Как выбрать алюминиевые профильные трубы: виды, стандартные размеры и вес + таблица ГОСТов

В производственной практике применяется большое количество различных конструкций, с использованием металлов и сплавов из них, обладающих особыми свойствами. Функциональной особенностью производственного процесса выступает правильный выбор необходимого метала или сплава металлов. Конструкторы обращают внимание на следующие критерии отбора:

Не менее важно, рассчитать потребность в количестве выбранного металла, для производства определенной конструкции или прибора. Расчет производится на основании формулы: Y=P/V , где: Y — это удельный вес; P — вес твердого металла; V — объём металла. Величину, полученную в результате вычислений измеряют в см/м³.

Сферы применения

Сплавы алюминия при небольшом удельном весе обладают достаточной прочностью и высокой коррозионной стойкостью. Поэтому алюминиевые трубы применяют в самых разных областях:

• В строительстве для прокладки кабельных коммуникаций, устройства фасадных систем с навесными фасадами.
• Для оконных и дверных конструкций, витринных каркасов, перегородок, перил, декоративных решеток и ограждений; подвесных потолков и обшивке стен отделочными материалами.
• Из алюминиевой профтрубы изготавливают мебель; в торговом, выставочном, рекламном оборудовании профиль из алюминиевых сплавов просто незаменим.
• Из алюминиевого профиля изготавливают каркасы небольших конструкций или малых архитектурных форм – беседок, навесов, тентов, теплиц, небольших ангаров, ограждений.

• Часто используют для комплектующих воздуховодов.
• Для всевозможных изделий, применяющихся в быту: почти вечные стремянки и лестницы, декоративные изделия, тенты и навесы, карнизы, полки, этажерки, клетки, вольеры.
• Спортивный инвентарь, каркасы мелких и надувных лодок и т.д.
• Алюминиевые трубы, в том числе и профильные, достаточно широко применяются в промышленности – нефтяной, в судостроении, автомобилестроении, авиационной промышленности, при изготовлении лифтов.

Теоретический вес 1 м плиты, кг, шириной 1500 мм

Технические характеристики и свойства

Алюминий – очень легкий металл, его плотность более, чем в три раза меньше плотности стали (2,7 т/м³ против 7,85 – плотности углеродистых сталей). Плотность самого распространенного сплава – дюралюминия – чуть больше, но также примерно в три раза меньше плотности стали.

Чистый алюминий пластичный и довольно мягкий, имеет небольшую прочность и высокую податливость штамповке и прокатке, сплавы алюминия уже более твердые и прочные. Алюминий имеет высокую электро- и теплопроводность.

Для изготовления трубчатого профиля применяются в основном сплавы с другими металлами (магнием, медью, цинком, литием, медью, марганцем). Они имеют высокую прочность – до 500 МПа, могут работать при повышенной до 175 °C температуре, высокую вязкость и усталостную прочность (она обуславливает устойчивость к переменным нагрузкам).

Срок службы

Срок службы конструкций из алюминия зависит от нагрузок на конструкцию. Чистый алюминий не подвержен коррозии и может простоять более 50 лет и больше (вероятно и 80 лет).

Дюралюминий более подвержен коррозии и в ответственных конструкциях его защищают слоем алюминия, специальными грунтовками и красками – но на 50 лет вполне можно рассчитывать. Но если конструкция бывает чрезмерно нагружена и при постоянных знакопеременных нагрузках срок службы алюминиевых конструкций несколько уменьшается (прочность алюминиевых сплавов все-таки меньше, чем у стали).

Тем не менее: самолеты летают по 50 лет, алюминиевые окна – также вещь очень долговечная. Так что долговечность алюминиевых сплавов проверена временем, и при установке конструкций из алюминия можно рассчитывать на несколько десятилетий беспроблемной службы.

Теоретический вес плит, кг, раскроем 1200х3000 мм

Особенности конструкции

У квадратной и прямоугольной трубы никаких особенностей по сравнению со стальными изделиями нет. Зато фасонные изделия встречаются очень необычных и интересных форм сечения: в форме полукруга, треугольника, полуовала, ромба, сложной формы, с наружными ребрами – из них делают лестницы и стремянки. Пластичность материала позволяет получить интересные изделия для декоративной отделки помещений.

