Tubo cuadrado vs Tubo redondo: Cuál es mejor?

En el diseño de estructuras de edificios, maquinaria o líneas de producción, elegir el material de tubo incorrecto puede implicar costos adicionales, riesgos potenciales y modificaciones prolongadas. ¿Tiene dificultades para decidir entre tubo cuadrado o tubo redondo? Hemos resumido los principios básicos de la toma de decisiones para ayudar a ingenieros y gerentes de compras a tomar una decisión rápida, segura, económica y eficiente.

Qué es un tubo cuadrado?

El tubo cuadrado es un tubo poligonal cuadrado con forma y estructura regulares, fácil de cortar y cómodo de transportar y conectar. Las ventajas de los tubos cuadrados no son solo su apariencia, sino también su larga vida útil, resistencia a la corrosión, alta resistencia y buena soldabilidad, y también pueden procesarse y procesarse de acuerdo con diferentes requisitos. Por lo tanto, los tubos cuadrados tienen un amplio valor de aplicación en la instalación de esculturas urbanas, estructuras de edificios, barandillas de carreteras, etc.

Qué es un tubo redondo?

El tubo redondo es un tubo de acero con una sección transversal circular, tiene una estructura regular y es más adecuado para doblar, doblar y otros métodos de procesamiento, también es relativamente fuerte y no se daña fácilmente. El tubo redondo tiene resistencia a alta presión, larga vida útil, buena resistencia a la corrosión y rendimiento a prueba de agua, y también tiene una apariencia más hermosa. Por lo tanto, los tubos redondos también se utilizan ampliamente en campos como estructuras de construcción, procesamiento mecánico y desarrollo de campos petroleros.

Ventajas y limitaciones del tubo cuadrado:

1) Ventajas

1. Excelente resistencia a la flexión
Gracias a su sección transversal cuadrada, los tubos cuadrados presentan un módulo de sección más alto al someterse a cargas perpendiculares a la superficie del tubo, lo que resulta en una resistencia a la flexión excepcionalmente alta. Soportan presiones y pesos considerables sin deformarse, lo que los hace especialmente adecuados para aplicaciones de carga. Esta es su principal ventaja, ideal para vigas, columnas, ménsulas y otras estructuras portantes.

2. Alta eficiencia de espacio, lo que facilita el apilado y el almacenamiento.
Su superficie plana se ajusta perfectamente a paredes u otras superficies planas, ahorrando espacio. Se utilizan a menudo en aplicaciones donde el espacio es limitado, como la construcción de muros cortina, bastidores de máquinas y estanterías.

3. Conexión y fijación fáciles
Los tubos cuadrados suelen ser cuadrados o rectangulares (tubos rectangulares). Su superficie plana facilita y asegura la soldadura, el atornillado y el uso de conectores. Esto ofrece importantes ventajas en estructuras de acero que requieren uniones extensas, como stands de ferias y bancos de trabajo, y facilita la instalación.

4. Estética
Los tubos cuadrados, con sus líneas robustas y apariencia sencilla, son populares en la arquitectura moderna y el diseño de muebles.

2) Limitaciones
En comparación con los tubos redondos, los tubos cuadrados son más débiles bajo par puro y no son adecuados para ejes de transmisión. En aplicaciones de presión extremadamente alta o omnidireccional, su estabilidad local debe evaluarse cuidadosamente.

Alta resistencia al transporte de fluidos:
Las esquinas internas pueden causar vórtices y una alta pérdida de presión, lo que los hace completamente inadecuados para el transporte de fluidos.

Concentración de tensiones:
Las cuatro esquinas son puntos potenciales de concentración de tensiones, y es más probable que se inicien grietas por fatiga allí bajo cargas alternas.

Los costos de producción suelen ser más altos:

Muchos tubos cuadrados se producen mediante laminación en frío de tubos redondos, lo que implica un paso adicional. Las acerías producen tubos redondos mediante soldadura (ERW) o procesos sin costura. Posteriormente, los tubos redondos se pasan por una serie de matrices y se laminan en frío a temperatura ambiente para darles forma cuadrada. Este proceso de "redondo a cuadrado" implica costos adicionales de equipo, matriz, energía y mano de obra.

