Свойства, изготовление и применение труб из алюминия

 Трубы из алюминия и его сплавов получили довольно широкое распространение, хотя в быту их применяют редко.

У них есть ряд особенностей, преимуществ и недостатков по сравнению со стальными и медными. Поэтому алюминиевая труба применяется в довольно специфичных областях.

В природе алюминий очень широко встречается. Его доля в составе земной коры составляет около 8%, что делает его самым распространенным из всех металлов. Однако вследствие своей высокой химической активности природные запасы алюминия представлены в различных химических соединениях. Долгое время получение чистого алюминия было очень сложным и дорогим. Лишь в XX веке был освоен промышленный электролитический способ массового производства чистого алюминия из содержащих его руд, прежде всего бокситов. Стоимость алюминия снизилась в десятки раз, а благодаря своим свойствам (легкости, относительной прочности, устойчивости к коррозии и удобству в обработке), он оказался очень востребованным для использования во многих областях человеческой деятельности.

Труба из алюминия

Алюминиевые трубы нередко используют там, где весовые характеристики изделия выходят на первый план.

Свойства и распространенность алюминия

Алюминий - сравнительно легкий металл. Поэтому алюминиевые трубы нередко используют там, где весовые характеристики изделия выходят на первый план, например, при изготовлении некоторых деталей машин, велосипедов, самолетов.

Алюминий легко поддается различным видам механической обработки, он пластичен, гибок, достаточно прочен. Кроме того, отдельные детали из алюминия и его сплавов, в том числе и профильная труба, легко соединяются между собой, например, методом сварки. Пластичность алюминия позволяет ему быть непревзойденным материалом в тех случаях, когда нужна профильная труба.

Перила из алюминиевых труб

Алюминиевые трубы используют при изготовлении перил, металлоконструкций.

Поверхность изготовленных из алюминия деталей имеет значительно меньшую шероховатость, чем у аналогичных стальных. Поэтому трубы из алюминия имеют пропускную способность на несколько десятков процентов выше, чем аналогичные медные или стальные. В связи с этим по алюминиевым трубам удобно транспортировать воду и многие другие жидкости.

Алюминиевая труба имеет еще одно важное преимущество - ей свойственна высокая устойчивость к коррозии. На поверхности металла моментально образуется сплошная тонкая прослойка оксида, защищающая его от дальнейшего взаимодействия с окружающей средой. Это делает алюминий незаменимым при изготовлении систем транспортировки химически активных жидкостей и газов. Широко используется профильная труба из алюминия в системах вентиляции и кондиционирования.

К сожалению, применение алюминиевых труб в системах бытового водоснабжения очень ограничено из-за обнаруженных канцерогенных свойств алюминия, хотя в прошлом их довольно широко применяли и для подводки питьевой воды.

Совокупность всех этих качеств определяет и сферу применения алюминиевых труб. Это машиностроение, добывающая промышленность, дренажные системы, вентиляция, различные трубопроводы, строительство и сельское хозяйство. Алюминиевые трубы используют при изготовлении перил, металлоконструкций. И обычная круглая, и профильная труба широко используется в судостроении.

Кроме того, профильная труба из алюминия широко используется в декоративных целях, для оформления помещений, салонов транспортных средств, элементов ландшафтного дизайна.

Использование алюминия

Схема использования алюминия в различных промышленных отрослях

Сплавы на основе алюминия

Пластичность и гибкость алюминия не всегда является преимуществом - в ряде случаев готовые изделия из чистого металла оказываются недостаточно жесткими. Поэтому вместо использования алюминия в чистом виде давно и успешно применяют изделия из его сплавов.

Прежде всего это дюралюминий. Он был впервые получен в начале XX века немецкими металлургами и сразу по достоинству ими оценен. Они обнаружили, что сплав алюминия с некоторым количеством меди получается гораздо прочнее чистого металла. Легкость и прочность полученного сплава впервые была использована в воздухоплавании, при изготовлении дирижаблей с цельнометаллической оболочкой. Нужно отметить, что авиация, а затем и космонавтика - основная профильная специализация алюминия и его сплавов. Очень скоро новый материал стал широко применяться и в других областях.