Какие бывают сплавы алюминия

Алюминий очень хорошо образует сплавы со многими другими металлами. Чистый алюминий применяют в основном в электротехнике.

Для конструкций применяют в основном дюралюминий – сплав с медью, магнием и марганцем.

Часто встречается сплав силумин – с кремнием. Используется для корпусов приборов и мелких механизмов, деталей бытовых приборов, декоративных изделий и, к сожалению, для недолговечных смесителей.

Конструкционными являются также технологичные сплавы с магнием и марганцем. Эти сплавы обладают достаточной прочностью, высокой пластичностью и стойкостью к коррозии, отличной свариваемостью.

Алюминиево-медные сплавы после термического упрочнения равны по своим механическим свойствам низкоуглеродистым сталям и прекрасно поддаются термической обработке. Недостаток этих сплавов – низкая коррозионная устойчивость и необходимость в защитных покрытиях. Такие сплавы легируют железом, никелем и магнием. Магний повышает прочность и пластичность сплава, железо и никель – жаростойкость.

Для применения в блоках цилиндров и во втулочных подшипниках выпускается сплав под названием алькусин (аэрон) из алюминия, меди и кремния. Сплав обладает высокой твердостью и хорошими антифрикционными свойствами.

Существуют и сплавы с цинком и магнием, иногда с добавкой меди. Они имеют высокую прочность и обрабатываемость, но невысокую устойчивость к коррозии.

Очень перспективными являются сплавы с добавками лития: литий уменьшает плотность сплава и повышает упругость. Разработаны сплавы из алюминия с литием и с медью и магнием.

Сплавы алюминия подразделяются на две больших группы: конструкционные (деформируемые) и конструкционные. Конструкционные сплавы могут проходить термическую обработку, могут не проходить. Деформируемые сплавы чаще всего проходят обработку ковкой или штамповкой.

Дюралюминий

Дюралюминий – очень распространенный алюминиевый сплав с медью, магнием, марганцем. Эти сплавы производятся более полувека, и характеризуются сочетанием высокой статической прочности (до 450-500 МПа) при комнатной и повышенной (до 150…175 °C) температурах, высоких усталостной прочности и вязкости разрушения.

Дюралюминий упрочняют с помощью закалки и искусственного или естественного старения.

В состав дюралюминия входит примерно 93,5 % алюминия, 4,5 % меди, 1,5 % магния и 0,5 % марганца.

При всех своих достоинствах эта группа сплавов подвержена коррозии и требует антикоррозионного покрытия. Прокат чаще всего покрывают чистым алюминием, анодируют, изделия покрывают грунтовкой и красят.

Виды и характеристики алюминиевого круга (прутка)

Изготовленный из сплавов АМц и АМг, алюминиевый пруток отличается:

— прекрасными антикоррозионными свойствами;

— высокой пластичностью;

— хорошей свариваемостью;

— электропроводностью.

Упрочнения изделий достигается методом холодной деформации.

Алюминиевые круги (прутки) марок АД1 и АД31 также характеризуются стойкостью к возникновению процессов коррозии и достаточно высоким уровнем пластичности. Для их упрочнения применяется термическая обработка. Ковочные сплавы, маркирующиеся как АК4-1 и АК6, отличаются устойчивостью к воздействию повышенных температур, легко обрабатываются резанием, а также поддаются точечной и роликовой сварке. Для улучшения их антикоррозионных свойств существует техника плакирования и анодирования.

Алюминиевые прутки, в зависимости от способа производства, бывают плакированными и неплакированными. Характеризуются нормальной точностью и прочностью. Для проверки косины среза, овальности, кривизны и скручивания используют ГОСТ 26877-91.

По состоянию металла алюминиевые круги (прутки) классифицируют:

— горячепрессованные и без термической обработки;

— отожженные и мягкие (в маркировке отражается буквой М);

— естественно состаренные и закаленные (Т);

— искусственно состаренные и закаленные (алюминиевые круги с маркировкой Т1).

Все испытания с закаленными изделиями выполняются исключительно после прохождения термической обработки. Микроструктура закаленных кругов без следов пережога.