Ventajas y limitaciones de los tubos redondo:

1) Ventajas

Los tubos redondos tienen una mayor superficie de carga, lo que distribuye las cargas uniformemente y permite la flexión. Al someterse a alta presión y peso, los tubos redondos resisten mejor la deformación, lo que los hace más aptos para la flexión.

Características específicas:
1. Excelente resistencia a la torsión
La sección transversal circular es perfectamente simétrica en todas las direcciones, absorbiendo uniformemente el par y presentando la mejor resistencia a la torsión de todas las secciones transversales. Se utiliza comúnmente en ejes de transmisión y componentes rotativos.

2. Resistencia a fluidos extremadamente baja

Los tubos redondos no presentan puntos muertos, lo que garantiza un flujo de fluido suave y una pérdida de presión mínima. Esta es su innegable ventaja como tuberías. Se utilizan comúnmente en tuberías de agua, petróleo, gas y productos químicos.

3. Distribución uniforme de la tensión
Con propiedades de sección transversal consistentes en todas las direcciones, la distribución de la tensión es uniforme cuando se aplica, sin puntos de concentración de tensión evidentes, lo que resulta en una excelente resistencia a la presión.

4. Proceso de fabricación avanzado y bajo costo
Los procesos de producción de tubos redondos sin costura y tubos soldados son avanzados y eficientes, y generalmente ofrecen ventajas en costos en comparación con los tubos cuadrados.

2) Limitaciones
Debido a la menor área de conexión de los tubos redondos, su capacidad portante disminuye y se deforma con el tiempo, lo que requiere refuerzo de las uniones. Además, debido a la influencia de las esquinas durante la instalación, se forman grietas fácilmente en las uniones, lo que dificulta su conexión y requiere ensayos no destructivos para garantizar la calidad de la conexión.

Relativamente baja resistencia a la flexión:
Cuando se utiliza como viga, su resistencia a la flexión es menor que la de un tubo cuadrado del mismo peso.

Dificultad de conexión y fijación:
Las superficies redondas son difíciles de fijar, lo que a menudo requiere abrazaderas especializadas, soportes curvos o accesorios de soldadura complejos.

Poca utilización del espacio:
La sección transversal circular de un tubo redondo crea huecos al entrar en contacto con una superficie plana, desperdiciando espacio. También hace que el apilamiento y el almacenamiento sean menos compactos que los de los tubos cuadrados.

Escenarios de aplicación de tubos cuadrados y tubos redondos:

De las ventajas y desventajas anteriores, se puede ver que las ventajas y desventajas de los tubos cuadrados y redondos se compensan, y los escenarios en los que se utilizan también son diferentes. En términos generales, los tubos cuadrados son más adecuados para su uso en estructuras de construcción y fabricación de vehículos que requieren soporte de carga vertical; los tubos redondos son más adecuados para su uso en lugares de flexión y flexión, como la fabricación de muebles, fabricación de maquinaria, etc.

Tubo cuadrado vs. tubo redondo: Cómo elegir?

Elija tubo cuadrado: Cuando su diseño sea una estructura estática que requiera resistencia a la carga y a la flexión, y donde la facilidad de conexión y la optimización del espacio sean importantes. Por ejemplo, estructuras de acero para edificios, marcos de máquinas herramienta, estanterías, barandillas de escaleras y mobiliario.

Elija tubo redondo: Cuando su diseño implique transportar fluidos, soportar torsión o soportar alta presión. Por ejemplo, tuberías de agua/aceite, ejes de transmisión, cilindros hidráulicos y cercas (en algunos diseños).

Por lo tanto, al seleccionar materiales de tubería, debe considerar exhaustivamente las tuberías cuadradas y redondas según los escenarios y requisitos de uso específicos, y elegir materiales de tubería que sean más adecuados para sus propios requisitos de uso. Además, también debemos prestar atención a los estándares y especificaciones para la selección de materiales y asegurarnos de que las tuberías seleccionadas cumplan con los estándares y especificaciones relevantes para garantizar el efecto de uso.

Haga clic aquí para obtener más información: ASTM A500 Tubo cuadrado o Tubería sin costura vs. Tubería soldada