Kvadrātveida un apaļās tērauda caurules ir divas visplašāk izmantotās dobās -profilu formas strukturālajos, mehāniskajos un vispārīgajos ražošanas darbos, un tās bieži ir savstarpēji aizvietojamas uz papīra - abas ir salīdzināmās tērauda kategorijās, abas tiek ražotas līdzīgos metināšanas procesos, un abas ir pieejamas milzīgā izmēru diapazonā no mazām margu caurulēm līdz lielām konstrukcijas kolonnām. Bet "savstarpēji aizvietojams" nenozīmē "līdzvērtīgs". To formas atšķirības maina to, kā katrs no tiem darbojas zem slodzes, kā tas izskatās, kā tas savienojas ar citiem komponentiem un cik maksā - izgatavošana, kas bieži vien ir svarīgāka konkrētam projektam nekā tērauda marka.
Šis salīdzinājums darbojas, izmantojot reālās, praktiskās atšķirības starp kvadrātveida un apaļajām tērauda caurulēm: kā tās tiek izgatavotas, kā tās darbojas strukturāli, kur katra no tām ir acīmredzami labākā izvēle un kas jāpārbauda pirms pasūtīšanas.
Ražošana: tas pats process, atšķirīga galīgā forma
Gan kvadrātveida, gan apaļās tērauda caurules parasti sāk darboties vienādi. Plakana tērauda sloksne vai spole tiek padota caur virkni formēšanas ruļļu, kas to pakāpeniski saritina caurules formā, un šuvi noslēdz ar elektriskās pretestības metināšanu (ERW) vai, ja diametrs ir lielāks, ar iegremdētu loka metināšanu. Apaļai caurulei tā ir gatavā forma. Kvadrātveida (un taisnstūrveida) caurulei ir jāveic vēl viens solis: apaļā metinātā caurule tiek izlaista caur otru formēšanas ruļļu komplektu, kas to pārveido kvadrātveida vai taisnstūrveida šķērsgriezumā, kamēr metināšanas šuve joprojām ir karsta vai neilgi pēc tam.
Šī papildu formēšanas darbība ir iemesls, kāpēc kvadrātveida caurule ar noteiktu sieniņu biezumu un tērauda svaru parasti maksā nelielu piemaksu salīdzinājumā ar salīdzināma materiāla apaļo cauruli - ir nepieciešama lielāka apstrāde, un stūra-formēšanas darbība papildina instrumentu un procesa kontroles prasības, kas nav vajadzīgas taisnai apaļai caurulei. Vairumā gadījumu tā ir neliela izmaksu atšķirība, taču tā ir reāla, un tā ir viena no pirmajām lietām, ko iepirkumu komandas pamana, salīdzinot cenas par funkcionāli līdzīgiem konstrukcijas elementiem katrā formā.
Bezšuvju ražošana ir pieejama arī abām formām: bezšuvju apaļa caurule tiek caurdurta un velmēta tieši no cietas sagataves, savukārt bezšuvju kvadrātveida caurule sākas kā bezšuvju apaļa caurule un pēc tam tiek karsti -veidota kvadrātveida šķērsgriezumā- -, kas ir specializētāks, mazāka{3}}apjoma izstrādājums nekā vai nu metināta bezšuvju apaļa caurule vai kvadrātveida caurule.
Strukturālā veiktspēja: kur pastāv patiesās atšķirības
Šeit kvadrātveida un apaļās caurules patiešām atšķiras, un tas ir vienīgais vissvarīgākais faktors, izvēloties vienu no tām jebkurai slodzes{0}}nesēja pielietojumam.
Apaļa caurulevienādi iztur lieces visos virzienos.Tā kā aplim nav vēlamās ass, apaļas caurules garums, kas nes lieces slodzi, darbojas identiski neatkarīgi no tā, no kura virziena šī slodze nāk. Tas padara apaļo cauruli par dabiski efektīvu formu kolonnām, stabiem un jebkuram elementam, kas, domājams, redzēs slodzi no vairākiem vai neparedzamiem virzieniem - vēja slodzes uz stabu, piemēram, kas var nākt no jebkura kompasa virziena konstrukcijas kalpošanas laikā.
Kvadrātveida cauruleiztur arī vienādi lieces gar abām galvenajām asīm(tā kā visas četras malas ir vienādas), kas piešķir tai lielu daļu apaļas caurules virziena vienmērīguma, vienlaikus pievienojot plakanās virsmas - īstu apaļas caurules līdzsvarotās darbības un taisnstūra caurules savienojuma-draudzīgas ģeometrijas hibrīdu. Tas atkal atšķiras notaisnstūrveidacaurule, kurai ir nevienlīdzīgas malas un līdz ar to patiesi spēcīgāka un vājāka lieces ass, šī atšķirība ir sīkāk aplūkota [mūsu īpašajā taisnstūrveida dobo sekcijas rokasgrāmatā].
