Gərginliyin idarə edilməsi baxımından kvadrat borular təzyiqi dörd tərəfə bərabər paylayır ki, bu da onlara əyilməyə və burulmaya qarşı yaxşı müqavimət verir. Düz bucaqlı kənarlar konstruksiyaya təbii sərtlik əlavə edir. Məsələn, ASTM A500 B sinfi kvadrat borular yüklənmədən əvvəl kvadrat düymlük başına təxminən 46,000 funt yük daşıya bilir. Eyni ölçülərə malik dairəvi borularla müqayisədə, bu kvadrat kəsiklərin inertsiya momenti təxminən 1,7 dəfə daha çoxdur. Bu səbəbdən gün ərzində müxtəlif istiqamətlərdən gələn yükü öz üzərinə götürən binaların kolonları, körpülərin fermaları və konstruktiv karкаslar üçün mühəndislər tez-tez kvadrat boruları seçirlər.
Standart konstruktiv kvadrat borular müəyyən performans tələblərinə uyğunlaşdırılmış karbon poladdan hazırlanır:
| Xüsusiyyət | ASTM A500 Grade B | ASTM A513 Type 5 |
|---|---|---|
| Akma Müqaviməti (psi) | 46,000 | 50,000 |
| Çəkilmə Müqaviməti (psi) | 58,000 | 70,000 |
| Əsas istifadə | Konstruktiv Çərçivələr | Mühəndislik hissələri |
Boş kəsik forması perimetrdə səmərəli gərginlik paylanmasının hesabına daşıma qabiliyyətinin 85–92%-ni saxlayarkən bərk çubuqlara nisbətən çəkini 40%-ə qədər azaldır.
Simmetrik həndəsəsi oxuya xas zəiflikləri aradan qaldırdığı üçün kvadrat borular eyni ölçülü dairəvi borulara nisbətən 1,3 dəfə daha böyük əyilməyə müqavimət və düzbucaqlı borulara nisbətən 22% daha yüksək burulma sərtliyinə malikdir. 4 düym kvadrat boru 11 200 lbs olan ekvivalent dairəvi boruya qarşı 15 000 lbs sıxılma yükünə tab gətirə bilir.
Soyuqda deşilmiş yüngül polad kvadrat borular aşırı yüklənmə altında proqnozlaşdırıla bilən nasazlıq rejimləri göstərir və möhkəmlik həddi 36.000 psi (A sinfi) ilə 50.000 psi (C sinfi) arasında dəyişir. Xarakterik olaraq inertsiya momenti (I) xətti fut başına 8,22 in₄ təşkil edir və bu da qeyri-kritik tətbiqlərdə I-şinliyə bərabər olanlardan 30% daha uzun dayaq aralığını mümkün edir.
Polad boruların kvadrat forması onlara yaxşı burulma bükülməsinə qarşı möhkəmlik verir, çünki düz bucaqlı kənarlar təsir edən qüvvələri daha yaxşı paylayır. Bu da boruları yuxarıdan gələn şaquli yük və onlara tərəfdən təsir edən yan qüvvələrə qarşı müqavimət göstərməyə xüsusi olaraq yararlı hala gətirir və buna görə də çoxmərtəbəli tikintidə geniş istifadə olunurlar. Həqiqi texniki xüsusiyyətlərə gəldikdə, ASTM A500 B sinfi borular bir çox zəlzələyəqarşı konstruksiyalarda standart halına gəlib. Bu borular təxminən 46 ksi (kvadrat düymə düşən kilo-funt) təzyiqə cavab verməlidirlər. Bu materialların səthinin bütöv sahəsi üzrə gərginliyi idarə etmə üsulu zəlzələ zamanı zəif nöqtələrin yaranmasının qarşısını alır. Bu bərabər paylanma lokal deformasiya problemlərini dayandırır və ümumiyyətlə, sismik hadisələrlə qarşılaşdıqda binaların daha davamlı olmasını təmin edir.
