So sánh sự giống nhau và khác nhau giữa ống thép tròn và ống thép vuông

Trong ngành công nghiệp cơ khí, xây dựng và nhiều lĩnh vực khác, ống thép là loại vật liệu phổ biến và quan trọng, được ứng dụng đa dạng từ kết cấu chịu lực, dẫn truyền chất lỏng đến các sản phẩm dân dụng. Trong đó, hai dạng ống được sử dụng nhiều nhất là ống thép tròn và ống thép vuông. Cả hai đều có những đặc điểm chung về vật liệu và quy trình sản xuất, song cũng tồn tại nhiều điểm khác biệt rõ rệt về hình dáng, công dụng và tính chất cơ học. Trên thị trường hiện nay có những hãng sản xuất ống thép nổi tiếng như: Hòa Phát, Việt Đức, Vinapipe, Trung Quốc, Hoa Sen…  Bài viết sau sẽ phân tích chi tiết sự giống nhau và khác nhau giữa hai loại ống này.

1. Cấu tạo ống thép tròn và ống thép vuông

• Ống thép tròn

- Ống thép tròn có tiết diện hình tròn, độ dày thành ống rất đa dạng giao động từ 4.642mm đến 12.7mm tùy vào nhu cầu sử dụng mà lựa chọn độ dày hợp lý. Nhờ kết cấu tròn đều, ống có khả năng phân bổ ứng suất đồng đều quanh chu vi, giúp tăng cường khả năng chịu áp lực và uốn cong. Đây là ưu điểm nổi bật khiến ống thép tròn thường được lựa chọn trong các hệ thống dẫn chất lỏng, khí nén hoặc trong những kết cấu cần tính chịu lực cao.

Ống thép tròn

• Ống thép vuông

- Ống thép vuông có tiết diện hình vuông, với 4 cạnh vuông góc và thành ống thường được cán đều. Ống thép vuông phù hợp với những ứng dụng có liên kết đơn giản như hàn nối và lắp ráp trong các kết cấu khung, giàn hoặc hệ thống trang trí. Tuy nhiên, do hình dáng vuông vức, lực tập trung thường dồn vào các góc cạnh, khiến ống vuông kém linh hoạt hơn ống tròn khi chịu tải trọng xoắn hoặc uốn cong.

• Điểm giống nhau

- Đều có cấu tạo rỗng, thành ống được cán và hàn hoặc kéo nguội, nguyên liệu đều bằng thép.

- Có thể sản xuất với nhiều độ dày và kích thước khác nhau để đáp ứng nhu cầu sử dụng.

- Bề mặt có thể được mạ kẽm, sơn tĩnh điện hoặc xử lý chống gỉ.

Ống thép vuông

• Điểm khác nhau

- Hình dáng tiết diện: tròn – vuông đây là đặc điểm dễ phân biệt nhất giữa hai loại ống thép.

- Khả năng phân bố ứng suất: ống tròn đều và tối ưu hơn, trong khi ống vuông dễ tập trung ứng suất tại góc cạnh. Ống tròn thường sử dụng để dùng cho các hệ thống chịu lực cao còn ống vuông phù hợp với hệ thống khung dầm.

- Khả năng thẩm mỹ và liên kết: ống vuông dễ dàng hơn trong lắp ráp và chế tạo khung dầm, kệ tủ vì dễ hàn gắn hơn so với ống tròn.

2. Quá trình sản xuất ống thép

• Ống thép tròn

- Ống tròn thường được sản xuất bằng hai phương pháp chính: cán nóng tạo hình rồi hàn ( ống hàn ) hoặc đúc ( ống đúc ). Với phương pháp sản xuất ống đúc nguyên liệu được cán thành miếng rồi uốn tạo hình thành ống thép phần nối mép sẽ được hàn bằng phương pháp hàn điện trở (ERW) hoặc hàn hồ quang chìm (SAW) để nối tạo thành ống. Với ống thép đúc ống sẽ được nung nóng và đúc rỗng ruột tạo thành ống thép.

• Ống thép vuông

- Ống thép vuông thường được sản xuất từ ống tròn ban đầu, sau đó được đưa qua hệ thống con lăn cán định hình, ép từ tiết diện tròn thành tiết diện vuông. Quy trình này giúp đảm bảo độ chính xác của các cạnh và kích thước. Tương tự như ống tròn, ống vuông cũng có thể được sản xuất theo phương pháp hàn hoặc kéo nguội, và được xử lý bề mặt để chống gỉ.

Quá trình hàn ống thép tròn

• Điểm giống nhau

- Đều trải qua các công đoạn: chọn phôi thép, nung – cán – định hình – hàn – xử lý bề mặt.

- Có thể áp dụng công nghệ hàn ERW hoặc SAW.

- Có quy trình mạ kẽm nhúng nóng hoặc mạ điện phân để tăng tuổi thọ.

