Qué es un tubo rectangular?
El
tubo rectangular, también conocido como
sección hueca rectangular (RHS) o
sección hueca estructural, es un acero hueco con sección transversal rectangular, perteneciente a un tipo de tubería de acero soldada o acero conformado en frío. Presenta el mismo perfil hueco que el
tubo cuadrado (SHS), pero su longitud y anchura no son iguales (por ejemplo, 50×30 mm).
El tubo rectangular se utiliza principalmente en la fabricación de piezas estructurales, herramientas y piezas mecánicas. Su sección transversal es rectangular y pertenece a la rama de los tubos de acero sin costura de forma especial. En comparación con el tubo redondo, presenta un mayor momento de inercia y módulo de sección, lo que mejora la resistencia a la flexión y la torsión, a la vez que reduce el peso de la estructura y ahorra acero.
Clasificación de los tubos rectangulares:
Según el proceso de producción: Se pueden dividir en tubos rectangulares sin costura (sin soldadura, mayor resistencia) y tubos rectangulares soldados (con soldadura). Entre ellos, los tubos rectangulares sin costura se forman mediante diferentes procesos, como laminado en caliente, estirado en frío y extrusión. Los tubos rectangulares soldados incluyen la soldadura por arco (SAW), la soldadura por alta frecuencia (HFW) y otros procesos.
Según el material: se dividen en tubo rectangular de acero al carbono común, tubo rectangular de acero inoxidable, tubo rectangular de acero de baja aleación, etc.
Según el uso: se dividen en tubo rectangular decorativo, tubo rectangular estructural, tubo rectangular mecánico, tubo rectangular arquitectónico, etc.
Según el tratamiento superficial: tubo rectangular galvanizado, tubo rectangular pintado en aerosol, tubo rectangular negro (sin recubrimiento), pulido.
Características del tubo rectangular:
1. Ventajas estructurales: alta resistencia a la flexión longitudinal (gran momento de inercia), adecuado para estructuras de fuerza unidireccional (como vigas y carriles guía).
2. Ligereza: su diseño hueco reduce el peso entre un 30 % y un 50 % en comparación con el acero macizo, lo que reduce los costes de transporte e instalación.
3. Conexión cómoda: amplia superficie de contacto plana, fácil de soldar, atornillar o ensamblar. 4. Diversos tratamientos superficiales: galvanizado, pintado en aerosol, pulido, para cumplir con diferentes requisitos ambientales.
Tamaños comunes de tubos rectangulares:
Largo × ancho: 10 × 5 mm ~ 500 × 300 mm
Espesor de pared: 0,5 ~ 25 mm
Longitud: generalmente 6 m, personalizable hasta 12 m.
Nota: La tolerancia del espesor de pared del acero conformado en frío suele ser de ±0,2 mm, y la tolerancia de los tubos laminados en caliente es ligeramente mayor (±0,5 mm). Al seleccionar, es necesario combinar el cálculo de carga para evitar gastos innecesarios causados por un diseño excesivo.
Normas de implementación:
ASTM A500: Tubo rectangular de acero al carbono para estructuras (clasificado en grados A/B/C/D)
EN 10210-2: Perfiles huecos conformados en caliente (material S235-S460)
JIS G 3463: Tubo rectangular soldado para estructuras de edificación
ISO 657-1: Dimensiones y tolerancias de tubos rectangulares de acero laminado en caliente
Proceso de fabricación de tubos rectangulares:
Según los diferentes procesos de fabricación, los tubos rectangulares se dividen en
tubos rectangulares soldados y
tubos rectangulares sin costura.
(1) Tubo rectangular soldado (proceso convencional)
Preparación de la materia prima: desenrollado y nivelado de la banda de acero
Doblado en frío: doblado gradual hasta formar un rectángulo mediante múltiples juegos de rodillos (conformado directo o primero redondo y luego cuadrado)
Soldadura de alta frecuencia: uso de corriente de alta frecuencia para fusionar la soldadura (HFW/ERW)
Dimensionado y enderezado: ajuste del tamaño y eliminación de tensiones
Tratamiento superficial: galvanizado, pintado o pulido
(2) Tubo rectangular sin costura (escenario de alta demanda)
Proceso: tocho de tubo redondo → perforación en caliente → estirado/laminado en frío hasta formar un rectángulo → recocido
Características: sin soldadura, alta resistencia, pero el costo se incrementa de 3 a 5 veces
(3) Proceso especial
Galvanizado por inmersión en caliente: inmersión en zinc líquido (capa de zinc ≥ 60 μm), utilizado para protección contra la corrosión en exteriores
Proyección de plástico: pulverización electrostática de recubrimiento de PE/PVC, de aspecto atractivo y Resistente a la intemperie
Ventajas principales del tubo rectangular:
1. Excelentes propiedades mecánicas: La resistencia a la flexión en el lado largo es entre un 20 % y un 30 % mayor que la del tubo cuadrado (con la misma sección transversal).
