- Какие трубы более прочные – круглые или профильные
- Эксплуатационные отличия
- Где лучшее применять круглую и профильную трубу
Металлические трубы сочетают в себе прочность, стойкость к продольному сжатию и конструктивную эффективность. Их можно применять для транспортировки жидких, сыпучих и газообразных материалов и веществ, а также использовать в качестве несущих стержней и конструктивных элементов различных металлоконструкций, сооружений, механизмов и агрегатов. Все вышеперечисленное обуславливает потребность в трубах разного сечения. И если еще 100 лет назад в основном использовалась лишь круглая труба, то сегодня промышленность выпускает колоссальное количество сварных профилей различных форм и размеров.
Круглая труба производится тонко- и толстостенной. А вот сортамент профильных труб более разнообразен. В него входят:
- трубы квадратные и прямоугольные;
- трубы треугольные и шестигранные;
- трубы овальные и каплевидные;
- трубы D-образные и двухшлицевые;
- трубы переменного поперечного сечения;
- трубы ребристые, плавниковые и гофрированные;
- трубы с наружными или внутренними продольными и спиральными ребрами.
Большинство профильных труб имеют исключительно производственное и специализированное предназначение. По этой причине в данной статье будем сравнивать круглую и профильную трубу с квадратным и прямоугольным поперечным сечением, так как именно они находят массовое применение в быту, строительстве и промышленности. Для объективности сравнения будем исходить из того, что трубные профили выполнены из углеродистой стали Ст3пс или ее европейского аналога S235JR, имеют продольный сварной шов и постоянную толщину стенки. Это позволит исключить дополнительные отличия, обусловленные свойствами материала, особенностями формы и методом производства.
Какие трубы более прочные – круглые или профильные
Ключевое отличие квадратной и профильной трубы – разница в форме сечения. Именно форма определяет все технологические и эксплуатационные различия.
Круглая труба имеет одинаковую толщину стенки по всему периметру. При этом по внутреннему и наружному диаметру ее стенка равноудалена от центра тяжести. Благодаря этому распределение веса и сил в теле круглой трубы происходит равномерно. Такая способность обуславливает ее высокую жесткость к кручению и сжатию и делает идеальным профилем для колонн и сжатых стержней металлоконструкций, строений и механизмов.
При профилировании трубных профилей ориентировочно 50 процентов периметра идет на вытяжку и 50 процентов – на утолщение угловой зоны. За счет радиусного закругления по внешней и внутренней стороне в углах по сравнению с серединой граней происходит утолщение металла. Таким образом, квадратные и прямоугольные трубы имеют четыре ребра жесткости с повышенной толщиной металла. Они делают профиль более стойким к сжимающим нагрузкам, но одновременно аккумулируют в себе повышенные напряжения. Плоские грани при этом менее прочные и более подвержены деформации.
Сразу ответить на вопрос «какая труба прочнее круглая или профильная?» невозможно в виду очень разных условий использования такой продукции. Как физический параметр, прочность определяется как способность конструкционного материала, в нашем случае круглой и профильной трубы, сопротивляться разрушению и деформации из-за напряжений, возникающих под воздействием внешних сил. В зависимости от условий эксплуатации это могут напряжения:
- статические и динамические;
- постоянные и периодические;
- продольные, поперечные, точечные;
- сжимающие, изгибающие, растягивающие, крутящие и т.д.;
- действующие в одном направлении и знакопеременные.
Таким образом, в плане механической и конструктивной прочности на уровне обывателя вряд ли можно говорить о том, что круглая труба более прочная, чем профильная, и наоборот. В каждом конкретном случае необходимо выполнять расчеты с учетом формы и площади сечения, а также толщины стенки трубы, реальных и вероятных нагрузок. Зато по отношению к продольному кручению более стойкой будет круглая труба, а менее стойкой – прямоугольная.
Эксплуатационные отличия
У круглой трубы жесткость при кручении в десятки раз выше чем у любого открытого профиля: тавра, двутавра, швеллера. В фермах ее применение обеспечивает экономию металла до 30%. Она обеспечивает равномерное распределение внутренних напряжений и с точки зрения гидродинамики является безупречным профилем для транспортировки жидких и газообразных сред. По сравнению с профильной трубой, круглая труба:
- отлично подходит для формирования промышленных и бытовых трубопроводов различного назначения;
- сложнее стыкуется при создании сборочных узлов;
- даже при большом размере сечения лучше поддается изгибу;
- позволяет нарезать резьбу на внутренней и наружной стороне;
- может резаться под любым углом без привязки к форме сечения;
- более трудозатратна при создании металлоконструкций сложной конфигурации.
