ما هو الأنبوب المربع (SHS)؟
الأنبوب المربع، المعروف أيضًا باسم المقطع المجوف المربع (
SHS) أو المقطع المجوف الهيكلي، هو مادة أنبوبية معدنية ذات مقطع عرضي مربع، تُستخدم على نطاق واسع في البناء، وتصنيع الآلات، والهياكل الفولاذية، وغيرها من المجالات. تُصنع الأنابيب المربعة عادةً من الفولاذ الكربوني، أو الفولاذ المقاوم للصدأ، أو سبائك الألومنيوم، وتختلف أحجامها وسماكاتها لتلبية المتطلبات الهيكلية المحددة.
تصنيف الأنابيب المربعة:
حسب عملية الإنتاج: أنبوب مربع غير ملحوم (بدون لحام، قوة أعلى) وأنبوب مربع ملحوم (مع لحام)، ومن بينها الأنبوب المربع الملحوم الأقل تكلفة، بينما يتميز الأنبوب المربع غير الملحوم بقدرة تحمل ضغط أعلى.
حسب المادة: أنبوب مربع من الفولاذ الكربوني، أنبوب مربع من الفولاذ المقاوم للصدأ، أنبوب مربع من الفولاذ السبائكي، إلخ.
حسب الاستخدام: أنبوب مربع هيكلي، أنبوب مربع زخرفي، أنبوب مربع للبناء، إلخ.
حسب المعالجة السطحية: أنبوب مربع مجلفن، أنبوب مربع مطلي، أنبوب أسود (بدون طلاء).
المميزات الرئيسية للأنابيب المربعة:
1. هيكل خفيف الوزن ومتانة عالية: تصميم مجوف يقلل الوزن مع الحفاظ على مقاومة الانحناء والالتواء.
2. سهولة المعالجة: يمكن قطعها ولحامها وحفرها وتعديلها لتناسب احتياجات التركيب المتنوعة.
3. مقاومة للتآكل: الأنابيب المربعة المجلفنة أو المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مناسبة للبيئات الرطبة أو المسببة للتآكل.
4. جمالية: مظهر أنيق ومناسب للاستخدام في الأماكن المكشوفة (مثل الديكور والدرابزين).
أحجام الأنابيب المربعة الشائعة:
نطاق طول الجانب: عادةً من 10×10 مم إلى 500×500 مم، ويمكن تخصيص أحجام خاصة.
نطاق سمك الجدار: من 0.5 مم إلى 20 مم، والسماكات الشائعة هي 1.0 مم، 1.5 مم، 2.0 مم، 3.0 مم، إلخ.
الطول: الطول القياسي هو 6 أمتار، ويمكن تخصيصه أيضًا حسب الحاجة.
١) اختيار طول الجانب
الحجم الصغير (١٠×١٠~٥٠×٥٠ مم): أثاث، ديكور، حامل إضاءة.
الحجم المتوسط (٦٠×٦٠~١٥٠×١٥٠ مم): هياكل فولاذية للمباني، إطار ميكانيكي.
الحجم الكبير (٢٠٠×٢٠٠ مم فأكثر): مباني المصانع الثقيلة، دعامات الجسور.
٢) اختيار سمك الجدار
١.٠~١.٥ مم: مناسب للأحمال الخفيفة، والديكورات/الهياكل غير الحاملة، مثل رفوف العرض، وأثاث المنزل.
٢.٠~٣.٠ مم: مناسب للأحمال المتوسطة، والأنابيب الهيكلية العامة، مثل درابزين السلالم، وحاملات المعدات.
٤.٠~٦.٠ مم: مناسب للأحمال الثقيلة، مناسب للأطر الحاملة، مثل عوارض المصانع، وقواعد الآلات الثقيلة.
معايير الأنابيب المربعة:
1. أنابيب الصلب الهيكلية المربعة العامة
ASTM A500: مقاطع مجوفة من الصلب الهيكلي
ASTM A1085: مقاطع مجوفة عالية القوة
2. أنابيب الصلب المربعة الملحومة والمشكّلة على البارد
ASTM A513: أنابيب ملحومة مقاومة للكهرباء
3. أنابيب الصلب المربعة من الفولاذ المقاوم للصدأ
ASTM A312: أنابيب الصلب المقاوم للصدأ غير الملحومة
ASTM A554: أنابيب الصلب المقاوم للصدأ الملحومة
4. أنابيب الصلب المربعة ذات الأداء الخاص
ASTM A847: مقاطع مجوفة من الصلب المقاوم للعوامل الجوية
ASTM A1065: أنابيب ملحومة عالية القوة ومشكّلة على البارد
عملية تصنيع الأنابيب المربعة:
وفقًا لعمليات التصنيع المختلفة، يمكن تقسيم الأنابيب المربعة إلى أنابيب مربعة غير ملحومة وأنابيب مربعة ملحومة.
تُنتج الأنابيب المربعة غير الملحومة عبر خطوط إنتاج أنابيب الصلب غير الملحومة، حيث تُشكّل الفراغات إلى أنابيب جاهزة عن طريق الشد والتمدد، وتُشكّل الأنابيب الدائرية غير الملحومة إلى أشكال مربعة. تتميز هذه الأنابيب بقوة ودقة عاليتين، وتُستخدم على نطاق واسع في المجالات المتقدمة، مثل صناعات البترول والكيماويات.
الأنابيب المربعة الملحومة هي أنابيب تُصنع من خلال عمليات مثل الدرفلة والتشكيل واللحام. تكلفة إنتاجها منخفضة (أقل بنسبة 30% إلى 50% من الأنابيب غير الملحومة)، وتُستخدم على نطاق واسع في البناء والآلات وغيرها من المجالات.