Круг алюминиевый АК4-1

Прессованные алюминиевые прутки с матовой поверхностью изготавливаются в соответствии с ГОСТ 21488-97. ГОСТ 4784-97 регламентирует химический состав прутков марки АК4.

Алюминиевый круг из деформируемого сплава АК4-1 поставляется в виде прутков немерной и мерной длины. Данный вид сортамента хорошо поддается механической обработке, устойчив к воздействию повышенной температуры, обладает хорошими прочностными характеристиками. Алюминиевый круг АК4-1 обладает устойчивостью к различным видам коррозионных разрушений, удовлетворительно сваривается. В деформируемом сплаве основными легирующими присадками являются магний, медь, железо и никель.

По состоянию металла алюминиевые прутки АК4-1 различают закаленные и состаренные искусственно (маркируются АК4-1Т1) и горячепрессованные или без термообработки (АК4-1). После термической обработки происходит изменение свойств и структуры металла, алюминиевый круг приобретает повышенную твердость и прочность. Изделия легче обрабатываются, но при этом снижается ударная вязкость и пластичность. По способу производства прутки АК4-1 – без плакировки.

Используются, в основном, для производства элементов конструкций, на которые воздействует значительный аэродинамический нагрев. Из них изготавливают детали для реактивных двигателей.

Круг алюминиевый АК6

Прессованные алюминиевые круги АК6 с матовой поверхностью производятся согласно ГОСТ 21488-97. Состав сплава АК6 регламентируется ГОСТ 4784-97. Свойства прутков АК6 схожи с АК4-1. В качестве легирующих элементов используется кремний, марганец, медь, магний и железо.

Неплакированные алюминиевые круги по состоянию металла классифицируют на: отожженные или мягкие (прутки АК6М) и горячепрессованные или без термообработки (АК6). Отожженные прутки приобретают пластичность и ковкость, благодаря чему металл легче режется. Дрессировкой, т.е. прокаткой с 2-5%-ным обжатием частично восстанавливают твердость сплава. Сфера применения алюминиевых кругов АК6 аналогична АК4-1.

Алюминиевые круги АМг

Изготавливают алюминиево-магниевые прутки в соответствии с ГОСТ 21488-97. Химический состав контролируется ГОСТ 4784-97.

Алюминиевый круг АМг представляет собой калиброванный пруток из легированного магнием деформируемого алюминиевого сплава. Среди основных свойств можно отметить пластичность, высокую коррозионную стойкость и хорошую свариваемость. Упрочнение металла проводят холодной обработкой давлением.

Алюминиевые прутки АМг2 изготавливают из сплава алюминия, в состав которого входит 2% магния. Благодаря небольшому содержанию примесей круглый сортовой прокат хорошо проводит ток, пластичен и стоек к коррозионным процессам.

Алюминиевый круг АМг3 используется для производства химических сосудов, оборудования гидравлики, рам ж/д вагонов, некоторых деталей летательной техники, декоративных ограждений. В составе АМг3 содержится 3% магния.

Алюминиевые прутки АМг5 состоят из сплава, содержащего 5% магния, очень хорошо сваривающегося, с высокими механическими и противокоррозионными свойствами.

Круг алюминиевый АМг6 (6% магния) применяется в производстве деталей гидросамолетов, холодильников и конденсаторов на нефтеперегонных предприятиях, судов и внешних строительных сооружений.

Алюминиевые круги АМц

Изготавливается из легированного марганцем деформируемого алюминиевого сплава. Характеризуется высокой прочностью, коррозионной стойкостью и пластичностью. Используется для строительных сооружений, деталей, не испытывающих большие нагрузки, радиаторов. Зависимо от дополнительной технологической обработки различают алюминиевые круги АМцМ и АМцН

АМцМ – отожженные мягкие прутки. Благодаря отжигу повышается пластичность и ковкость алюминия. Твердость частично восстанавливают прокаткой с 2-5% обжатием – дрессировкой.

АМцН – нагартованные, упрочняются пластической деформацией, в результате которой меняются свойства металла и структура. Ударная вязкость и пластичность уменьшаются при одновременном повышении прочности и твердости.

