Kvadratinis plieninis vamzdis ir apvalus plieninis vamzdis: kuris tinka jūsų projektui?

Kvadratinis ir apvalus plieninis vamzdis yra dvi plačiausiai naudojamos tuščiavidurių -pjūvių formos atliekant konstrukcinius, mechaninius ir bendruosius gamybos darbus. Jie dažnai keičiami ant popieriaus - abu yra panašių plieno rūšių, abu gaminami taikant panašius suvirinimo procesus, ir abu yra didžiulio dydžių – nuo ​​mažų turėklų vamzdžių iki didelių konstrukcinių kolonų. Tačiau „pakeičiamas“ nereiškia „lygiavertis“. Dėl jų formų skirtumo keičiasi, kaip kiekvienas elgiasi veikiant apkrovai, kaip atrodo, kaip jungiasi su kitais komponentais ir kiek kainuoja pagaminti -, dažnai konkrečiam projektui svarbiau nei plieno rūšis.

Šiame palyginime atsižvelgiama į realius, praktinius kvadratinių ir apvalių plieninių vamzdžių skirtumus: kaip jie pagaminti, kaip jie veikia struktūriškai, kur kiekvienas iš jų yra akivaizdžiai geresnis pasirinkimas ir ką patikrinti prieš užsakant.

Tiek kvadratiniai, tiek apvalūs plieniniai vamzdžiai paprastai pradeda veikti vienodai. Plokščia plieninė juostelė arba ritė tiekiama per formavimo ritinius, kurie palaipsniui suvynioja jį į vamzdžio formą, o siūlė uždaroma elektriniu varžiniu suvirinimu (ERW) arba didesnio skersmens suvirinimu povandeniniu lanku. Apvaliam vamzdžiui tokia yra baigta forma. Kvadratinis (ir stačiakampis) vamzdis atlieka dar vieną žingsnį: apvalus suvirintas vamzdis praleidžiamas per antrą formavimo ritinėlių rinkinį, kuris paverčia jį kvadratiniu arba stačiakampiu skerspjūviu, kol suvirinimo siūlė vis dar karšta arba netrukus po jo.

Dėl šio papildomo formavimo žingsnio tam tikro sienelės storio ir plieno masės kvadratinis vamzdis paprastai kainuoja nedidelę kainą, palyginti su apvaliu panašios medžiagos vamzdžiu, - reikia daugiau apdoroti, o kampo-formavimo veiksmas papildo įrankių ir proceso valdymo reikalavimus, kurių nereikia tiesiam apvaliam vamzdžiui. Daugeliu atvejų tai nedidelis sąnaudų skirtumas, bet realus, ir tai vienas iš pirmųjų dalykų, į kuriuos pirkimų komandos atkreipia dėmesį lygindamos funkciškai panašių kiekvienos formos struktūrinių elementų kainas.

Besiūliai gaminami ir abiejų formų gaminiai: besiūlis apvalus vamzdis praduriamas ir valcuojamas tiesiai iš vientiso ruošinio, o besiūlis kvadratinis vamzdis prasideda kaip besiūlis apvalus vamzdis ir karštai -formuojamas į kvadratinį skerspjūvį- - labiau specializuotą, mažesnio-tūrio gaminį nei suvirintas apvalus kvadratinis vamzdis.

Čia iš tikrųjų skiriasi kvadratiniai ir apvalūs vamzdžiai, ir tai yra vienintelis svarbiausias veiksnys renkantis juos bet kokiai apkrovai{0}}nešant.

Apvalus vamzdisvienodai atlaiko lenkimą visomis kryptimis.Kadangi apskritimas neturi pageidaujamos ašies, apvalaus vamzdžio ilgis, turintis lenkimo apkrovą, elgiasi vienodai, nesvarbu, iš kurios pusės ta apkrova ateina. Dėl to apvalus vamzdis yra natūraliai efektyvi forma kolonoms, stulpams ir bet kokiam elementui, kuris, kaip tikimasi, matys apkrovą iš kelių arba nenuspėjamų krypčių - vėjo apkrovas ant stulpo, pavyzdžiui, kurios gali kilti iš bet kurios kompaso krypties per visą konstrukcijos eksploatavimo laiką.

Kvadratinis vamzdistaip pat vienodai atsparus lenkimui išilgai abiejų savo pagrindinių ašių(kadangi visos keturios kraštinės yra lygios), todėl apvalaus vamzdžio kryptis yra tolygiai, kartu pridedant plokščius paviršius - – tikras apvalaus vamzdžio subalansuoto elgesio ir stačiakampio vamzdžio jungties-draugiškos geometrijos hibridas. Tai vėl skiriasi nuostačiakampio formosvamzdis, kurio kraštinės yra nevienodos ir todėl tikrai stipresnė ir silpnesnė lenkimo ašis. Šis skirtumas išsamiau aprašytas [mūsų skirtame stačiakampio tuščiavidurio profilio vadove].