Vērpes (griešanās) pretestība nedaudz dod priekšroku apaļām formām.Noteiktam tērauda daudzumam apļveida -šķērsgriezums ir nedaudz efektīvāks vērpes pretestībā nekā kvadrātveida šķērsgriezums, jo materiāls tiek sadalīts konsekventākā rādiusā no centra. Praksē šī atšķirība ir pietiekami maza, lai tā reti izlemtu par formu, taču tā parādās tādās lietojumprogrammās kā piedziņas vārpstas, griezes momenta caurules un rotējošas iekārtas sastāvdaļas, kur apaļa caurule gandrīz vienmēr ir noklusējuma iestatījums tieši šī iemesla dēļ.
Sekcijas efektivitāte (stiprība uz svara vienību) ir tuvu starp abām formāmlīdzvērtīgiem ārējiem izmēriem un sienas biezumam ar apaļu cauruli, kas notur nelielu teorētisku malu tīrā aksiālā un vērpes slodzē, un kvadrātveida cauruli, kas notur praktisku malu visur, kur plakanie{0}}virses savienojumi samazina papildu tērauda daudzumu (ieliktņu plātnes, pamatplāksnes), kas nepieciešams, lai savienotu elementus.
Izgatavošana un savienojumi
Šeit kvadrātveida caurules plakanās virsmas kļūst par reālu praktisku priekšrocību. Kronšteina, plāksnes vai sekundārā elementa pieskrūvēšana, metināšana vai piestiprināšana kvadrātveida caurulei ir vienkārša - plakanā virsma nodrošina pilnīgu un vienmērīgu kontaktu bultskrūvju savienojumam vai šuves šuvei pa tīru, paredzamu līniju. Lai to izdarītu ar apaļu cauruli, ir nepieciešama vai nu izliekta seglu plāksne, kas veidota tā, lai tā atbilstu caurules rādiusam, vai arī jāpieņem mazāks-nek-pilns-kontaktsavienojums, kas palielina ražošanas laiku un izmaksas.
Šis vienīgais faktors izskaidro, kāpēc kvadrātveida un taisnstūrveida caurules dominē vispārējā ēku karkasā, mašīnu karkasos un gatavās iekārtās, kur elementi tiek pastāvīgi pieskrūvēti vai metināti pie citām plakanām detaļām -, savukārt apaļa caurule notur savu vietu tādos lietojumos kā margas, nožogojumi un cauruļvadu sistēmas, kur savienojumi ir vienkāršāki (stabu vāciņi, veidgabali, kas paredzēti tieši apaļajam profilam vai funkcionālam pielietojumam) vai arī kur apaļa ir vienīgā praktiskā forma).
Estētika un arhitektūras izmantošana
Kvadrātveida caurules plakanās, skaidrās līnijas ir uzskatāmas par “strukturālākām” un modernākām atklātās arhitektūras pielietojumos - redzamās tērauda ietvaros, kāpnēs un iezīmju kolonnās komerciālā un dzīvojamā dizainā bieži tiek norādīta kvadrātveida vai taisnstūrveida doba daļa, kas ir īpaši piemērota šim izskatam. Apaļajai caurulei ir atšķirīgs vizuālais raksturs: mīkstāka, tradicionālāka un bieži apzināti paredzēta margām, nojumēm un konstrukcijām, kur apaļāks, mazāk leņķisks profils atbilst dizaina mērķim. Neviens no tiem nav objektīvi "labāks" - šis ir patiesi estētisks lēmums, ko arhitekti un dizaineri pieņem katru projektu atsevišķi, un ir vērts savlaicīgi sazināties ar projektēšanas komandu, nevis pieņemt, ka strukturāli vai izmaksu faktori to atrisinās atsevišķi.
Izmaksas un pieejamība
Apaļās caurules parasti ir plašāks krājums un zemākas{0}}izmaksas risinājums ar noteiktu sieniņu biezumu un tērauda marku, iepriekš aprakstīto ražošanas iemeslu dēļ - mazāk formēšanas posmu, plašāka ražošanas bāze un lielāks kopējais ražošanas apjoms lielākajā daļā tirgu. Kvadrātveida caurule maksā nedaudz vairāk par vienu un to pašu tērauda svaru papildu formēšanas posma dēļ, lai gan atstarpe ievērojami sašaurinās pie lielākiem, biežāk lietotiem konstrukcijas izmēriem, kur abas formas tiek ražotas lielā apjomā.
Projektiem, kur jebkura forma tehniski derētu - žoga stabs, vienkārša atbalsta kolonna, iekārtas ierāmējums bez spēcīgas virziena slodzes - izmaksu un izpildes-laika starpība var pamatoti novirzīt lēmumu par apaļo cauruli. Projektiem, kuros ir plakani -sejas savienojumi, arhitektoniska ekspozīcija vai īpašas konstrukcijas detaļas, kvadrātveida caurules priekšrocības parasti pārsniedz pieticīgo izmaksu piemaksu.