Профильная труба (в европейском стандарте EN 10219 и его гармонизированном украинском аналоге ДСТУ EN 10219 такие изделия называют сварными полыми профилями) более фактурная, но менее стойкая к гидроударам. Но ее и не используют для создания трубопроводов и не нарезают на ней резьбу. За счет наличия продольных ребер жесткости труба некруглого сечения:
- режется с учетом расположения углов;
- более компактна и безопасна при складировании;
- проще режется и сверлится в продольных гранях;
- надежно фиксируется в тисках и при механической обработке;
- используется в основном для прямолинейных фрагментов металлоконструкций;
- выступает стержнем, прекрасно выдерживающем значительные сжимающие нагрузки.
Профильная и круглая труба, выполненные из одной и той же марки углеродистой стали, в одинаковой степени склонны к атмосферной, химической и электрохимической коррозии. Поэтому при использовании в условиях повышенной агрессивности окружающей среды такие изделия требуют применения различных видов покрытий и технологий защиты. Они хорошо окрашиваются, режутся и свариваются (у труб, выполненных из одной и той же марки стали, свариваемость будет одинаковой).
Сравнение круглой и профильной трубы
|
Параметр |
Круглая труба |
Профильная труба |
|
|
Форма поперечного сечения |
Круг |
Квадрат |
Прямоугольник |
|
Формула расчета площади поперечного сечения, где D – диаметр, a и b – стороны сечения, s – толщина стенки трубы |
S=¼ π × (D2 – (D – 2*s))2 |
S=a2 – (a – s)2 |
S=a*b – ((a – s)*(b – s)) |
|
Стойкость к продольному сжатию |
Высокая |
Высокая |
|
|
Стойкость к поперечному сжатию |
Высокая |
Хорошая |
|
|
Стойкость к кручению |
Высокая |
Хорошая |
|
|
Стойкость гидравлическая |
Хорошая |
Средняя |
|
|
Сверление |
В ручном и автоматическом режиме |
В ручном и автоматическом режиме |
|
|
Фрезеровка |
В ручном и автоматическом режиме |
В ручном и автоматическом режиме |
|
|
Порезка |
Труборез, ножовка, газовый резак, болгарка, ленточный и дисковый станок |
Ножовка, газовый резак, болгарка, ленточный и дисковый станок |
|
|
Гибка на ручном кондукторе без дополнительного нагрева |
Хорошая |
Используется для труб со стенкой до 30 мм и менее |
Используется для труб 50х30 и менее, но при условии, что продольный изгиб осуществляется по узкой грани |
|
Фиксация в тисках и зажимах |
Удовлетворительная |
Хорошая |
|
|
Экологичность |
Хорошая |
Хорошая |
|
|
Пригодность для вторичной переработки |
Полная |
||
Где лучшее применять круглую и профильную трубу
И круглая, и профильная труба – металлопродукция широкого применения. Они массово применяются в качестве закладного элемента в строительстве и как конструкционный элемент в промышленном инжиниринге и энергетике. Также находят применении при изготовлении навесов, элементов ландшафтного освещения и дизайна, домашней и садовой мебели. Однако круглая труба больше подходит для изголовий кроватей, качелей, кресел, а профильная – для столов, барных стульев и табуретов, садовых диванчиков, скамеек.
Круглая труба незаменима для систем отопления и бытовых водопроводов и газопроводов. Она идеальна для различных трубопроводных коммуникаций, фитингов и крепежа. Для этих целей профильная труба не применяется в принципе. Зато она идеально подходит для столбов заборов и ограждений, создания несущих и рамных металлоконструкций строительного и машиностроительного назначения.
Приобрести необходимые для вас размеры как круглой, так и профильной трубы, можно на сайте компании Метинвест-СМЦ. Звоните по номеру 0800-30-30-70, наш менеджер уточнит для вас наличие товара, а также ознакомит с выгодными условиями порезки на металлоцентрах и доставки прямо на дом к клиенту.
Мы рады, что вы заинтересовались информацией из нашего блога. И даем согласие на использование материалов для учебных целей или для личного пользования. Однако предупреждаем, что копирование информации для публичного распространения – это нарушения авторского права и других прав интеллектуальной собственности, согласно Бернской конвенции и Закона Украины об авторском праве №3792-XII.
