Стальной швеллер «У» — длинномерная конструкция с сечением в виде буквы «П». Противоположные грани наклонены внутрь и образуют угол: 4-100. В середине сечения находится перемычка, которая соединяет параллельно расположенные стороны.
Сортамент и требования к продукции перечислены в ГОСТ 8240-97 и ГОСТ 535-2005. В регламенте указано 18 профилей: 5У-40У. В отличие от гнутых изделий, у всех горячекатаных конструкций «У» одинаковые полки.
Основные критерии выбора: материал, высота полок и условия работы. Имеет значение характер нагрузок, способ закрепления опоры, температурный режим, агрессивность среды.
Конструкции изготавливают на крупных металлургических предприятиях. Заготовкой для будущего швеллера служит блюм — обжатая болванка прямоугольной формы.
Для формообразования используют рельсобалочные станы последовательного, линейного или универсального типа. Перед деформированием металл нагревают до температуры 1150 0C. Рольганги направляют горячую заготовку в зону. Длинномерный прокат обрабатывают одновременно в нескольких клетях.
Конец блюма входит в зазор между вращающимися роликами. Рабочая часть инструмента — калибры заданного размера. Ролики с кольцевыми проточками давят на разогретый металл, болванка постепенно удлиняется. После изготовления одной партии, оснастку меняют и приступают к производству изделий другого размера или профиля: П, С, Л, Э.
Через некоторое количество проходов из прямоугольного слитка формируется стальной швеллер с наклонными внутренними гранями.
После придания формы наступает очередь раскроя и обработки кромок:
Горячекатаный фасонный профиль изготавливают с термообработкой (ТО) и без нормализации (ГК). После деформирования методом ГК детали охлаждают на воздухе. Выпускают прокат с высоким отпуском (КПО) и ускоренным охлаждением (КП).
Стальной швеллер нагревают до критической температуры — точки изменения фазового состояния. После отжига детали охлаждают на спокойном воздухе.
Технология гарантирует результаты:
Фасонный профиль используют на участках, где действуют изгибающие моменты, а также усилия сжатия и растяжения. Конструкция воспринимает и перераспределяет нагрузки по всей длине.
При работе балка прогибается. Отклонение центра тяжести от оси зависит от величины усилия, размеров профиля, свойств стали, условий эксплуатации.
Различают два типа прогиба:
Для производства деталей используют стали класса прочности: 265-440. Горячекатаные конструкции изготавливают из сплавов обыкновенного качества или легированных составов. Если конструкцию в дальнейшем планируют сваривать, выбирают материал первой или второй группы.
В стандарте размещена таблица, в которой представлены железоуглеродистые сплавы: Ст0-Ст6сп (или пс). Наиболее популярный прокат — Ст3. Состав обладает оптимальным соотношением возможностей и цены:
На рынке стоимость одной тонны изделий начинается от 76 200 руб. (профиль 6,5У). Швеллер из стали обыкновенного качества работает в условиях: действия статических нагрузок. Опоры устанавливают в закрытых помещениях. Чтобы продлить время эксплуатации, на поверхность наносят защитные покрытия: краску, эмаль, цинк. Выпускают фасонный прокат из коррозионностойких сплавов.
Изделия из низколегированной стали относят к конструкциям повышенной прочности. Требования перечислены в ГОСТ 19281-2014. Для изготовления горячекатаной продукции используют сплавы с характеристиками:
Образец, вырезанный из фасонного проката, выдерживает изгиб на угол 1800. Испытания проводят на оправке, равной двукратной толщине проката. После изгибания нет трещин и разрывов. Стандарт допускает испытывать образец в цехах изготовителя или заказчика.
Потребитель может заказать стальной швеллер определенной категории ударной вязкости: 1-20. Испытания производят при температурах от минус 700 до плюс 200. В результате получают показатели: KCU и KCV.
Наиболее востребованные марки: 09Г2, 10Г2Б, 09Г2Д, 12Г2Ф, 16ГС.
Выгоды покупки швеллеров из низколегированной стали:
Преимущества фасонного профиля — прочность, долговечность, простой монтаж (методом сварки или на болтах). Большую часть стальных швеллеров обыкновенного качества используют в промышленности и строительстве.
Наиболее востребованные профили: У8-У20. Число рядом с буквой «У» указывает на высоту в сантиметрах.
Прокат малых размеров применяют для ненагруженных конструкций производственного и бытового назначения:
Стоимость фасонного профиля определяют по рыночной цене за тонну.
Последовательность расчета цены:
Для примера взят образец длиной 6 м из Ст3.
Параметр | Единицы измерения | Номер профиля | |||
Название | Уточнение | 12У | 14У | 16У | |
Вес | Одного метра профиля | кг | 10,40 | 12,30 | 15,30 |
| Шестиметровой конструкции | т | 0,062 | 0,074 | 0,085 |
Цена | Одной тонны | руб. | 84000 | 79000 | 78500 |
Одного метра | 873,6 | 971,7 | 1114,7 | ||
Изделия | 5241,6 | 5830,2 | 6688,2 |