• Điểm khác nhau

- Ống vuông thường được tạo hình từ ống tròn, tức là sản xuất ống tròn là bước trung gian bắt buộc.

- Ống tròn có thể sản xuất trực tiếp từ phôi thép mà không cần định hình lại.

3. Ứng dụng ống thép tròn và ống thép vuông

• Ống thép tròn

- Ống thép tròn được ứng dụng rộng rãi trong:

- Hệ thống dẫn nước, khí, dầu.

- Các kết cấu chịu lực như giàn giáo, trụ, cột.

- Chế tạo cơ khí, khung xe, cột điện.

- Ngành công nghiệp chế biến, đóng tàu, sản xuất nồi hơi.

Ứng dụng ống thép tròn

• Ống thép vuông

- Ống vuông có ứng dụng nổi bật trong:

- Kết cấu xây dựng như nhà xưởng, khung mái, giàn không gian.

- Nội thất và trang trí: bàn ghế, lan can, cửa cổng.

- Công nghiệp chế tạo máy móc, khung thiết bị.

- Các công trình yêu cầu tính thẩm mỹ cao và dễ dàng lắp ghép.

• So sánh

- Ống tròn thích hợp hơn cho các công trình cần chịu áp lực, truyền tải chất lỏng hoặc khí.

- Ống vuông lại tối ưu cho kết cấu khung và trang trí do dễ dàng hàn nối, lắp ráp.

4. Nguyên liệu sản xuất ống thép

Cả hai loại ống đều được sản xuất từ các loại thép carbon, thép hợp kim hoặc thép không gỉ tùy yêu cầu. Nguyên liệu phổ biến bao gồm:

• Thép cuộn cán nóng (Hot Rolled Coil – HRC)
• Thép cuộn cán nguội (CRC)
• Thép không gỉ (Inox) cho các ứng dụng yêu cầu chống ăn mòn cao.

Sự khác biệt chủ yếu nằm ở độ dày và chất lượng thép đầu vào. Ống tròn chịu áp lực lớn nên thường yêu cầu thép chất lượng cao hơn và quá trình kiểm tra nghiêm ngặt hơn so với ống vuông trong các ứng dụng dân dụng.

5. Mác thép sử dụng để sản xuất ống thép tròn và ống thép vuông

Một số mác thép thông dụng cho cả ống thép tròn và vuông:

• Q235, Q345 (theo tiêu chuẩn Trung Quốc) – thường dùng trong xây dựng, cơ khí.
• SS400 (theo tiêu chuẩn Nhật Bản JIS) – phổ biến trong kết cấu thép.
• ASTM A36, A500 (theo tiêu chuẩn Mỹ) – dùng cho ống kết cấu và cơ khí.
• ST37, ST52 (theo tiêu chuẩn Đức DIN) – ứng dụng trong công nghiệp và xây dựng.
• Inox 201, 304, 316 – dùng cho ống yêu cầu chống ăn mòn, trong môi trường khắc nghiệt.

Điểm khác nhau

• Ống tròn dùng trong đường ống dẫn dầu, khí thường phải đáp ứng tiêu chuẩn cao hơn, ví dụ API 5L, ASTM A106.
• Ống vuông chủ yếu dùng trong kết cấu, do đó tập trung vào các mác thép xây dựng và kết cấu phổ biến như Q235, Q345.

6. Tổng kết sự giống và khác nhau giữa ống thép tròn và ống thép vuông

• Giống nhau

- Đều làm từ nguyên liệu thép carbon, thép hợp kim hoặc thép không gỉ.

- Quy trình sản xuất tương tự: cán, hàn, kéo nguội, xử lý bề mặt.

- Có thể mạ kẽm hoặc sơn để chống gỉ.

- Sử dụng nhiều mác thép phổ biến trong xây dựng và cơ khí.

• Khác nhau

- Hình dạng : tròn, vuông

- Sản xuất: trực tiếp từ phôi thép, định hình từ ống tròn

- Cơ tính: ống tròn chịu lực và xoắn tốt, ống vuông thuận tiện lắp ghép kết cấu

- Ứng dụng: ống tròn phù hợp cho hệ thống dẫn chất lỏng, khí, kết cấu chịu lực, ống vuông phù hợp cho kết cấu khung, trang trí, nội thất…

Kết luận

Ống thép tròn và ống thép vuông đều là những vật liệu quan trọng trong ngành xây dựng và công nghiệp, mỗi loại có ưu thế riêng. Ống thép tròn vượt trội về khả năng chịu lực và truyền tải chất lỏng, khí, trong khi ống thép vuông lại nổi bật ở sự tiện lợi khi lắp ghép, tạo khung và trang trí. Việc lựa chọn loại ống nào phụ thuộc vào mục đích sử dụng, yêu cầu kỹ thuật cũng như tiêu chuẩn của từng công trình.