Cos'è il tubo meccanico?
I tubi meccanici sono tubi fabbricati per soddisfare specifici requisiti di utilizzo finale piuttosto che valori di pressione. È prodotto secondo dimensioni, tolleranze e composizioni chimiche controllate, il che si traduce in prestazioni più costanti sull'intero tubo rispetto ai tubi standard. Su richiesta, il tubo meccanico può essere fornito secondo specifiche standard, ma solitamente viene prodotto con proprietà tipiche incentrate su carico di snervamento, lavorabilità e finitura superficiale per l'applicazione prevista.
Tipi e norme applicabili
| Tipo | Norma rappresentativa |
|---|---|
| Tubi meccanici senza saldatura | ASTM A519 |
| Tubi DOM (disegnati su mandrino). | ASTM A513 T5 |
| Tubi meccanici ERW | ASTM A513 T1/T2 |
| Tubi strutturali/HSS | ASTM A500 |
| Tubi d'acciaio di precisione | EN 10305, DIN 2391, GB/T 3639 |
| Tubi in acciaio al carbonio per macchinari | JISG3445 |
Le gamme di dimensioni comuni per i tubi meccanici comprendono diametri esterni da 10,3 mm a 762 mm, spessori di parete da 6 mm a 35 mm e lunghezze di consegna di 5,8 m, 6 m, 11,8 mo 12 m. La selezione degli standard e della qualità dipende dall'applicazione: struttura generale e meccanismi, edilizia, macchinari, trasporti, attrezzature aeronautiche e petrolifere.
Composizione chimica e proprietà meccaniche
La tabella seguente mostra i valori tipici per i comuni gradi di tubi meccanici in acciaio al carbonio.
| Standard | Grado | C (%) | Si (%) | Mn (%) | P (%) | S (%) | Trazione (MPa) | Resa (MPa) | Allungamento (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DIN 1629 | St37 | 0.17 max | - | - | 0.040 max | 0.040 max | 350 - 480 | 235 min | 25 min |
| DIN 1629 | St44 | 0.21 max | - | - | 0.040 max | 0.040 max | 420 - 550 | 275 min | 21 min |
| DIN 1629 | St52 | 0.22 max | 0.55 max | 1.60 max | 0.040 max | 0.035 max | 500 - 650 | 355 min | 21 min |
Per le applicazioni strutturali e meccaniche europee, i gradi DIN 1629 sono ora comunemente specificati nelle norme EN 10210 o EN 10297, dove St37, St44 e St52 corrispondono ampiamente alle designazioni S235, S275 e S355.
Tolleranze dimensionali
Le tolleranze meccaniche del tubo sono definite sia per il prodotto trafilato a freddo che per quello finito a caldo. Il tubo senza saldatura trafilato a freddo offre un controllo più stretto del diametro esterno e dello spessore della parete:
| Condizione | Tolleranza diametro esterno | Tolleranza sullo spessore della parete |
|---|---|---|
| Trafilato a freddo, diametro esterno fino a 1.699 pollici. | +/- 0.005 pollici. | +/- 10% (ID inferiore a 1,5 pollici) |
| Trafilato a freddo, diametro esterno 1.700 - 2.099 pollici. | +/- 0.006 pollici. | +/- 10% (ID inferiore a 1,5 pollici) |
| Trafilato a freddo, diametro esterno 2.100 - 2.499 pollici. | +/- 0.007 pollici. | +/- 10% (ID 1,5 pollici e oltre) |
| Finito a caldo, diametro esterno 2.000 - 2.499 pollici. | +/- 0.017 pollici. | +/- dal - 10% al 12,5% a seconda della OD |
La tolleranza dello spessore della parete per il tubo meccanico è generalmente espressa come percentuale della parete nominale, con valori più ristretti per prodotti a parete sottile e valori più larghi superiori al 25% del diametro esterno. Il prodotto raffreddato e rinvenuto presenta tolleranze combinate di diametro esterno e interno per riflettere la distorsione dovuta al trattamento termico. Quando un progetto necessita di tolleranze molto strette, il tubo DOM (trafilato su mandrino) è la scelta abituale perché controlla sia le superfici interne che quelle esterne.
Applicazioni di tubi meccanici
Usi meccanici e di attrezzature
Sistemi di montaggio e scaffalature solari.
Attrezzature agricole e casearie.
Strutture e attrezzature per serre.
Rulli trasportatori, rimorchi e tettoie.
Impianti, tettoie e strutture ombreggianti.
Supporti per antenne paraboliche e tubi di irrigidimento in vinile.
Usi strutturali
I tubi strutturali, spesso chiamati sezioni strutturali cave (HSS), vengono utilizzati laddove i requisiti di resistenza standard del tubo determinano l'applicazione. L'HSS è disponibile in forme rotonde, quadrate e rettangolari e viene utilizzato in edifici, ponti, torri, gru, supporti e pali di segnaletica, piattaforme di produzione e perforazione offshore e strutture di protezione antiribaltamento (ROPS).
Negli edifici alti, il sistema di tubi è un concetto strutturale in cui l'edificio resiste a carichi laterali come il vento e le forze sismiche agendo come un cilindro cavo a sbalzo dal suolo. Il sistema può essere costruito in acciaio, cemento o costruzione composita e la maggior parte degli edifici sopra i 40 piani costruiti a partire dagli anni '60 utilizzano questo tipo strutturale.
Domande frequenti
Q1. Qual è la differenza tra tubi meccanici e tubi?
I tubi meccanici vengono prodotti per soddisfare specifici requisiti di utilizzo finale quali resistenza allo snervamento, lavorabilità, finitura superficiale e tolleranze strette, mentre i tubi vengono normalmente prodotti secondo standard di pressione e dimensionali per il trasporto di fluidi.
Q2. Cos'è il tubo DOM?
Il tubo DOM (trafilato su mandrino) è un tubo ERW trafilato a freddo secondo ASTM A513 T5. Il disegno su un mandrino controlla sia il diametro interno che quello esterno, garantendo tolleranze molto strette e un foro liscio.
Q3. Quali standard riguardano i tubi meccanici senza saldatura?
ASTM A519 copre tubi meccanici senza saldatura in acciaio al carbonio e legato. I tubi senza saldatura di precisione sono coperti anche dalle norme EN 10305, DIN 2391 e GB/T 3639.
Q4. Qual è la differenza tra ASTM A513 e A519?
ASTM A513 copre i tubi meccanici saldati a resistenza elettrica (ERW), incluso DOM T5, mentre ASTM A519 copre i tubi meccanici senza saldatura. Entrambi definiscono tolleranze e proprietà per le applicazioni meccaniche.
Q5. Cos'è il tubo strutturale HSS?
Le sezioni strutturali cave sono tubi strutturali prodotti secondo standard come ASTM A500, disponibili in forme rotonde, quadrate e rettangolari per edifici, ponti, torri e telai di macchinari.
Q6. Perché le tolleranze sono importanti nei tubi meccanici?
I componenti dei macchinari vengono lavorati da tubi o assemblati in sistemi in cui le dimensioni costanti contano. Le strette tolleranze di diametro esterno, diametro interno e parete riducono gli scarti, semplificano l'assemblaggio e garantiscono prestazioni prevedibili.
D7. Quali gradi sono comunemente utilizzati per i tubi meccanici?
I gradi di carbonio comuni includono le serie 1026 e 1010-1020 secondo ASTM A513/A519, St37/St44/St52 secondo DIN 1629 e le designazioni S235/S275/S355 secondo EN 10210/10297.
