimiques de la pièce, peut nous renseigner sur le but du tuyau. Pour ce type de produits métalliques, le marquage suivant est utilisé:

• A – seules les caractéristiques mécaniques sont normalisées (acier GOST 380-2005, antérieur GOST 380-88);
• B – les caractéristiques mécaniques et la composition chimique sont normalisées (acier GOST 380-2005 ou GOST 1050-88).

La normalisation de classe «B» est généralement supposée pour les tuyaux de grande forme, car ils sont généralement utilisés pour la fabrication de structures de bâtiment porteuses. À des températures de -20 à +20, ils sont testés pour leur résistance aux chocs. Le même test est réalisé après vieillissement mécanique du métal. Les tubes profilés ne sont pas soumis à des essais hydrauliques, mais certains fabricants peuvent les réaliser de leur propre initiative et, en conséquence, garantir le bon fonctionnement des produits à une pression spécifique. Ces tubes profilés sont affectés à la catégorie de normalisation « D ».

Il est évident que les tuyaux profilés sont très pratiques pour le travail, un matériau de construction vraiment polyvalent, qui est tout simplement irremplaçable dans la construction privée. Il est difficile de surestimer les avantages technologiques et financiers que l’on obtient en utilisant un profil fermé de section carrée ou rectangulaire. Des artisans expérimentés ont longtemps fait leur choix.

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