Qué es un tubo cuadrado?
El
tubo cuadrado, también conocido como
sección hueca cuadrada (SHS) o
sección hueca estructural, es un material tubular metálico con sección transversal cuadrada, ampliamente utilizado en la construcción, la fabricación de maquinaria, las estructuras de acero y otros sectores. Los tubos cuadrados suelen estar hechos de acero al carbono, acero inoxidable o aleación de aluminio, y presentan diferentes tamaños y espesores para satisfacer requisitos estructurales específicos.
Clasificación de los tubos cuadrados:
Por proceso de producción: tubo cuadrado sin costura (sin soldadura, mayor resistencia) y tubo cuadrado soldado (con soldadura). El primero tiene un menor coste y el segundo una mayor capacidad de carga.
Por material: tubo cuadrado de acero al carbono, tubo cuadrado de acero inoxidable, tubo cuadrado de acero aleado, etc.
Por uso: tubo cuadrado estructural, tubo cuadrado decorativo, tubo cuadrado para construcción, etc.
Por tratamiento superficial: tubo cuadrado galvanizado, tubo cuadrado pintado, tubo negro (sin recubrimiento).
Características principales del tubo cuadrado:
1. Estructura ligera pero de alta resistencia: el diseño hueco reduce el peso a la vez que mantiene la resistencia a la flexión y la torsión.
2. Fácil de procesar: Se puede cortar, soldar, perforar y adaptar a diversas necesidades de instalación.
3. Resistencia a la corrosión: Los tubos cuadrados de acero galvanizado o inoxidable son adecuados para ambientes húmedos o corrosivos.
4. Estética: Su aspecto es impecable y adecuado para espacios expuestos (como decoración o barandillas).
Tamaños comunes de tubos cuadrados:
Longitud lateral: Generalmente de 10 × 10 mm a 500 × 500 mm; se pueden personalizar tamaños especiales.
Grosor de pared: De 0,5 mm a 20 mm; los grosores comunes son 1,0 mm, 1,5 mm, 2,0 mm, 3,0 mm, etc.
Longitud: La longitud estándar es de 6 metros, que también se puede personalizar según las necesidades.
1) Selección de longitud lateral
Tamaño pequeño (10 × 10 a 50 × 50 mm): Muebles, decoración, soportes de iluminación. Tamaño mediano (60×60~150×150 mm): Estructura de acero para edificios, marco mecánico.
Tamaño grande (200×200 mm o superior): Edificios industriales pesados, soporte de puentes.
2) Selección del espesor de pared
1,0~1,5 mm: Adecuado para cargas ligeras, estructuras decorativas/no portantes, como expositores y muebles para el hogar.
2,0~3,0 mm: Adecuado para cargas medias, tubos estructurales generales, como pasamanos de escaleras y soportes para equipos.
4,0~6,0 mm: Cargas pesadas, adecuado para estructuras portantes, como vigas de fábricas y bases de maquinaria pesada.
Normas para tubos cuadrados:
1. Tubo cuadrado de acero estructural general
ASTM A500: Perfiles huecos de acero estructural
ASTM A1085: Perfiles huecos de alta resistencia
2. Tubo cuadrado de acero soldado y conformado en frío
ASTM A513: Tubo soldado por resistencia eléctrica
3. Tubo cuadrado de acero inoxidable
ASTM A312: Tubo de acero inoxidable sin costura
ASTM A554: Tubo soldado de acero inoxidable
4. Tubo cuadrado de acero de rendimiento especial
ASTM A847: Perfiles huecos de acero intemperizable
ASTM A1065: Perfiles huecos de acero soldado y conformado en frío de alta resistencia
Proceso de fabricación de tubos cuadrados:
Según los diferentes procesos de fabricación, los tubos cuadrados se pueden dividir en
tubos cuadrados sin costura y
tubos cuadrados soldados.
Los tubos cuadrados sin costura se producen en líneas de producción de
tubos de acero sin costura. Es decir, las piezas se forjan mediante estiramiento y expansión para obtener tubos terminados, y los tubos redondos sin costura se extruyen en formas cuadradas. Ofrecen alta resistencia y precisión, y se utilizan ampliamente en sectores de alta gama como la industria petrolera y química.
Los tubos cuadrados soldados se fabrican mediante procesos como laminado, conformado y soldadura. Su coste de producción es bajo (entre un 30 % y un 50 % más económico que los tubos sin costura) y se utilizan ampliamente en la construcción, la maquinaria y otros sectores.
