Круглые и профильные стальные трубы: сравнение
Сравнительные преимущества
Какую же трубу выбрать? Круглую трубу — мастера равновесия и устойчивости, или профильную — чемпиона жёсткости и стабильности? В любом случае решение должно основываться на конкретных потребностях вашего проекта, учитывая характер нагрузок и условия эксплуатации. Только так вы сможете создать конструкцию, которая выстоит под любым давлением!
Квадраты более удобны в качестве элемента несущей конструкции, чем круги. Они легче монтируются, а два отрезка легко можно соединить при помощи сварки. Поверхность профильных труб обеспечивает плотный контакт с другими материалами и элементами, использующимися в строительстве. Сфера применения подобных изделий гораздо шире, чем у круглых, но существуют отрасли, где они не применяются. В перечень входит транспортировка газообразных веществ, строительство систем водоснабжения и канализации.
Стальная круглая труба — это воплощение симметрии и равновесия. Её идеальная форма равномерно распределяет нагрузку по всей поверхности, как шар выдерживает давление с любой стороны. Когда нужно бороться с силами сжатия и растяжения, круглая труба выходит на арену, не зная поражений. Её устойчивость к внешним воздействиям и деформациям делает её незаменимой в проектах, где на карту поставлены стабильность и долговечность. Ваша стальная крепость будет стоять веками, если выберете круглую трубу.
Теперь представьте стальную профильную трубу. Углы и грани придают конструкции жёсткость, превращая её в неприступную цитадель, особенно когда речь идёт о боковых нагрузках. Профильная труба — это мастер устойчивости к изгибам и деформациям, её плоские стороны и углы — это те элементы, которые обеспечивают прочность каркаса вашего проекта. Она легко соединяется, экономит материал и выдерживает любые испытания, становится вашим надёжным союзником в строительстве.
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.
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.
Круглая труба: сила в идеальной форме
Профильные трубы не подходят для перекачки газов и жидкостей по причине того, что они рассчитаны в первую очередь на сопротивление несущим нагрузкам. Из-за наличия углов скорость прохождения жидких или газообразных средств внутри будет значительно меньшей, чем в случае с круглыми изделиями. Если же говорить о прочности, то эта характеристика зависит не от сечения профиля, а от толщины стенок, диаметра и марки стали. Перед использованием круглые и профильные трубы проходят испытания, которые регламентируются ГОСТами.
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:
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:
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.
Круглые трубы 15х5м изготавливаются классическим способом и имеют общее свойство – по ним можно качать жидкости и газы. Производство квадратных или прямоугольных профилей имеет другие особенности, и по сути они представляют собой достаточно легкие пустотелые балки из стали. Соответственно, они лучше подходят для производства каркасов и других конструкций в частном или промышленном строительстве, а круглые изделия незаменимы для обустройства трубопроводов.
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.
Итоговый выбор
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.
15х5м, 12х18н10т и т. д. с помощью бесшовной технологии. Они востребованы в строительстве зданий и бытовых трубопроводов, организации инженерных магистралей промышленного назначения и отопительных систем, авиа и судостроительстве. Трубы имеют разные характеристики, толщину и форму сечения – круглая или квадратная (профильная). От правильного выбора изделия зависит прочность и другие эксплуатационные качества готовой конструкции.
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:
В различных проектах часто становится непростым выбор между круглой и профильной трубой. Вопрос не из лёгких, ведь от правильного выбора зависит устойчивость всей конструкции. Предлагаем рассмотреть, какие особенности имеют та и другая разновидность труб, чтобы разобраться, какая из них обеспечит надежность и прочность в различных условиях эксплуатации.
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).