Atsparumas sukimui (sukimui) šiek tiek palankiai vertina apvalias formas.Tam tikram plieno kiekiui apvalus skerspjūvis{0}}nežymiai efektyvesnis atsparumas sukimui nei kvadratinis, nes medžiaga pasiskirsto tolygesniu spinduliu nuo centro. Praktiškai šis skirtumas yra pakankamai mažas, kad jis retai lemia formos sprendimą, tačiau jis pasireiškia tokiose programose kaip pavaros velenai, sukimo momento vamzdžiai ir besisukantys įrangos komponentai, kur apvalus vamzdis beveik visada yra numatytasis būtent dėl ​​šios priežasties.

Pjūvio efektyvumas (stiprumas svorio vienetui) yra artimas tarp dviejų formųlygiaverčiam išoriniam matmeniui ir sienelės storiui, apvalus vamzdis, laikantis nedidelį teorinį kraštą esant grynai ašinei ir sukimo apkrovai, ir kvadratinis vamzdis, laikantis praktinį kraštą visur, kur plokščios{0}}priešinės jungtys sumažina papildomo plieno (įtvarinių plokščių, pagrindo plokščių), reikalingo elementams sujungti, kiekį.

Čia plokščių kvadratinių vamzdžių paviršiai tampa tikru praktiniu pranašumu. Laikiklį, plokštę ar antrinį elementą pritvirtinti varžtais, suvirinti arba pritvirtinti prie kvadratinio vamzdžio nesudėtinga - plokščias paviršius užtikrina visišką ir tolygų kontaktą, kad būtų galima sujungti varžtais arba suvirinti išilgai švarios, nuspėjamos linijos. Norint atlikti tą patį su apvaliu vamzdžiu, reikia arba lenktos balno plokštės, kurios forma atitiktų vamzdžio spindulį, arba mažiau-ne-visą-kontaktinę jungtį, o tai padidina gamybos laiką ir kainą.

Šis vienintelis veiksnys paaiškina, kodėl kvadratiniai ir stačiakampiai vamzdžiai dominuoja bendruose pastatų karkasuose, mašinų rėmuose ir pagamintoje įrangoje, kai elementai nuolat tvirtinami varžtais arba suvirinami prie kitų plokščių komponentų -, o apvalus vamzdis išlaiko savo pagrindą tokiose srityse kaip turėklai, tvoros ir vamzdynų sistemos, kur jungtys yra paprastesnės (stulpelių dangteliai, jungiamosios detalės, sukurtos specialiai apvaliam profiliui, reikalingas bet kokiam naudojimui). kur apvalus yra vienintelė praktiška forma).

Plokščios, aiškios kvadratinio vamzdžio linijos atrodo kaip „struktūriškesnės“ ir šiuolaikiškesnės atvirose architektūrinėse srityse - matomas plieninis rėmas, laiptai ir komercinio bei gyvenamojo dizaino stulpeliai dažnai nurodo kvadratinę arba stačiakampę tuščiavidurę sekciją būtent šiai išvaizdai. Apvalus vamzdis turi kitokį vizualinį pobūdį: minkštesnis, labiau tradicinis ir dažnai sąmoningai nurodomas turėklams, stogams ir konstrukcijoms, kur apvalesnis, mažiau kampinis profilis atitinka projektavimo tikslą. Nei vienas, nei kitas čia nėra objektyviai „geresnis“ - tai yra tikras estetinis sprendimas, kurį architektai ir dizaineriai priima kiekvieną projektą, todėl verta anksti susisiekti su projektavimo komanda, o ne manyti, kad struktūriniai ar kaštų veiksniai išspręs vien tik.

Apvalus vamzdis paprastai yra platesnis ir pigesnis pasirinkimas esant tam tikram sienelės storiui ir tam tikro plieno rūšiai, dėl pirmiau aprašytų gamybos priežasčių - mažiau formavimo etapų, platesnė gamybos bazė ir didesnė bendroji gamybos apimtis daugelyje rinkų. Kvadratinis vamzdis kainuoja šiek tiek brangiau už tą patį plieno svorį dėl papildomo formavimo žingsnio, nors tarpas žymiai susiaurėja esant didesniems, dažniau naudojamiems konstrukcijų dydžiams, kai abi formos gaminamos dideliu kiekiu.

Projektams, kuriuose bet kuri forma techniškai tiktų - tvoros stulpas, paprasta atraminė kolona, ​​įrangos dalis, įrėminta be stiprios kryptinės apkrovos - sąnaudų ir pristatymo-laiko skirtumas gali pagrįstai pakreipti sprendimą link apvalaus vamzdžio. Projektams, kuriuose yra plokščios jungtys, architektūrinė ekspozicija ar specifinės konstrukcijos detalės, kvadratinio vamzdžio pranašumai paprastai nusveria nedidelę išlaidų priemoką.