Kvadrat boruların standartlaşdırılmış ölçüləri modul tikintidə kütləvi istehsalı asanlaşdırır. 4"x4" qalvanizli kvadrat boruların MIG qaynaqlı birləşmələri ilə həyata keçirilən layihələr ənənəvi üsullara nisbətən 20–30% daha sürətli montaj vaxtı göstərir. Bu ölçü dəqiqliyi tikinti sahəsində əmək xərclərini azaldır və pilləkənlər, dam karkasları və divar panelləri kimi hazır komponentlərdə sıx meylərlərin təmin edilməsini dəstəkləyir.
Kvadrat borular struktur cəhətdən yaxşı işləyən, eyni zamanda gözəl görünən bir material kimi arxitektorlar üçün əsas seçim halına gəlib. Toz örtüklü 2-dən 2 düym ölçülü paslanmayan polad borulara nəzər salaq - bu borular okean yaxınlığında quraşdırılsalar belə, rustsuz yarım əsr qala bilir və bu da duzlu havanın adi materialları çox tez yeyərək məhv etdiyi nəzərə alındıqda təsir bağışlayır. Şəhərlər hər tərəfdən velosiped dayanacaqları və ya ümumi nəqliyyat dayanacaqları kimi yerlərdə daha möhkəm olan 8-dən 12 qalona qədər kvadrat borular qoymağa başlayıb. Bu materiallar vandalizmə qarşı ən çox alternativdən daha davamlıdır və buna baxmayaraq müasir bələdiyyə layihələri üçün istənilən incə və şık görünüşü saxlayır.
Son zamanlar innovativ şəkildə istifadə edilən və ekzoskelet çərçivəsinin yarısını təşkil edən köhnə dəmir borulardın sayəsində mənzil və ticarət sahələrini birləşdirən yeni 15 mərtəbəli binaya LEED Gold statusu verildi. Memarlar bütün zəruri konstruktiv möhkəmlik tələblərini saxlayaraq ümumi dəmir istifadəsini təxminən 18 faiz azalda bildilər. Bina bitdikdən sonra aparılan enerji monitorinqi il ərzində istilik xərclərində təxminən 12 faiz qənaət edildiyini göstərdi. Bunun bir hissəsi oyun dəmir boruların binaların müxtəlif bölmələri arasında istiliyin itkisini azaldan, katı olanlara nisbətən daha yaxşı termal işləməsi ilə bağlıdır.
Bərabər tərəfli profili olan kvadrat boru, robot qolları və konveyer iz sistemləri kimi dəqiqlik maşınlarında üstün burulma bükülməzliyi təmin edir. CNC maşın bazalarında bu, harmonik distortiyaya 40%-ə qədər azalma ilə I-şinlərdən daha bərabər şəkildə iş vibrasiyalarını paylayır (ASM International 2023).
Kvadrat formalı yüngül polad borular xüsusilə lövhə pressləri ilə istifadə olunduqları və ya hidravlik sistemlərin daxilində işlədildiyi yerlərdə təkrarlanan gərginlik sikluslarına davamlıdır. Bu boruların kənarları ətraf boyu birləşdirilə bilər, bu da onlara ən çox gərginliyin təsir etdiyi hissələri möhkəmləndirməyə imkan verir. Bundan əlavə, divarlarının qalınlığı demək olar ki, bütün uzunluğu boyu eyni qalır, buna görə də 700 MPa-dan yuxarı təzyiqə məruz qaldıqda belə gözlənilməz şəkildə sıradan çıxmırlar. Mühəndislər həmçinin onlara yorulma testləri keçirdikdə, kvadrat borusu çərçivələr materialların idarə edilməsi avadanlığında istifadə olunan düzbucaqlı borularla müqayisədə pozulmadan ətrafən 25 faiz daha uzun dayanır. Bu, dayanma vaxtının pul baha başa gəldiyi sənaye sahələrində real fərq yaradır.
