El
tubo cuadrado (perfiles SHS) es uno de los perfiles metálicos más utilizados en ingeniería estructural, fabricación, maquinaria y decoración arquitectónica. El espesor de pared del tubo cuadrado es un parámetro clave que influye en su resistencia, estabilidad, peso, coste y vida útil.
Fundamentos del espesor de pared del tubo cuadrado
El espesor de pared de un tubo cuadrado se refiere al espesor del material metálico en su sección transversal, generalmente medido en milímetros.
La medición precisa del espesor de pared es crucial, ya que afecta a la resistencia y el peso totales del tubo cuadrado.
Por ejemplo, con las mismas dimensiones de sección transversal, un mayor espesor de pared permite que un tubo cuadrado soporte cargas más elevadas, pero también aumenta el coste del material y el peso. Por el contrario, un menor espesor de pared lo hace más ligero y adecuado para aplicaciones donde el peso es un factor crítico, pero puede ser menos eficaz en ciertas situaciones que requieren alta resistencia.
Métodos para expresar el espesor de pared de tubos cuadrados
1. Método métrico
Este método utiliza milímetros como unidad, reflejando directamente el espesor real de la pared del tubo cuadrado.
Por ejemplo, un tubo cuadrado de 20 x 20 mm con un espesor de pared de 2 mm se puede expresar simplemente como 20 x 20 x 2,0.
2. Método de unidades imperiales
Este método convierte el espesor de pared del tubo cuadrado a pulgadas, lo cual resulta más intuitivo para los usuarios familiarizados con el sistema imperial.
Si el espesor de pared del tubo cuadrado se indica en milímetros, primero debe convertirse a pulgadas.
Por ejemplo, un espesor de pared de 20 mm corresponde a 0,7874 pulgadas. Por lo tanto, un tubo cuadrado de 2 x 2 pulgadas con un espesor de pared de 20 mm se puede expresar como 2 x 2 x 0,7874.
3. Método de expresión del peso por área de sección transversal
Este método expresa el espesor de pared calculando el peso por metro del tubo cuadrado. Se utiliza comúnmente para la estimación de costos y la distribución del peso en logística.
La fórmula de cálculo combina el área de sección transversal y el peso por unidad de longitud. Por ejemplo, el peso por área de sección transversal de un tubo cuadrado de 50 x 50 mm y un espesor de pared de 4,5 mm se puede obtener mediante una fórmula específica.
Dimensiones del tubo cuadrado
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Diámetro Exterior (DE)
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Espesor de Pared (EP)
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Aprox. Peso (kg/m)
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Aplicaciones comunes
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10 × 10 mm
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0.8 – 1.5 mm
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0.28 – 0.55
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Mobiliario, estructuras ligeras
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20 × 20 mm
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1.0 – 2.0 mm
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0.56 – 1.10
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Barandillas, marcos, expositores
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25 × 25 mm
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1.2 – 3.0 mm
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0.90 – 2.15
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Estructuras para equipos, soportes pequeños
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30 × 30 mm
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1.5 – 3.5 mm
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1.25 – 2.70
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Marcos para maquinaria, puertas, ventanas
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40 × 40 mm
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1.8 – 4.0 mm
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1.90 – 3.85
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Elementos estructurales, estanterías
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50 × 50 mm
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2.0 – 5.0 mm
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2.60 – 5.80
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Columnas de edificación, puertas
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60 × 60 mm
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2.5 – 6.0 mm
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3.50 – 7.20
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Estructuras industriales
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80 × 80 mm
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3.0 – 8.0 mm
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5.20 – 10.80
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Vigas de construcción, plataformas
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100 × 100 mm
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4.0 – 10.0 mm
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7.85 – 19.60
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Estructuras pesadas, puentes
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120 × 120 mm
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5.0 – 12.0 mm
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11.50 – 27.00
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Columnas de edificación, grúas
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150 × 150 mm
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6.0 – 16.0 mm
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17.60 – 45.10
|
Edificios industriales
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200 × 200 mm
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8.0 – 20.0 mm
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31.40 – 78.50
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Construcción a gran escala
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Rango de espesor de pared de tubos cuadrados de diferentes tamaños
1. Tubos cuadrados pequeños (13–50 mm)
Espesor de pared común: 0,8–3,0 mm
Usos: Muebles, estanterías, estructuras decorativas.