Алюминиевые круги АД1

Изготавливаются из технического алюминия по ГОСТ 21488-97. Химический состав в соответствии с ГОСТ 4784-97.

Алюминиевый круг АД1 упрочняется термообработкой, хорошо поддается сварке разными способами, характеризуется электропроводностью, коррозионной стойкостью и пластичностью. Пруток из марки АД1 содержит в своем составе минимальное количество примесей. По состоянию металла прутки различают:

— отожженные или мягкие (АД1М);

— горячепрессованные или без термообработки (маркируется АД1).

По способу производства – без плакировки (покрытия тонким слоем чистого металла).

Из алюминиевых кругов АД1 изготавливают некоторые декоративные элементы в помещениях, мебельную фурнитуру, детали газовых плит и холодильников, ограждения.

Алюминиевые круги АД31

Прутки из алюминиевого деформируемого сплава АД31 (где 31 – чистота сплава) применяются для производства промышленных и строительных конструкций, т.к. отличаются высокой стойкостью к коррозии и хорошей свариваемостью. Различают алюминиевые круги АД31М (мягкие и отожженные) и АД31Н (нагартованные, упрочненные пластической деформацией).

Алюминиевый круг В95

Деформируемый алюминиевый сплав В95 содержит в своем составе достаточно большое количество цинка и магния. Цифра 95 обозначает чистоту сплава в процентах, а буква В – дюралевый сплав с повышенными прочностными характеристиками. Также в состав деформируемого сплава входят марганец и медь и небольшое количество титана, кремния, хрома и железа. Алюминиевые круги (прутки), изготовленные из сплава В95, отличаются высокой вязкостью разрушения и твердостью, легко подаются механической обработке. Из прутков марки В95 производят некоторые детали для авиастроения, и высоконагруженные конструкции.

Алюминиевые круги В95 представлены в виде дюраля и закаленного и искусственно состаренного дюраля В95Т1.

Алюминиевый круг (пруток) В16

Основными легирующими элементами в составе алюминиевого деформируемого сплава Д16 являются медь и магний. Цифра 16 – чистота в процентах, а буквенная маркировка (Д) – обозначает дюраль. Алюминиевые прутки из Д16 характеризуются высокой пластичностью и легкостью механической обработки. Прутки хорошо свариваются, обладают удовлетворительной коррозионной стойкостью, повысить которую можно путем дополнительной плакировки поверхности. Сфера применения алюминиевых прутков из дюралевого сплава Д16 очень широка. Материал востребован в химической и топливной промышленностях, машиностроении и строительстве.

Как производятся

Технология изготовления профильных труб из алюминия принципиально ничем не отличается от технологии изготовления стальной профтрубы. Пластичность алюминия и его сплавов облегчает изготовление. Способы изготовления труб: сварка, холодное деформирование, прессование. Термообработка после изготовления – обязательна, она снимает напряжения в металле.

Технология производства

Сварка производится следующим образом – производится порезка листа на полосы, гибка полос и электросварка. Затем заготовку формуют (прокатывают) в нужный профиль. Пластичность алюминия это позволяет сделать без промежуточной термообработки. Затем трубу отпускают – нагревают и охлаждают, при этом снимают внутренние напряжения в металле. При всей заманчивости этого метода у него есть и недостатки – металл в области сварного шва не так прочен, как остальная часть трубы, именно в этом месте со временем могут появиться неплотности или трещинки.

Сварка алюминия – достаточно сложный процесс и требует высокой квалификации сварщика. Поэтому эти трубы рекомендуется монтировать в ненагруженных конструкциях, не требующих особой герметичности, и в основном в быту.

Прессование – разогретую заготовку пропускают через специальный пресс и как бы выдавливают гильзу. Прессование позволяет получить прочную трубу хорошего качества.

При холодной деформации (волочении) трубу вытягивают в холодном состоянии, формируют профиль (круг, квадрат, овал) и калибруют. Затем подвергают термообработке. Таким методом получают трубы самого высокого качества, с высокой точностью размеров, с тонкой стенкой, минимальных размеров. Недостаток – высокая стоимость.

Алюминиевые изделия можно подвергать термообработке: закалке, отжигу, искусственному или естественному старению.

