Perfiles huecos de acero: Qué son HSS, SHS, RHS y CHS?

Qué significan HSS, SHS, RHS y CHS?

Este es un término muy técnico. Todas estas abreviaturas se refieren a perfiles huecos de acero estructural, ampliamente utilizados en construcción, ingeniería y fabricación.

Primero, entendamos el término general:

HSS - Perfiles huecos de acero

HSS es un término general que se refiere a todos los tubos huecos de acero utilizados en estructuras portantes. Abarca todas las formas específicas que se enumeran a continuación. Este término es particularmente común en Norteamérica, donde se clasifica específicamente en tres tipos: tubo cuadrado HSS, tubo rectangular HSS y tubo redondo HSS.

Clasificaciones específicas:

Según la forma de su sección transversal, los HSS se clasifican principalmente en los siguientes tres tipos:

1. SHS - Perfil hueco cuadrado

SHS se refiere a los perfiles huecos de acero estructural (HSS) con sección transversal cuadrada.

Características: La estructura de cuatro lados de los tubos cuadrados proporciona una alta estabilidad transversal y resistencia a la deformación al ser sometidos a fuerzas externas como presión y torsión, lo que los hace adecuados para componentes de soporte estructural. En comparación con los tubos redondos, los tubos cuadrados son más estables en cuanto a resistencia a la flexión y la torsión, especialmente al ser sometidos a cargas verticales, donde su capacidad de soporte es mayor. En comparación con los tubos de acero convencionales, son ligeros, lo que los hace más adecuados para estructuras ligeras.

Aplicaciones típicas: Se utilizan en estructuras de edificación, como columnas de acero para viviendas, soportes de toldos y barandillas de escaleras. Se utilizan en estanterías y almacenamiento, como montantes y travesaños de estanterías de alta resistencia. Se utilizan en mobiliario y decoración, como marcos de mesas y sillas, expositores y barandillas.

Tamaño de ejemplo: 100 mm x 100 mm x 6 mm SHS (representa un tubo cuadrado con una longitud de lado de 100 mm y un espesor de pared de 6 mm).

2. RHS - Sección hueca rectangular

RHS se refiere a una sección hueca de acero estructural con sección transversal rectangular.

Características: Los tubos rectangulares presentan un módulo de sección más alto a lo largo de sus lados largos, lo que resulta en una mayor resistencia a la flexión. Es un material ideal para vigas, marcos y cerchas, ya que permite un uso más eficiente del material. Los tubos rectangulares también ofrecen una alta eficiencia de espacio, con un perfil plano que se ajusta perfectamente a paredes o superficies planas, minimizando el ahorro de espacio. Además, cuentan con dos superficies planas anchas, lo que los hace ideales para soldar, atornillar o conectar con conectores estándar.

Aplicaciones típicas: Vigas portantes principales, correas y quillas de muro cortina en estructuras de edificación; bastidores de maquinaria como bancadas de máquinas herramienta, soportes de equipos transportadores y cimentaciones de equipos pesados; y chasis y estructuras para vehículos y embarcaciones.

Tamaño de ejemplo: 150 mm x 100 mm x 8 mm RHS (que representa un tubo rectangular con un lado largo de 150 mm, un lado corto de 100 mm y un espesor de pared de 8 mm).

3. CHS - Sección hueca circular

CHS se refiere a las secciones huecas de acero estructural con sección transversal circular, comúnmente conocidas como tubos redondos.

Características: De todas las secciones transversales, los tubos redondos son los que presentan la mayor resistencia al par. Al transportar fluidos, proporcionan un flujo uniforme sin puntos muertos y baja resistencia. Los tubos redondos son isótropos, con un rendimiento idéntico en todas las direcciones, lo que permite una distribución uniforme de la carga. Se utilizan comúnmente en aplicaciones sujetas a presión y cargas de torsión, así como en tuberías de fluidos y gases.

Aplicaciones típicas: Aplicaciones de transporte de fluidos, como tuberías de agua, petróleo, gas y productos químicos (resistentes a la corrosión); componentes de transmisión mecánica y automotriz, como ejes de transmisión y ejes giratorios; equipos que soportan presión, como cilindros hidráulicos y neumáticos y tubos de calderas; y aplicaciones estructurales como torres de transmisión y cerchas espaciales.

Ejemplo de tamaño: Ø88,9 mm x 5 mm CHS (indica un tubo redondo con un diámetro exterior de 88,9 mm y un espesor de pared de 5 mm).