2. Tubos cuadrados medianos (50–100 mm)
Espesor de pared común: 2,0–6,0 mm
Usos: Barandillas de edificios, estructuras de maquinaria.
3. Tubos cuadrados grandes (100–200 mm)
Espesor de pared común: 4,0–20 mm
Usos: Columnas, estructuras pesadas, soportes para equipos.
Rango de espesor de pared de tubos cuadrados según diferentes procesos
1. Tubos cuadrados galvanizados en caliente
El espesor de pared de los tubos cuadrados galvanizados en caliente suele estar entre 0,8 y 6,0 mm.
Las especificaciones comunes incluyen 20 x 20 x 0,8 mm, 40 x 40 x 1,5 mm, etc.
2. Tubos cuadrados soldados
Los tubos cuadrados soldados presentan un mayor rango de espesor de pared, generalmente de 0,6 mm a 20 mm.
Gracias a su excelente capacidad de carga y soldabilidad, se utilizan ampliamente en la construcción, puentes y otros sectores.
3. Tubos cuadrados sin soldadura
Los tubos cuadrados sin soldadura suelen tener un espesor de pared de entre 1,0 y 12 mm y poseen alta precisión y excelentes propiedades mecánicas.
Se utilizan comúnmente en la fabricación de maquinaria de alta precisión y equipos hidráulicos.
Espesor de pared del tubo cuadrado (mm)
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Tamaño
(mm)
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Espesor de pared (mm)
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1.6
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2.0
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2.5
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3.0
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3.5
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4.0
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4.5
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5.0
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6.0
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13×13
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0.56
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16×16
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0.68
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19×19
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0.94
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1.15
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25×25
|
1.19
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1.47
|
1.80
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2.13
|
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|
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|
|
|
32×32
|
1.52
|
1.88
|
2.31
|
2.74
|
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|
|
|
|
38×38
|
1.85
|
2.29
|
2.83
|
3.36
|
3.86
|
4.37
|
|
|
|
|
50×50
|
2.44
|
3.03
|
3.76
|
4.48
|
5.18
|
5.87
|
6.55
|
|
|
|
60×60
|
2.94
|
3.66
|
4.55
|
5.42
|
6.28
|
7.12
|
7.96
|
|
|
|
63×63
|
3.09
|
3.85
|
4.78
|
5.70
|
6.60
|
7.50
|
8.38
|
|
|
|
75×75
|
3.69
|
4.59
|
5.70
|
6.81
|
7.90
|
8.98
|
10.04
|
11.10
|
|
|
80×80
|
3.95
|
4.91
|
6.11
|
7.30
|
8.47
|
9.63
|
10.78
|
11.91
|
|
|
90×90
|
4.45
|
5.54
|
6.89
|
8.24
|
9.57
|
10.88
|
12.19
|
13.48
|
16.03
|
|
100×100
|
|
6.17
|
7.68
|
9.18
|
10.66
|
12.14
|
13.60
|
15.05
|
17.91
|
|
120×120
|
|
|
|
11.06
|
12.85
|
14.64
|
16.41
|
18.18
|
21.67
|
|
152×152
|
|
|
|
|
16.42
|
|
21.00
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27.78
|
Comparación del espesor de pared de tubos cuadrados con otros materiales tubulares
En comparación con los
tubos redondos (acero CHS), los tubos cuadrados presentan ventajas únicas en el diseño del espesor de pared.
Los tubos redondos suelen tener una distribución uniforme del espesor de pared, pero los tubos cuadrados son más fáciles de optimizar en términos de resistencia a la flexión y a la torsión debido a la forma de su sección transversal.
Por ejemplo, en la construcción de estructuras, al ajustar el espesor de pared de los tubos cuadrados, se puede mejorar la estabilidad general sin aumentar el peso.