Нормативные документы

Все виды выпускаемой продукции нормируются государственными стандартами. Высокое качество продукции гарантируется стандартизированными методами испытания труб, оговоренными в стандартах.

Стандарты и ГОСТы

Классификация алюминиевых профильных труб производится по способу производства:

• Холоднодеформированные алюминиевые профильные трубы выпускаются в соответствии с ГОСТ 18475 – 82 «Трубы холоднодеформированные из алюминия и алюминиевых сплавов», ГОСТ192096-83 «Трубы бесшовные холоднодеформированные из алюминиевых сплавов».

• Прессованные трубы – по ГОСТ 18482 – 79 «Трубы прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов».
• Сварная прямошовная труба из сплавов – по ГОСТ 23697 – 79 «Трубы сварные прямошовные из алюминиевых сплавов».

Теоретический вес плит, кг, раскроем 1500х4000 мм

Виды, сортамент, размеры и сечения

Профильные алюминиевые трубы выпускаются:

• Квадратные.
• Прямоугольные.
• Овальные.
• Фасонные.

По толщине стенки подразделяются только круглые трубы – с толщиной стенки до 5 мм – тонкостенные, свыше 5,0 мм – толстостенные.

По длине:

• Мерной длины.
• Кратной мерной длины.
• Немерной длины.
• В бухтах – так поставляется в основном алюминиевая труба.

Сортамент включает в себя квадратные трубы от 10×10х0,9 мм до 100×100х4 мм; прямоугольные от 20×20х2 мм до 200×100х4 мм.

Типоразмеры и маркировка

По способу термообработки профтрубы бывают:

• Без термоообработки (обычно это горячепрессованные трубы) – обозначаются только маркой алюминия или сплава.
• Отожжённые – буквой М.
• Закалённые и естественно состаренные — Т.
• Закалённые и искусственно состаренные – Т1.
• Не полностью закалённые и искусственно состаренные – Т5.
• Нагартованные и полунагартованные – Н и Н2.

В маркировке труб указывается марка сплава, вид термической обработки, наружный диаметр, толщина стенки, длина (или буквы БТ, если поставка производится в бухте), если трубы поставляются в мерных отрезках.

Примеры:

• Труба круглая из алюминиевого сплава марки АМц, без термической обработки, с наружным диаметром 60 мм, толщиной стенки 10 мм, немерной длины:

Труба АК6 60×10 ГОСТ 18482-79

• Труба круглая из алюминиевого сплава марки АК6, в закаленном и искусственно состаренном состоянии, с наружным диаметром 80 мм, толщиной стенки 15 мм, длиной 2000 мм:

Труба АК6.Т1 80×15х2000 ГОСТ 18482-79

Алюминиевые профили для светопрозрачных конструкций ЛАМИНАР – 56

Возможна покраска профилей в любой цвет по каталогу RAL, а также изготовление профилей индивидуальной длины при заказе 500кг одного вида профиля.

Преимущества и недостатки

Если сравнить плюсы и минусы профильных труб из алюминия, то плюсов намного больше:

• Небольшой вес – в три раза меньше, чем у стальных конструкций – это позволяет облегчать конструкции, транспортировку и монтаж.
• Многообразие форм профиля и цветов у декоративных изделий.
• Большая прочность.
• Пластичность – трубы легко гнутся.
• Устойчивость к коррозии – даже подверженные ей сплавы все равно корродируют намного медленнее, чем сталь.
• Устойчивость к высоким и низким температурам.
• Эстетичный внешний вид.
• Долговечность.
• Простота обслуживания.
• Технологичность – профтрубы легко монтируются; можно использовать сварку, краб-системы, фитинги, болты.
• Малое температурное расширение.
• Широкий диапазон рабочих температур от -80° до +120° С.
• Полная и достаточно безвредная утилизация – алюминий полностью переплавляется и используется выпуска других изделий.

Недостаток – относительно большая цена и мягкость чистого алюминия. Кроме того, следует иметь в виду, что алюминиевые трубопроводы не применяются для питьевой воды (и пищевых продуктов).