Normas de fabricación para perfiles huecos de acero estructural:

1. Normas Americanas (ASTM)

En Estados Unidos, se aplican las siguientes normas:

1) ASTM A500 - Tubos soldados conformados en frío (acero al carbono)
2) ASTM A1085 - Una versión mejorada de la norma A500, que ofrece resistencia a la corrosión atmosférica (acero de baja aleación)
3) ASTM A847 - Excelente resistencia a la corrosión atmosférica (acero de baja aleación)

ASTM A500 - Especificación estándar para tubos estructurales de acero al carbono soldados y sin costura conformados en frío, en formas redondas y perfiladas

Características: La norma ASTM A500 es la norma HSS más utilizada en Norteamérica. Abarca tanto tubos soldados como sin costura, así como tubos redondos. Se clasifica según su resistencia en grados A, B, C y D. El grado B es el más utilizado, ya que ofrece un buen equilibrio entre resistencia y conformabilidad.

ASTM A1085 - Especificación estándar para tubos estructurales de alta resistencia, de baja aleación, soldados y sin costura, conformados en frío, con resistencia mejorada a la corrosión atmosférica

Características: Una versión mejorada del A500 que ofrece mayor resistencia, tolerancias dimensionales más ajustadas y mayor tenacidad. Es la opción preferida para el diseño estructural de acero de alto rendimiento.

ASTM A847 - Especificación estándar para tubos estructurales de alta resistencia, de baja aleación, soldados y sin costura, conformados en frío, con resistencia mejorada a la corrosión atmosférica

Características: Excelente resistencia a la intemperie, formando una densa capa protectora de óxido al exponerse a la atmósfera. Adecuado para estructuras arquitectónicas expuestas que no requieren pintura.

2. Normas Europeas (EN)

Las normas EN 10219 y EN 10210 son de uso común en Europa y sus regiones afectadas (como Australia y Oriente Medio).

1) Norma EN 10219 - Soldadura por Conformado en Frío (Aceros No Aleados y de Grano Fino)
2) Norma EN 10210 - Acabado en Caliente (Aceros No Aleados y de Grano Fino)

EN 10219-1/-2 - Perfiles Huecos Estructurales Soldados por Conformado en Frío de Aceros No Aleados y de Grano Fino
EN 10210-1/-2 - Perfiles Huecos Estructurales Acabados en Caliente de Aceros No Aleados y de Grano Fino

Características: Separa las normas de conformado en frío y acabado en caliente. La norma EN 10219 es equivalente a la norma ASTM A500. Especifica la composición química, las propiedades mecánicas y las tolerancias dimensionales. Los tubos huecos de acero estructural acabados en caliente (laminados en caliente o extruidos) suelen tener un material más uniforme, paredes más gruesas y radios de esquina más amplios, con propiedades similares a las de los tubos sin costura.

3. Normas chinas (GB)

En China, las normas que se siguen son:
1) GB/T 6728 - Perfiles huecos conformados en frío para uso estructural (acero al carbono, acero de baja aleación)

Características: Esta es la norma principal para perfiles de acero estructural de alta velocidad (HSS) soldados y conformados en frío en China, y abarca completamente formas como tubos cuadrados, rectangulares y redondos. Especifica dimensiones, formas, pesos, tolerancias y requisitos técnicos.
Grados: Los más utilizados son Q235 (correspondiente a ASTM A36) y Q355 (correspondiente a ASTM A572 Gr.50/EN S355).

2) GB/T 8162 - Tubos de acero sin costura para uso estructural (acero al carbono, acero de baja aleación)

Características: Adecuado para la fabricación de tubos redondos sin costura y también puede utilizarse como pieza bruta para su posterior estirado en frío en tubos cuadrados y rectangulares. Esta norma se utiliza cuando se requieren mayores requisitos de rendimiento estructural.

Cómo elegir la norma adecuada?

1. Seleccione según la ubicación del proyecto y los requisitos del contrato

En Norteamérica, la norma ASTM A500 Grado B es la norma predeterminada. 

En Europa y los países de la Commonwealth, las normas predeterminadas son EN 10219 (conformado en frío) o EN 10210 (acabado en caliente).

En China, se debe seguir la norma GB/T 6728.

2. Seleccione según la aplicación

Estructuras generales de edificación: ASTM A500, EN 10219 y GB/T 6728 son suficientes.
Estructuras de alto rendimiento y gran longitud: Considere ASTM A1085 o EN 10210 (tubería con acabado en caliente).
Estructuras expuestas, sin pintura: Considere ASTM A847 (acero corten).
Entornos de temperaturas extremadamente bajas: Elija un grado con mayores requisitos de resistencia al impacto.

3. Seleccione según el proceso de producción

Prioridad de costo, paredes delgadas: Elija estándares de conformado en frío y soldado (A500, EN 10219, GB/T 6728).

Alta resistencia, paredes gruesas, alto rendimiento: Considere estándares de acabado en caliente (EN 10210) o sin costuras.

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