25-dən 25 millimetrədək və 150-yə qədər 150 millimetrədək dəyişən standart kvadrat borusu ölçüləri kimi kənd təsərrüfatı avadanlıqları və paketləmə maşınları kimi sektorlarda istehsal proseslərini sadələşdirməyə kömək edir. İstehsalatçılar ASTM A500 sertifikatlı aşağı karbonlu polad boruları seçdikdə, bir partiyadan o birinə qədər sabit keyfiyyət əldə edirlər. Bu sabitlik həqiqətən robotlaşdırılmış montaj əməliyyatları zamanı vaxt qazandırır və bəzi zavodlar xüsusi hazırlanmış profillərlə işləməyə nisbətən təxminən 18 faiz azaldılmış quraşdırma vaxtı bildirir. Pas və çirklənməyə qarşı əlavə qorunma tələb olunan hallarda, öncədən galvanizli versiyalar xüsusilə səthlərin təmiz saxlanması və korroziyanın qarşısının alınmasının uyğunluq və təhlükəsizlik baxımından mütləq vacib olduğu qida emalı zavodlarında və farmasevtika müəssisələrində işləri xeyli sürətləndirir.
Kvadrat borular tarazlaşdırılmış yük paylanması və burulma sabitliyi səbəbindən piyada və az hərəkatlı nəqliyyat köprülərində effektivdir. Simmetrik formalı strukturları qoşulma nöqtələrində gərginliyin toplanmasını minimuma endirir. Struktur analizlər eyni uzunluqda olan ayaqlı köprüdə I-şəkilli kirişlərlə müqayisədə yalnız 8% deformasiya ilə 18 metrlik açılışa nail olunduğunu göstərir (Bridge Design International 2023).
Kvadrat boruların qapalı en kəsiyi açıq kanal formalı hissələrlə müqayisədə 22% daha yaxşı titremə söndürmə xüsusiyyətinə malikdir. Bu xüsusiyyət külək və ya təkrarlanan nəqliyyat yüklərinə məruz qalan infrastruktur üçün çox vacibdir. Testlər təsdiq edir ki, bu borular 85 MPa gərginlik səviyyəsində 1,2 milyon yüklənmə dövründən sonra struktur bütövlüyünü saxlayır (Materials Performance Report 2023).
2022-ci ildə Florida Gulf Coast-da aparılan yenidən avadanlandırma zamanı köhnəlmiş beton dayaqlar isti-dip çinkoya batırılmış kvadrat polad borularla əvəz edildi. Sink örtüyü ilə təchiz edilmiş həll aşağıdakıları təmin etdi:
Kvadrat borusu adi yüklər üçün olduqca yaxşı işləsə də, materialların akma möhkəmliyinin 650 MPa-dan çox olduğu layihələrə ehtiyac duyulanda öz məhdudiyyətlərini göstərməyə başlayır. Açılışı 300 metrdən çox olan böyük körpüləri tikdikdə, bu günkü struktur mühəndislərinin əksəriyyəti hibrid həllər seçir. Onlar kvadrat boruları içərisində armatur betonla birləşdirir ki, bu da ümumiyyətlə daha yaxşı sabitlik verir. ASCE Körpü Qurallarının son nəşri həqiqətən ağır yükün tez-tez hərəkət etdiyi sahələrdə kvadrat boruların dəstəklənmədən getə biləcəyi məsafəyə limit qoyur. 2023-cü il yeniləməsinə əsasən, təhlükəsizlik səbəbləri ilə əlavə möhkəmləndirmə tələb olunmadan dəstəklənməyən açılışlar təxminən 45 metrdə dayanmalıdır.