Обработка алюминия

В разных странах научились получать целый ряд специфических по своим качествам материалов, экспериментируя с различными добавками и технологиями изготовления алюминиевых сплавов.

В дальнейшем, экспериментируя с различными добавками и технологиями изготовления алюминиевых сплавов, в разных странах научились получать целый ряд специфических по своим качествам материалов.

Под дюралюминием обычно понимают сплавы состава алюминий-медь-магний с небольшим добавлением марганца.

Сегодня в нашей стране из дюралюминия наиболее распространены марки Д16 и в меньшей степени Д1. Используются и марки Д18, В65, Д19, В17, ВАД1. В большинстве случаев дюралюминий упрочняют специальной термообработкой, последующей закалкой и естественным старением при обычной температуре.

В то же время дюралюминий обладает крайне низкой коррозионной устойчивостью, поэтому на практике изделия из него, прежде всего профильные трубы и прокат, покрывают тонкой пленкой чистого алюминия, который защищает их от воздействия окружающей среды и контактирующих жидкостей и газов.

Классификация алюминиевых труб

Благодаря простоте обработки форма профиля алюминиевой трубы может быть практически произвольной, даже с несколькими полостями. Наибольшее распространение получили трубы с круглым, квадратным, шестиугольным, прямоугольным сечением, хотя для разных нужд производится и профильная труба с другими формами поперечного сечения.

Трубы с разной толщиной стенок

В зависимости от отношения толщины стенки трубы к ее диаметру, трубы делят на тонкостенные и толстостенные.

По способу изготовления алюминиевые трубы делят на три основных класса:

  1. Изготовленные методом холодной деформации. В качестве исходного полуфабриката используется алюминиевый круг, который последовательно подвергают вытяжке, прошивке и последующей калибровке. Профильная труба также может быть изготовлена по этой технологии.
  2. Прессованные алюминиевые трубы.
  3. Трубы, полученные методом сварки. Исходным материалом является алюминиевый лист или штрипс, а полученные в результате сварки трубы подвергают горячему отпуску для снятия напряжений в местах швов.

В зависимости от отношения толщины стенки трубы к ее диаметру, трубы делят на тонкостенные и толстостенные. Обычно тонкостенными считают трубы с толщиной стенки до 5 мм. Профильная труба так не классифицируется, поскольку толщина стенок может быть различной в разных местах одного и того же изделия.

Готовые трубы из алюминия и его сплавов, в том числе и профильные, также классифицируются по способу последующей обработки: отожженные, нагартованные, закаленные с искусственным старением, закаленные с естественным старением, а также некоторые другие сочетания этих способов.

По длине алюминиевые трубы делят на мерные, немерные и с кратной мерностью.

Особенности обработки и монтажа алюминиевых труб

При использовании алюминиевых труб в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве нередко возникает необходимость изменять их форму и размеры, соединять между собой и с другими элементами конструкций.

Гибка алюминиевых труб осуществляется на специальных трубогибочных или универсальных профилегибочных станках с применением специальной оснастки. В последнее время получили распространение автоматизированные станки европейского производства с тремя рабочими валиками. В зависимости от размера и формы профиля трубы, используются насадки соответствующей формы.

Каркас теплицы из алюминиевых труб

Схема каркаса теплицы из алюминиевых труб.

Сварку алюминиевых труб производят различными методами, которые в целом можно разделить на две большие группы:

Сварка плавлением наиболее часто применяется в условиях удаленности от серьезного специализированного промышленного оборудования. Этот тип сварки алюминиевых труб в свою очередь делят на два вида:

При дуговой сварке в инертной среде источником тепла для оплавления свариваемых кромок служит дуга, возбуждаемая высоким напряжением между электродом и свариваемым металлом. Иногда в процессе образования шва участвует материал плавящегося электрода.

Пластичность алюминия допускает довольно широкий спектр операций с готовыми трубами, ограничиваясь использованием портативного оборудования и ручного инструмента. Помимо гибки и сварки, алюминиевые трубы сравнительно несложно режутся, развальцовываются, сверлятся. С помощью специального инструмента можно соединять трубы друг с другом методом отбортовки.

Похожие статьи:
Top