- Які труби міцніші – круглі або профільні
- Експлуатаційні відмінності
- Де краще застосовувати круглу та профільну трубу
Металеві труби поєднують у собі міцність, стійкість до поздовжнього стиску та конструктивну ефективність. Їх можна застосовувати для транспортування рідких, сипких і газоподібних матеріалів і речовин, а також використовувати як несучі стрижні та конструктивні елементи різних металоконструкцій, споруд, механізмів і агрегатів. Все перераховане вище обумовлює потребу в трубах різного перерізу. І якщо ще 100 років тому переважно використовувалася лише кругла труба, то сьогодні промисловість випускає колосальну кількість зварних профілів різних форм і розмірів.
Кругла труба виробляється тонко- та товстостінною. А ось сортамент профільних труб різноманітніший. До нього входять:
- труби прямокутні та квадратні;
- труби трикутні та шестигранні;
- труби овальні та краплеподібні;
- труби D-подібні та двошліцеві;
- труби змінного поперечного перерізу;
- труби ребристі, плавникові та гофровані;
- труби із зовнішніми або внутрішніми поздовжніми та спіральними ребрами.
Більшість профільних труб мають виключно виробниче та спеціалізоване призначення. З цієї причини в цій статті будемо порівнювати круглу та профільну трубу з квадратним та прямокутним поперечним перерізом, оскільки саме вони знаходять масове застосування у побуті, будівництві та промисловості. Для об'єктивності порівняння виходитимемо з того, що трубні профілі виконані з вуглецевої сталі Ст3пс або її європейського аналога S235JR, мають поздовжній зварний шов і постійну товщину стінки. Це дозволить виключити додаткові відмінності, зумовлені властивостями матеріалу, особливостями форми та методом виробництва.
Які труби більш міцні – круглі або профільні
Ключова відмінність квадратної та профільної труби – різниця у формі перерізу. Саме форма визначає всі технологічні та експлуатаційні відмінності.
Кругла труба має однакову товщину стінки по всьому периметру. При цьому по внутрішньому та зовнішньому діаметру її стінка рівновіддалена від центру ваги. Завдяки цьому розподіл ваги та сил у тілі круглої труби відбувається рівномірно. Така здатність обумовлює її високу жорсткість до скручення та стиснення та робить ідеальним профілем для колон та стиснутих стрижнів металоконструкцій, будівель та механізмів.
При профілюванні трубних профілів орієнтовно 50 відсотків периметра йде на витяжку і 50 відсотків - на потовщення кутової зони. За рахунок радіусного закруглення по зовнішній та внутрішній стороні у кутах порівняно з серединою граней відбувається потовщення металу. Таким чином, квадратні та прямокутні труби мають чотири ребра жорсткості з підвищеною товщиною металу. Вони роблять профіль більш стійким до стискаючих навантажень, але одночасно акумулюють у собі підвищену напругу. Плоскі грані при цьому менш міцні і більш схильні до деформації.
Одразу відповісти на запитання «яка труба міцніша кругла або профільна?» неможливо через дуже різні умови використання такої продукції. Як фізичний параметр, міцність визначається як здатність конструкційного матеріалу, в нашому випадку круглої та профільної труби, чинити опір руйнуванню та деформації через напруження, що виникають під впливом зовнішніх сил. Залежно від умов експлуатації це може бути напругою:
- статичні та динамічні;
- постійні та періодичні;
- подовжні, поперечні, точкові;
- стискаючі, згинальні, розтягуючі, крутні тощо;
- діючі в одному напрямку та знакозмінні.
Таким чином, у плані механічної та конструктивної міцності на рівні користувача навряд чи можна говорити про те, що кругла труба міцніша, ніж профільна, і навпаки. У кожному конкретному випадку необхідно виконувати розрахунки з урахуванням форми та площі перерізу, а також товщини стінки труби, реальних та можливих навантажень. Зате по відношенню до поздовжнього кручення більш стійкою буде кругла труба, а менш стійкою – прямокутна.
Експлуатаційні відмінності
У круглої труби жорсткість при крученні в десятки разів вища ніж у будь-якого відкритого профілю: тавра, двотавра, швелера. У фермах її застосування забезпечує економію металу до 30%. Вона забезпечує рівномірний розподіл внутрішніх напруг і з погляду гідродинаміки є бездоганним профілем для транспортування рідких та газоподібних середовищ. Порівняно з профільною трубою, кругла труба:
- відмінно підходить для формування промислових та побутових трубопроводів різного призначення;
- складніше стикується при створенні складальних вузлів;
- навіть при великому розмірі перерізу краще піддається вигину;
- дозволяє нарізати різьблення на внутрішній та зовнішній стороні;
- може різатися під будь-яким кутом без прив'язки до форми перерізу;
- більш трудомістка при створенні металоконструкцій складної конфігурації.
