Неравнополочные стальные уголки: сортамент, механические свойства и области применения
Неравнополочные стальные уголки фасонный горячекатаный прокат с Г-образным поперечным сечением, у которого ширина полок отличается. Изделия производятся по ГОСТ 851086 и ГОСТ 5352005 из углеродистых сталей обыкновенного качества (Ст3сп, Ст3пс, Ст3Гпс) и низколегированных марок (09Г2С, 14Г2, 10ХСНД). Геометрия профиля характеризуется высотой большей полки, шириной меньшей полки и толщиной металла например, уголок 100638 имеет большую полку 100 мм, меньшую 63 мм и толщину 8 мм.
Сортамент включает изделия с шириной большей полки от 25 до 250 мм, меньшей от 16 до 160 мм, толщиной от 3 до 30 мм. Длина проката мерная от 6 до 12 м, немерная, кратная мерной. По точности прокатки уголки делятся на классы А (высокая точность) и Б (обычная точность). Кривизна профиля не превышает 0,4% длины, скручивание вокруг продольной оси не более 1 мм на 1 м длины.
Механические характеристики и химический состав
Временное сопротивление разрыву для стали Ст3сп составляет от 370 до 490 МПа, предел текучести не менее 245 МПа, относительное удлинение от 23 до 26%. Для низколегированной стали 09Г2С предел текучести достигает 325 МПа, что позволяет применять уголки в конструкциях с повышенными нагрузками без увеличения сечения. Ударная вязкость при температуре 20C для ответственных конструкций проверяется на образцах с острым надрезом и составляет не менее 30 Дж/см.
Химический состав регламентируется ГОСТ 3802005 и ГОСТ 192812014. Содержание углерода в стали Ст3сп от 0,14 до 0,22%, марганца от 0,40 до 0,65%, кремния от 0,05 до 0,17%. Для сварных металлоконструкций, эксплуатируемых при низких температурах, предпочтительны стали с добавкой марганца (Ст3Гпс) или низколегированные с никелем и хромом.
Конструктивные особенности и расчетные параметры
Неравнополочные уголки обеспечивают более рациональное распределение материала в сечениях, работающих на косой изгиб или внецентренное сжатие. Момент инерции относительно оси, параллельной большей полке, превышает момент инерции относительно оси, параллельной меньшей полке, в 2,54 раза в зависимости от соотношения полок. Радиус инерции для подбора гибкости стержней указывается в сортаменте для каждой оси.
Масса 1 погонного метра рассчитывается по номинальным размерам с учетом теоретической плотности стали 7850 кг/м. Для уголка 100638 масса составляет 9,87 кг/м, для 75505 4,79 кг/м, для 50324 2,47 кг/м. Допускаемые отклонения по массе от 3 до +3% для партии, от 5 до +5% для отдельного профиля.
Применение в строительных и машиностроительных конструкциях
Неравнополочные уголки используются в качестве элементов:
- ферм и связей каркасов промышленных зданий, ангаров, мостовых переходов;
- несущих рам технологического оборудования, станин станков, конвейерных линий;
- опор линий электропередачи, молниеотводов, антенно-мачтовых сооружений;
- обрамлений проемов, кронштейнов, косоуров лестничных маршей;
- усиливающих накладок при ремонте металлоконструкций, эксплуатируемых под динамическими нагрузками.
В машиностроении профиль применяется для изготовления рам грузовых прицепов, платформ, каркасов кузовов специальной техники. В судостроении уголки из стали 09Г2С используются для набора корпусов, работающих при температурах до 40C. В энергетическом машиностроении для опорных конструкций турбоагрегатов и вспомогательного оборудования котельных.
Способы соединения и защита от коррозии
Соединение элементов выполняется электродуговой сваркой покрытыми электродами типа Э42, Э46 по ГОСТ 946775 или полуавтоматической сваркой в среде CO проволокой Св-08Г2С. Для разъемных соединений применяются болты классов прочности 5.8, 8.8 и 10.9 с контролируемым моментом затяжки. Отверстия под болты диаметром от 12 до 24 мм выполняются продавливанием или сверлением; при толщине полки свыше 12 мм рекомендуется сверление с последующей зенковкой.
Антикоррозионная защита зависит от условий эксплуатации: для внутренних отапливаемых помещений достаточно грунтовки ГФ-021 в два слоя; для открытых атмосферных условий применяются лакокрасочные системы на основе эпоксидных или полиуретановых составов с цинкосиликатной грунтовкой. В агрессивных средах химических производств используется горячее цинкование толщиной от 85 до 140 мкм или напыление алюминия.
| Типоразмер | Толщина, мм | Масса, кг/м | Площадь сечения, см | Момент инерции, см |
|---|---|---|---|---|
| 75505 | 5 | 4,79 | 6,11 | 34,8 |
| 100638 | 8 | 9,87 | 12,57 | 117,0 |
| 1258010 | 10 | 15,47 | 19,70 | 231,0 |
Контроль качества и приемка
Каждая партия уголков сопровождается сертификатом качества, содержащим данные о химическом составе, результатах механических испытаний и гидравлических испытаний (при необходимости). Контроль геометрических параметров выполняется шаблонами и измерительным инструментом: высота полки с точностью до 1 мм, толщина до 0,5 мм. Допускается отсутствие на поверхности раскатных пузырей, трещин, плен и закатов. Местные дефекты устраняются зачисткой, если глубина зачистки не выводит размеры за предельные отклонения.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем неравнополочный уголок отличается от равнополочного?
У неравнополочного профиля ширина полок различается например, 10063 мм против 100100 мм у равнополочного. Это позволяет подбирать сечение с требуемым соотношением жесткостей по двум осям без лишнего металла.
Какая сталь используется для изготовления уголков?
Применяются углеродистые стали Ст3сп, Ст3пс, Ст3Гпс по ГОСТ 5352005 и низколегированные 09Г2С, 14Г2, 10ХСНД по ГОСТ 192812014. Выбор марки зависит от условий эксплуатации и требований к свариваемости.
Как рассчитать массу уголка для заказа?
Масса 1 погонного метра указана в сортаменте ГОСТ 851086. Для расчета общей массы умножьте погонную массу на длину профиля. Например, уголок 100638 массой 9,87 кг/м длиной 6 м весит 59,22 кг.
Какие допуски на геометрические размеры предусмотрены?
По ГОСТ 851086 отклонения по высоте полки составляют от 1,0 до 2,0 мм, по толщине от 0,4 до 1,0 мм в зависимости от типоразмера. Кривизна профиля не превышает 0,4% длины.