Теоретический вес 1 м плиты, кг, шириной 1200 мм

Советы по выбору

При выборе алюминиевых изделий следует тщательно продумать будущую конструкцию и определить необходимые размеры, толщину стенки, отделку профиля. При покупке следует внимательно осмотреть закупаемый материал. На трубах не должно быть раковин, трещин, неметаллических включений, расслоений, утяжек, рыхлостей, пузырей, сильных вмятин.

При покупке требуйте сертификат – иначе можно купить мягкую трубу из алюминия вместо прочного сплава. Допускаются на поверхности риски и неглубокие царапины, небольшие пятна, цвета побежалости, остатки технологической смазки. Если вы покупаете материал с декоративным покрытием – следует тщательно осмотреть покрытие.

Примерная цена и лучшие производители

Лучшие производители алюминиевого проката в России — Самарский МЗ, Каменск-Уральский МЗ, Ступинская МК, Агрисовгаз, Белокалитвинское МПО. Цены на ходовые для мелких металлоконструкций размеры труб (за погонный метр):

• 25×25х2 мм из сплава АДЗ1 Т1 – от 150 руб/м.
• 30×30х2 мм из сплава АДЗ1 Т1 – от 170 руб/м.
• 40×20х2мм из сплава АДЗ1 Т1 – от 170 руб/м.

Это цены на недорогие трубы, у других производителей трубы могут стоить в два раза больше, импортные еще дороже.

Теоретический вес плит, кг, раскроем 1200х4000 мм

Советы по монтажу

Сварка алюминия требует высокой квалификации сварщика, и в домашних условиях этот метод обычно не применяют. Зато возможно крепление с помощью краб-систем, фитингов и на болтах – самые ходовые способы сборки металлоконструкций. Желательно монтировать с помощью краб-систем.

Для крепления с помощью крабов понадобятся два гаечных ключа, болты М8, крабовое соединение. Профтрубы нарезаются в размер, зачищаются заусенцы.

Заготовки вставляются в краб до упора, несильно наживляются болтами, проверяются углы, болты туго затягиваются. Если выполняется сборка крупной конструкции, лучше «наживить» всю конструкцию, вымерять вертикальность и горизонтальность трубных заготовок, прямоугольность углов и затем затянуть все болты, начиная снизу. Такую работу лучше выполнять вдвоем.

Можно собрать часть конструкции на ровной горизонтальной площадке, а затем поднять и установить. Установив две стены навеса, беседки или теплицы, установить и наживить все поперечные трубы, промерить, собрать другие стены, еще раз промерить, закрутить болты окончательно.

При сборке конструкций при помощи болтов обязательно необходимо применять соединительные пластины. До сборки следует просверлить в болтах и пластинах отверстия, затем собрать и закрутить.

Особенности эксплуатации

Следует помнить, что соединение при помощи болтов или краб-систем является обслуживаемым, и периодически – 1-2 раза в год – необходимо проверять соединение и подтягивать болты.

Возможные проблемы

Следует иметь в виду, что прочность алюминия все-таки меньше, чем у стали, и большой стеллаж, нагруженный заготовками на зиму – не лучшее применение дюралевым конструкциям. Зато всевозможные тенты и навесы, вольеры и легкие стеллажи – как раз то, для чего алюминиевая профтруба предназначена. Кроме того, такие трубы не любят большую поперечную нагрузку – труба может изогнуться.

Упаковка, транспортировка и хранение

Алюминиевые профиля можно поцарапать и даже погнуть при небрежной перевозке или хранении. Поэтому при перевозке следует укладывать их таким образом, чтобы на них не давили (и не падали!) тяжелые предметы. Пара деревяшек или мешок шпаклевки весом 25 кг крупным трубам особо не повредит, но упавшая дверь, окно, стальной уголок вполне может оставить вмятину или прогнуть трубу.

Неплохо упаковывать изделия в картон и полиэтилен, особенно если на трубах имеется декоративное покрытие. Особых требований к хранению алюминия и сплавов нет. Но если Вы знаете, что данный сплав неустойчив к коррозии – храните разборные конструкции под крышей, а еще лучше – в гараже или сарае, а не на улице или в подвале.

Теоретический вес плит, кг, раскроем 1500х3000 мм