Профільна труба (у європейському стандарті EN 10219 та його гармонізованому українському аналогу ДСТУ EN 10219 такі вироби називають звареними порожнистими профілями) більш фактурна, але менш стійка до гідроударів. Але її не використовують для створення трубопроводів і не нарізають на ній різьблення. За рахунок наявності поздовжніх ребер жорсткості труба некруглого перерізу:
- ріжеться з урахуванням розташування кутів;
- компактніша і безпечніша при складуванні;
- простіше ріжеться і свердлиться в поздовжніх гранях;
- надійно фіксується у лещатах і при механічній обробці;
- використовується переважно для прямолінійних фрагментів металоконструкцій;
- виступає стрижнем, який чудово витримує значні стискаючі навантаження.
Профільна та кругла труба, виконані з однієї і тієї ж марки вуглецевої сталі, однаково схильні до атмосферної, хімічної та електрохімічної корозії. Тому при використанні в умовах підвищеної агресивності довкілля такі вироби вимагають застосування різних видів покриттів та технологій захисту. Вони добре фарбуються, ріжуться і зварюються (у труб, виконаних з однієї і тієї ж марки сталі, зварюваність буде однаковою).
Порівняння круглої та профільної труби
Параметр |
Кругла труба |
Профільна труба |
|
Форма поперечного перерізу |
Круг |
Квадрат |
Прямокутник |
Формула розрахунку площі поперечного перерізу, де D – діаметр, a і b – сторони перерізу, s – товщина стінки труби |
S=¼ π × (D2 – (D – 2*s))2 |
S=a2 – (a – s)2 |
S=a*b – ((a – s)*(b – s)) |
Стійкість до поздовжнього стиску |
Висока |
Висока |
|
Стійкість до поздовжнього стиску |
Висока |
Хороша |
|
Стійкість до кручення |
Висока |
Хороша |
|
Стійкість гідравлічна |
Хороша |
Середня |
|
Свердління |
У ручному та автоматичному режимі |
У ручному та автоматичному режимі |
|
Фрезерування |
У ручному та автоматичному режимі |
У ручному та автоматичному режимі |
|
Порізка |
Труборіз, ножівка, газовий різак, болгарка, стрічковий та дисковий верстат |
Ножівка, газовий різак, болгарка, стрічковий та дисковий верстат |
|
Згинання на ручному кондукторі без додаткового нагрівання |
Хороша |
Використовується для труб зі стінкою до 30 мм і менше |
Використовується для труб 50х30 і менше, але за умови, що поздовжній вигин здійснюється за вузькою межею |
Фіксація в лещатах та затискачах |
Задовільна |
Хороша |
|
Екологічність |
Хороша |
Хороша |
|
Придатність для вторинної переробки |
Повна |
Де краще застосовувати круглу та профільну трубу
І кругла, і профільна труба – металопродукція широкого застосування. Вони масово застосовуються як заставний елемент у будівництві та як конструкційний елемент у промисловому інжинірингу та енергетиці. Також знаходять застосування при виготовленні навісів, елементів ландшафтного освітлення та дизайну, домашніх та садових меблів. Однак кругла труба більше підходить для узголів'я ліжок, гойдалок, крісел, а профільна – для столів, барних стільців та табуретів, садових диванчиків, ослонів.
Кругла труба незамінна для систем опалення та побутових водопроводів та газопроводів. Вона ідеальна для різних трубопровідних комунікацій, фітингів та кріплення. Для цього профільна труба не застосовується в принципі. Зате вона ідеально підходить для стовпів парканів та огорож, створення несучих та рамних металоконструкцій будівельного та машинобудівного призначення.
Придбати необхідні для вас розміри як круглої, так і профільної труби можна на сайті компанії Метінвест-СМЦ. Телефонуйте за номером 0800-30-30-70, наш менеджер уточнить для вас наявність товару, а також ознайомить з вигідними умовами порізки на металоцентрах та доставки прямо додому до клієнта.
Ми раді, що ви зацікавилися інформацією з нашого блогу. І даємо згоду на використання матеріалів для навчальних цілей або особистого користування.
Проте попереджаємо, що копіювання інформації для публічного розповсюдження – це порушення авторського права та інших прав інтелектуальної власності згідно з Бернською конвенцією та Законом України про авторське право №3792-XII