Pārbaudes un apkopes atšķirības
Kad kāda no formām tiek izmantota, nedaudz atšķiras arī to pārbaude un apkope. Apaļās caurules nepārtrauktai izliektajai virsmai nav stūru, kas nozīmē, ka nav lokalizētu sprieguma koncentrācijas punktu no paša formēšanas procesa - faktors, kam ir nozīme pret nogurumu-jutīgiem lietojumiem, piemēram, rotējošām vārpstām vai elementiem, kas pakļauti pastāvīgai vibrācijai, kur gluds, stūra -brīvs profils samazina iespējamo plaisu{4}}iesākšanas vietu skaitu. Turpretim kvadrātveida caurules stūri pēc būtības rada nelielu spriedzes koncentrāciju attiecībā pret plakanajām virsmām, lai gan tas ir labi saprotams un ņemts vērā standarta dizaina kodos, un tas reti kļūst par praktisku problēmu ārpus patiesi cikliskas, lielas{6}}noguruma darbības.
Pārklājuma pārbaudei un apkopei kvadrātveida caurules plakanās virsmas ir vieglāk vizuāli pārbaudīt, vai nav pārklājuma bojājumu vai korozijas - plakanā virsmā redzama skaidra, vienmērīga pārklājuma līnija, savukārt izliekta virsma var paslēpt plānus plankumus vai brīvdienas (pārklājuma spraugas), kuras ir grūtāk pamanīt bez rūpīgas pārbaudes. Lielākajai daļai projektu tas ir mazsvarīgs faktors, taču tas var būt nozīmīgs ilgstošai-pakalpojuma infrastruktūrai, kur periodiska pārklāšana un pārbaude ir daļa no apkopes plāna jau no paša sākuma.
Pirkšanas ceļvedis: izvēle starp kvadrātveida un apaļo cauruli
1. Vispirms nosakiet slodzes modeli.Ja dalībnieks redzēs slodzi galvenokārt no viena nepārprotami dominējoša virziena ar zināmu savienojuma sarežģītību, kvadrātveida caurules plakanās virsmas savienojumi bieži uzvar. Ja slodze ir patiesi daudzvirzienu-vai detaļai ir jāiztur vērpšanās (griezes momenta caurules, rotējošas vārpstas), apaļās caurules līdzsvarotā un vērpes -efektīvā ģeometrija parasti ir labāk piemērota inženiertehniskajai darbībai.
2. Apstipriniet, kā gabals tiks savienots ar visu apkārtējo.Saskaitiet, cik pieskrūvēto vai metināto savienojumu būs nepieciešams detaļam. Vairāk savienojumu parasti dod priekšroku kvadrātveida caurulei, jo katru no tiem ir vienkāršāk un lētāk detalizēt un izgatavot uz plakanas virsmas nekā uz izliektas.
3. Laicīgi atrisiniet estētisko jautājumu ar dizaina komandu, jo īpaši jebkurai atklātai strukturālai lietojumprogrammai, nevis pieņemt, ka inženiertehniskā atbilde būs arī vizuāla atbilde - dažreiz tā nebūs, un tas ir likumīgs kompromiss-, kas jāveic apzināti.
4. Saskaņojiet sienas biezumu un pakāpi ar faktiskajām projektētajām slodzēm, ne tikai forma. Gan kvadrātveida, gan apaļās caurules ir pieejamas salīdzināmās kategorijās (maigs tērauds līdz augstākas -izturības zema- sakausējuma kategorijām) saskaņā ar tiem pašiem galvenajiem standartiem (EN 10210/10219, ASTM A500/A501 un reģionālie ekvivalenti).
5. Iegūstiet salīdzinošās cenas abām formām, ja izvēle ir patiesi atvērta.Ja kāda no formām tehniski darbotos, lūdziet savam piegādātājam norādīt gan - cenu, gan piegādes-laiku, kas atšķiras atkarībā no lieluma un tirgus apstākļiem, un tas ne vienmēr ir tik liels, kā pieņemts.
6. Pārliecinieties, ka apdares un pretkorozijas aizsardzības prasības ir vienlīdz labi izpildītas abās formās.Gan kvadrātveida, gan apaļās caurules ir pieejamas melnā krāsā, karsti{0}}cinkotas vai krāsotas, tāpēc apdare parasti nav atšķirības lēmumā par formu.
7. Cauruļvadiem vai šķidrumu{1}}pārnēsāšanai apaļš nav īsti izvēle - tā ir prasība.Jebkurai lietojumprogrammai, kurā pārvieto šķidrumu vai gāzi, ir nepieciešams apaļš{0}}griezums, lai nodrošinātu konsekventus plūsmas raksturlielumus un standarta montāžas savietojamību; Kvadrātveida-pret{2}}apaļais jautājums attiecas tikai uz konstrukciju un izgatavošanu, nevis uz cauruļvadiem.