2. Económico: El costo del tubo rectangular soldado es más del 50 % menor que el del tubo rectangular sin costura, lo que lo hace ideal para la producción en masa.
3. Construcción práctica: Se puede cortar y perforar en obra y es altamente compatible con acero en forma de H/C y otros perfiles.
4. Ecológico y reciclable: 100 % reciclable, conforme a los estándares de construcción sostenible.
Áreas de aplicación típicas de los tubos rectangulares:
1. Edificación e infraestructura
Los tubos rectangulares se utilizan a menudo en columnas, vigas y estructuras de soporte de puentes en edificios de acero, como marcos de edificios de gran altura, marquesinas de andenes de metro, techos de gradas de estadios, etc. Su superficie plana facilita la instalación de muros cortina de vidrio o láminas metálicas, y las piezas de conexión son firmes, lo que puede resistir eficazmente la torsión causada por las cargas de viento.
2. Fabricación de maquinaria y equipos industriales
Los bastidores de las cintas transportadoras de las líneas de producción automatizadas, las estructuras de los brazos de las máquinas de ingeniería (como excavadoras y grúas) y los bastidores de las máquinas textiles utilizan principalmente tubos rectangulares. Los tubos rectangulares de acero inoxidable se utilizan a menudo en equipos de procesamiento de alimentos, maquinaria farmacéutica y otros instrumentos de precisión debido a su resistencia a la corrosión.
3. Fabricación de automóviles
Los tubos rectangulares también desempeñan un papel importante en la fabricación de automóviles, como chasis, tubos de escape, tuberías de combustible, etc. Su ligereza, alta resistencia y buena resistencia a la corrosión hacen que los automóviles sean más seguros, ahorradores de energía y respetuosos con el medio ambiente.
4. Transporte
Los tubos rectangulares se utilizan en chasis de vagones de trenes de alta velocidad, marcos de paredes laterales de vehículos de metro y vigas de vehículos comerciales. Los tubos rectangulares de aleación de aluminio reducen el peso de la carrocería del vehículo, garantizando al mismo tiempo la resistencia al impacto y son adecuados para la fabricación de trenes de alta velocidad, metros y otros vehículos de transporte.
5. Decoración del hogar
En estanterías personalizadas y pasamanos de escaleras, la superficie puede galvanizarse o pulverizarse para mejorar la estética.
6. Otros campos
Los tubos rectangulares también se utilizan en la ingeniería municipal para postes de alumbrado público, postes de señales de tráfico y soportes de cables integrados en pasillos de tuberías. El espacio interno puede estratificarse para organizar tuberías y optimizar el uso del espacio subterráneo.
Tubo rectangular (RHS) vs. Tubo cuadrado (SHS): Diferencias clave
Tubo rectangular: longitud y anchura desiguales, mayor resistencia a la flexión unidireccional. Los tubos rectangulares son entre un 5 % y un 10 % más caros que los cuadrados y se utilizan a menudo para vigas, rieles y marcos de soporte de fuerza unidireccionales. Tubos cuadrados: de igual longitud y anchura, isótropos. Los tubos cuadrados son más económicos y se utilizan a menudo para columnas y piezas estructurales simétricas.
Comparación entre tubos rectangulares y redondos y sugerencias para escenarios especiales:
En escenarios que requieren fuerza multidimensional o espacio compacto (como estructuras de garajes estéreo), los tubos rectangulares de acero son mejores.
Debido a sus características isótropas, los tubos redondos son más adecuados para el transporte de fluidos o tuberías de alta presión. Por ejemplo, las torres de energía eólica deben soportar una presión de viento de 360°, por lo que se prefieren los tubos redondos.
Leer más: Características y aplicaciones de los tubos estructurales cuadrados