Kai kuri nors forma naudojama, jos tikrinimas ir priežiūra taip pat šiek tiek skiriasi. Apvalaus vamzdžio ištisinis išlenktas paviršius neturi kampų, o tai reiškia, kad nėra lokalizuotų įtempių koncentracijos taškų, atsirandančių pačiame formavimo procese, - tai yra veiksnys, kuris yra svarbus nuovargiui-jautriose srityse, pvz., besisukančių velenų ar nuolatinės vibracijos patiriamų elementų atveju, kai lygus, laisvas kampinis-profilis sumažina galimų įtrūkimų{4}}pradėjimo vietų skaičių. Kvadratinių vamzdžių kampuose, priešingai, būdinga nedidelė įtempio koncentracija lyginant su plokščiais paviršiais, nors tai gerai suprantama ir į tai atsižvelgiama standartiniuose projektavimo kodeksuose ir retai tampa praktine problema, nesusijusia su tikrai ciklišku, dideliu nuovargiu.

Apžiūrint ir prižiūrint dangą, plokščius kvadratinių vamzdžių paviršius lengviau vizualiai apžiūrėti, ar nėra dangos gedimo ar korozijos - plokščiame paviršiuje matoma aiški, lygi dangos linija, o išlenktas paviršius gali paslėpti plonas dėmeles ar dėmes (dangos tarpus), kurias sunku pastebėti be atidaus patikrinimo. Daugumoje projektų tai yra nedidelis veiksnys, tačiau gali turėti reikšmės ilgalaikei -paslaugų infrastruktūrai, kai periodinis dažymas ir patikra yra priežiūros plano dalis nuo pat pradžių.

1. Pirmiausia nustatykite apkrovos modelį.Jei narys apkrovą pirmiausia matys iš vienos aiškiai dominuojančios krypties, o sujungimas yra sudėtingas, kvadratinio vamzdžio plokščio paviršiaus jungtys dažnai laimi. Jei apkrova tikrai yra kelių krypčių-arba gabalas turi atsispirti sukimuisi (sukimo momento vamzdžiai, besisukantys velenai), apvalaus vamzdžio subalansuota ir sukimo -veiksminga geometrija paprastai yra geriau pritaikyta inžinerijai.

2. Patvirtinkite, kaip kūrinys susijungs su viskuo, kas jį supa.Suskaičiuokite varžtų arba suvirintų jungčių skaičių, kurio prireiks elementui. Daugiau jungčių paprastai teikia pirmenybę kvadratiniam vamzdžiui, nes kiekvieną iš jų yra paprastiau ir pigiau detalizuoti ir pagaminti ant plokščio paviršiaus, nei ant lenkto.

3. Iš anksto išspręskite estetinį klausimą su projektavimo komanda, ypač bet kokiai atvirai struktūrinei programai, o ne manyti, kad inžinerinis atsakymas taip pat bus vaizdinis atsakymas - kartais to nebus, ir tai yra teisėtas-sąmoningas kompromisas.

4. Sienelės storį ir laipsnį suderinkite su faktinėmis projektinėmis apkrovomis, ne tik forma. Tiek kvadratinius, tiek apvalius vamzdžius galima įsigyti panašių klasių diapazonuose (švelnaus plieno iki aukštesnio -stiprumo žemo -lydinio) pagal tuos pačius pagrindinius standartus (EN 10210/10219, ASTM A500/A501 ir regioninius atitikmenis).

5. Gaukite lyginamąsias abiejų formų citatas, kai pasirinkimas tikrai atviras.Jei kuri nors forma tiktų techniškai, paprašykite tiekėjo nurodyti tiek - kainą, tiek pristatymo-laiko tarpą, priklauso nuo dydžio ir rinkos sąlygų, ir jis ne visada toks didelis, kaip manoma.

6. Įsitikinkite, kad apdailos ir apsaugos nuo korozijos poreikiai yra vienodai patenkinti bet kurioje formoje.Tiek kvadratiniai, tiek apvalūs vamzdžiai gali būti juodi, karštai{0}}cinkuoti arba dažyti, todėl apdaila paprastai neskiria pačios formos sprendimo.

7. Vamzdynams ar skysčių{1}}nešimui apvalumas iš tikrųjų nėra pasirinkimas, - tai yra reikalavimas.Bet kuriai skysčiui ar dujoms judančiam įrenginiui reikalingas apvalus skerspjūvis-, kad srauto charakteristikos būtų nuoseklios ir būtų suderinamos standartinės detalės; kvadratinis-prieš -apvalus klausimas taikomas tik konstrukciniams ir gamybos tikslams, o ne vamzdynams.

Susisiekite dabar