Poliom, paslanmayan polad və qaplanmış kvadrat boruların hər biri, nə etmələri, mövcud büdcə və quraşdırılacağı yerə görə öz təyinatı olan yerə malikdir. Poliom, əksər daxili işlər üçün kifayət qədər budaqlanmış və 370-dən 500 MPa-ə qədər gərginliyi dözə bilir. Lakin iş ciddiləşəndə, xüsusilə duzlu su yaxınlığında və ya kimyəvi maddələrlə təmasda olduqda, paslanmayan polad hökmranlıq edir. 304 və 316 markalı paslanmayan poladlar 10,5% xromdan ibarətdir ki, bu da paslanmaya qarşı duran passiv təbəqəni yaradır. Buna görə də bu materialları gündəlik olaraq zərərli maddələrlə işləyən gəmi tikintisi sahələrində və fabrikalarda görürük. Qaplanmış polad qiymət baxımından orta səviyyədədir, lakin sink örtüyü sayəsində açıq havada da işi yerinə yetirir. Çoxsaylı ekspertlər bu qoruyuculuğun təmir tələb olunana qədər təxminən 20-dən 30 ilə qədər davam etdiyini deyirlər.
| Xüsusiyyət | Yüngül Polad | Paslanmayan polad | Galfenitli dəmir |
|---|---|---|---|
| Korroziyaya müqavimət | Yüksək | Yuksək | Orta |
| Maya dəyəri (metr üçün) | $18–$25 | $45–$120 | $28–$40 |
| İstifadə Müddəti (İl) | 10–15 | 30–50+ | 20–40 |
| Ən Yaxşı Tətbiq | Daxili konstruksiyalar | Sert Ortamalar | Xarici strukturlar |
Cədvəl 1: Sənayedə standartlaşdırılmış material müqayisələrindən alınan performans metrikaları
ASTM B117 standartlarına uyğun olaraq duz səpintisi testindən keçirildikdə, sinklə örtülmüş borular adi yumşaq poladdan təxminən 5-7 dəfə daha yaxşı pasdan qorunur. Digər tərəfdən, paslanmayan polad nəmli və ya kimyəvi maddələrlə təmasın çox olduğu çətin şəraitdə həqiqətən üstün performans göstərir. Ardıcıl 1000 saat boyu təsirə məruz qaldıqdan sonra belə, illik 0,1 mm-dən az itkilərlə korroziyanın demək olar ki, heç bir əlaməti görünmür. 2023-cü ildə NACE tərəfindən aparılan sonuncu tədqiqat da maraqlı bir fakt aşkar etdi. Temperatur 60 dərəcə Selsidən yuxarı qalxdıqda, sink örtüklər sürətlə parçalanmağa başlayır. Ancaq paslanmayan polad? Bu material təxminən 870 dərəcə Selsiyə qədər istiliyə davamlı qalır və yalnız bu temperaturdan sonra ciddi problemlər başlayır. Buna görə də yüksək temperaturlu tətbiqlərdə bir çox sənaye sahəsi onu üstün tutur.
Quru, daxili tətbiqlər üçün mülayim polad ən sərfəli həlli təklif edir. Zəncirlənmış polad xarici quraşdırmalar üçün etibarlılığı və ilkin dəyəri tarazlaşdırır və 35-50 illik ömür verir. Dəniz sahillərində və ya sənaye şəraitində paslanmayan poladın daha yüksək başlanğıc investisiyası iki onillikdə xətti metrə 180 dollardan çox olan uzunmüddətli əvəzetmə xərclərini qarşısını alır.
Kvadrat boru yaxşı burulma sərtliyi və balanslı yük paylanması təmin edir və onu yükgötürən konstruksiyalar, karkaslar və strukturlar üçün ideal edir.
Kvadrat boru yuvarlaq boruya nisbətən əyilməyə qarşı daha yaxşı müqavimət göstərir və düzbucaqlı boruya nisbətən daha yüksək burulma sərtliyinə malikdir ki, bu da onu konstruktiv bütövlük baxımından daha sərfəli edir.
Paslanmayan polad nəmli mühitdə və ya kimyəvi maddələrə məruz qalma şəraitində xüsusi olaraq yüksək korroziyaya qarşı müqavimət təmin edir və bu da onu sahil boyu və ya sənaye şəraitinə uyğun edir.
Diqqət edilməli məsələlərə qiymət, möhkəmlik, korroziyaya qarşı müqavimət və borunun quraşdırılacağı konkret mühit təsiri daxildir.
EN