المزايا الأساسية للأنابيب المربعة:
1. توفير المواد: بالمقارنة مع الفولاذ الصلب، فهي خفيفة الوزن وأقل تكلفة.
2. تصميم مريح: سهلة النقل والتركيب، مما يُقلل من مدة البناء.
3. متعددة الاستخدامات: مناسبة للهياكل الحاملة والأغراض الزخرفية.
4. صديقة للبيئة: قابلة لإعادة التدوير، ومتوافقة مع متطلبات التنمية المستدامة.
مجالات استخدام الأنابيب المربعة:
1. هندسة البناء
تُستخدم الأنابيب المربعة على نطاق واسع في مجال البناء، مثل هياكل الهياكل الفولاذية، والجسور، وحواجز الطرق السريعة، وغيرها. وقد أصبحت الأنابيب المربعة مادة دعم مهمة للمباني الحديثة بفضل متانتها العالية، وخفة وزنها، ومظهرها الجميل.
- هيكل الهيكل الفولاذي: تُستخدم الأنابيب المربعة غالبًا في الهياكل الداعمة للمباني ذات الامتدادات الكبيرة، مثل المصانع والصالات الرياضية. على سبيل المثال، يستخدم "شريط الجليد" في قاعة التزلج السريع في دورة الألعاب الأولمبية الشتوية في بكين شبكات ملحومة عالية القوة من الأنابيب المربعة.
- الزخرفة: تُستخدم الأنابيب المربعة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ على نطاق واسع في درابزين السلالم، وإطارات الجدران الستارية، وغيرها، نظرًا لمقاومتها للتآكل.
2. تصنيع الآلات
في تصنيع الآلات، تُستخدم الأنابيب المربعة غالبًا في تصنيع أجزاء ميكانيكية متنوعة، مثل الأعمدة، والتروس، والأقواس، وغيرها. خصائصها الميكانيكية الممتازة وقابليتها للتشغيل الآلي تجعلها تتمتع بآفاق تطبيقية واسعة في مجال الآلات.
تُستخدم الأنابيب المربعة بأبعاد 40 مم × 40 مم × 2 مم بشكل شائع، باعتبارها المادة الأساسية لهياكل المعدات وبكرات النقل، مثل حوامل سيور النقل في خطوط الإنتاج الآلية.
3. صناعة السيارات
تلعب الأنابيب المربعة دورًا هامًا في صناعة السيارات، مثل الهياكل وأنابيب العادم وأنابيب الوقود وغيرها. إن خفة وزنها وقوتها العالية ومقاومتها الجيدة للتآكل تجعل السيارات أكثر أمانًا وتوفيرًا للطاقة وصديقة للبيئة.
تستخدم دعامات هياكل السيارات وهياكل عربات السكك الحديدية عالية السرعة وغيرها أنابيب مربعة عالية القوة. يستخدم حامل حزمة البطاريات لبعض ماركات سيارات الطاقة الجديدة أنابيب مربعة من سبائك الألومنيوم، مما يقلل الوزن بمقدار 30%.
4. مجالات أخرى
- الصوب الزراعية: الأنابيب المربعة المجلفنة مقاومة للصدأ ومتينة، وهي المادة الهيكلية الرئيسية للصوب الزراعية.
- صناعة الأثاث: تستخدم العديد من العلامات التجارية، مثل إيكيا، أنابيب مربعة رقيقة الجدران، مما يراعي الجمال والقدرة على التحمل.
النقاط الرئيسية لفحص جودة الأنابيب المربعة:
التفاوت في الأبعاد: تحقق مما إذا كان طول الجانب وسمك الجدار مطابقين للمعايير.
جودة اللحام (الأنبوب الملحوم): لا شقوق، اختراق غير مكتمل، أو عيوب أخرى (كشف العيوب بالموجات فوق الصوتية).
عيوب السطح: لا صدأ، حفر، أو تساقط للطبقة المجلفنة.
الخواص الميكانيكية: اختبار قوة الشد ومقاومة الخضوع بأخذ عينات (يُطلب من الشركة المصنعة تقديم تقرير الاختبار).
ملاحظات حول اختيار الأنابيب المربعة:
اختيار المواد: يُفضل استخدام الفولاذ المجلفن أو المقاوم للصدأ في البيئات الخارجية؛ بينما تُشترط أنابيب الفولاذ الكربوني ذات الجدران السميكة للهياكل الحاملة للأحمال.
مطابقة الأبعاد: احسب طول الجانب وسمك الجدار وفقًا للحمل لتجنب التصميم المفرط أو عدم كفاية المتانة.
التصديق القياسي: تأكد من الامتثال لمعايير الصناعة، مثل المعايير الأمريكية (ASTM).
المبادئ المطبقة:
إعطاء الأولوية للأنابيب المربعة: عند الحاجة إلى تصميم خفيف الوزن، أو بناء سريع، أو تصميم هيكلي معقد.
اختيار دقيق للأنابيب المربعة: بيئة ضغط/حرارة عالية جدًا (يلزم استخدام أنابيب سميكة الجدران بدون لحامات أو سبائك خاصة).
نصائح للتحكم في تكلفة الأنابيب المربعة:
الأجزاء غير الحاملة: يُفضل استخدام الأنابيب المربعة الملحومة، فهي أرخص بنسبة 30% إلى 50% من الأنابيب بدون لحامات.
للاستخدام الداخلي: أنابيب سوداء + طلاء ذاتي الرش لتوفير تكاليف الجلفنة.
الشراء بالجملة: الأحجام القياسية (مثل 50×50×2.0 مم) أكثر توفيرًا من المواصفات المخصصة.