Principales ventajas de los tubos cuadrados:
1. Ahorro de materiales: En comparación con el acero macizo, son ligeros y de menor coste.
2. Construcción práctica: fácil de transportar e instalar, lo que reduce el tiempo de construcción.
3. Versatilidad: adecuados para estructuras portantes y fines decorativos.
4. Protección del medio ambiente: reciclables y conformes con los requisitos de desarrollo sostenible.
Áreas de aplicación de los tubos cuadrados:
1. Ingeniería de la construcción
Los tubos cuadrados se utilizan ampliamente en el sector de la construcción, como marcos de estructuras de acero, puentes, barandillas de carreteras, etc. Se han convertido en un importante material de soporte para los edificios modernos gracias a su alta resistencia, ligereza y estética.
- Estructura de acero: Los tubos cuadrados se utilizan a menudo en las estructuras de soporte de edificios de gran envergadura, como fábricas y gimnasios. Por ejemplo, la "Cinta de Hielo" del pabellón de patinaje de velocidad de los Juegos Olímpicos de Invierno de Pekín utiliza rejillas soldadas de tubos cuadrados de alta resistencia.
- Decoración: Los tubos cuadrados de acero inoxidable se utilizan ampliamente en pasamanos de escaleras, marcos de muros cortina, etc., gracias a su resistencia a la corrosión.
2. Fabricación de maquinaria
En la fabricación de maquinaria, los tubos cuadrados se utilizan a menudo para fabricar diversas piezas mecánicas, como ejes, engranajes, soportes, etc. Sus excelentes propiedades mecánicas y maquinabilidad hacen que los tubos cuadrados tengan una amplia gama de aplicaciones en el sector de la maquinaria.
Como material base para los bastidores de equipos y rodillos transportadores, como los soportes de las cintas transportadoras en líneas de producción automatizadas, se utilizan comúnmente tubos cuadrados de 40 mm × 40 mm × 2 mm.
3. Fabricación de automóviles
Los tubos cuadrados también desempeñan un papel importante en la fabricación de automóviles, como bastidores, tubos de escape, tuberías de combustible, etc. Su ligereza, alta resistencia y buena resistencia a la corrosión hacen que los vehículos sean más seguros, ahorradores de energía y respetuosos con el medio ambiente.
Los refuerzos de chasis de automóviles, los bastidores de vagones ferroviarios de alta velocidad, etc., utilizan tubos cuadrados de alta resistencia. El soporte de la batería de ciertos modelos de vehículos de nuevas energías utiliza tubos cuadrados de aleación de aluminio, lo que reduce el peso en un 30%.
4. Otros campos
Invernaderos agrícolas: Los tubos cuadrados galvanizados son resistentes a la corrosión y duraderos, y son el material principal para la estructura de los invernaderos.
Fabricación de muebles: Muchos estantes de marcas como IKEA utilizan tubos cuadrados de paredes delgadas, que tienen en cuenta tanto la estética como la capacidad de carga.
Puntos clave para la inspección de calidad de tubos cuadrados:
Tolerancia dimensional: Verificar si la longitud lateral y el espesor de pared cumplen con las normas.
Calidad de la soldadura (tubo soldado): Sin grietas, penetración incompleta ni otros defectos (detección ultrasónica de defectos).
Defectos superficiales: Sin óxido, picaduras ni desprendimiento de la capa galvanizada.
Propiedades mecánicas: Ensayo de muestreo para determinar la resistencia a la tracción y el límite elástico (el fabricante debe proporcionar un informe de ensayo).
Notas sobre la selección de tubos cuadrados:
Selección del material: Se prefiere el acero galvanizado o inoxidable para exteriores; se requieren tubos de acero al carbono de pared gruesa para estructuras portantes.
Adaptación dimensional: Calcular la longitud lateral y el espesor de pared según la carga para evitar un diseño excesivo o una resistencia insuficiente.
Certificación estándar: Asegurar el cumplimiento de las normas del sector, como las ASTM.
Principios aplicables:
Priorizar los tubos cuadrados: Cuando se requiera una carga ligera, una construcción rápida o un diseño estructural complejo. Selección cuidadosa de tubos cuadrados: Entornos de presión y temperatura extremadamente altas (se requieren tubos sin costura de paredes gruesas o aleaciones especiales).
Consejos para controlar el costo de los tubos cuadrados:
Piezas sin carga: Se prefieren los tubos cuadrados soldados, que son entre un 30 % y un 50 % más económicos que los tubos sin costura.
Uso en interiores: Tubos negros + pintura autoadhesiva para ahorrar costos de galvanizado.
Compra al por mayor: Los tamaños estándar (como 50 × 50 × 2,0 mm) son más económicos que las especificaciones personalizadas.