En algunos casos, los tubos redondos pueden requerir paredes más gruesas para lograr el mismo efecto, lo que genera desperdicio de material y mayores costos.
En comparación con los
tubos rectangulares (acero RHS), los tubos cuadrados tienen un diseño de espesor de pared más estandarizado.
Los tubos rectangulares pueden verse afectados por la uniformidad de su relación de aspecto y espesor de pared, mientras que los tubos cuadrados, con lados iguales, tienen una distribución del espesor de pared más uniforme, lo que facilita el control del proceso de fabricación.
Esto otorga a los tubos cuadrados la ventaja de una alta consistencia en la producción en masa.
Impacto del espesor de pared en el rendimiento de los tubos cuadrados
1. Resistencia a la flexión
A mayor espesor de pared, mayor resistencia a la flexión. Adecuado para: estanterías para equipos, estructuras de puentes y marcos de alta resistencia.
2. Resistencia a la compresión
Los
tubos cuadrados de pared gruesa son menos propensos al pandeo y son adecuados para columnas, correas y soportes de piso.
3. Resistencia a la torsión
Debido a su sección transversal simétrica, los tubos cuadrados tienen una alta resistencia a la torsión. A mayor espesor de pared, mayor estabilidad en la resistencia a la torsión.
4. Resistencia a la corrosión
Los tubos cuadrados de pared delgada son más susceptibles a la corrosión. Recomendación: Aumentar el espesor de pared y elegir acero galvanizado.
Factores que afectan el espesor de pared de los tubos cuadrados
1. Entorno operativo
En entornos altamente corrosivos o que requieren cargas pesadas, se necesitan tubos de acero más gruesos para garantizar la seguridad.
2. Proceso de fabricación
Los diferentes procesos de fabricación afectan el espesor de pared del tubo de acero. Por ejemplo, los tubos de acero laminados en caliente suelen tener paredes más gruesas que los tubos laminados en frío.
3. Diámetro del tubo
A medida que aumenta el diámetro del tubo, el espesor de la pared debe incrementarse proporcionalmente para garantizar la resistencia y rigidez suficientes.
Cómo elegir el espesor de pared adecuado para tubos cuadrados
1. Requisitos de carga
Seleccione un espesor adecuado según la capacidad de carga requerida. Generalmente, se requieren tubos de acero más gruesos para aplicaciones con altas exigencias de carga.
2. Entorno operativo
Cuando se utilizan en entornos corrosivos, se deben seleccionar tubos de acero de pared gruesa con mejor protección contra la corrosión.
3. Economía
Si bien se debe garantizar la seguridad, se debe elegir el menor espesor de tubo de acero posible para mejorar la eficiencia económica.
Preguntas frecuentes
1. ¿Es siempre mejor un mayor espesor de pared para tubos cuadrados?
No necesariamente.
Un mayor espesor de pared generalmente implica mayor resistencia, pero también un aumento significativo en el costo y el peso.
El espesor de pared adecuado debe seleccionarse según la carga, la aplicación y el diseño estructural, en lugar de simplemente aumentar el espesor indiscriminadamente.
2. ¿Son propensos a la deformación los tubos cuadrados de pared delgada?
Sí.
Los tubos cuadrados de pared delgada (≤1,5 mm) son más propensos a la deformación durante la soldadura, el doblado o al aplicar fuerzas externas.
Son adecuados para cargas ligeras y aplicaciones decorativas, pero no para cargas pesadas.
Resumen
El espesor de pared de los tubos cuadrados es un parámetro clave que determina el rendimiento básico de la tubería y afecta la economía y la viabilidad de sus aplicaciones prácticas. Una selección adecuada del espesor de pared permite que los tubos cuadrados sean una opción importante en diversos escenarios. En comparación con otros materiales para tuberías, la flexibilidad y la estandarización del espesor de pared de los tubos cuadrados los convierten en la opción preferida en muchos campos.
Leer más: ¿Cuál es la diferencia entre un tubo cuadrado y un tubo rectangular? o ¿Qué significa acero SHS?
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