Несимметричный полособульб: сортамент, геометрия и применение в судостроении
Несимметричный полособульб фасонный прокат с сечением, образованным полкой и бульбой (утолщением) различной ширины, смещённой относительно оси полки. Такая геометрия обеспечивает повышенную жёсткость при изгибе в плоскости стенки при минимальной массе погонного метра. Профиль стандартизирован ГОСТ 9235 и классифицируется по номеру, соответствующему высоте полки в миллиметрах.
В отличие от симметричного аналога, у несимметричного полособульба бульба расположена с одной стороны полки, что упрощает сопряжение с обшивкой и набором корпуса. Прокат поставляется мерной и немерной длины, изготавливается методом горячей прокатки на обжимных и сортовых станах. Основной объём потребления приходится на судостроительные верфи, выпускающие корпуса по правилам классификационных обществ РМРС, РРР, DNV, BV.
Геометрические параметры и сортамент
Основные размеры несимметричного полособульба регламентируются ГОСТ 9235-76. Номер профиля определяет высоту полки, которая варьируется от 50 до 300 мм. Ширина полки составляет от 25 до 80 мм, толщина от 3 до 14 мм. Масса погонного метра зависит от сочетания размеров и находится в диапазоне от 1,53 до 31,60 кг.
Предельные отклонения по высоте полки, ширине и толщине соответствуют классу точности Б по ГОСТ 9235. Кривизна профиля не должна превышать 0,1% длины, скручивание вокруг продольной оси 1 на метр. Серповидность полки ограничивается 2 мм на 1 м длины. Поставка возможна в прутках длиной от 4 до 12 м, по согласованию до 18 м.
| Номер профиля | Высота полки, мм | Ширина полки, мм | Толщина, мм | Масса 1 м, кг |
|---|---|---|---|---|
| 5 | 50 | 25 | 3 | 1,53 |
| 8 | 80 | 40 | 5 | 3,86 |
| 12 | 120 | 55 | 7 | 8,37 |
| 18 | 180 | 70 | 10 | 16,30 |
| 25 | 250 | 80 | 12 | 26,10 |
Материалы и механические свойства
Для изготовления несимметричного полособульба применяются низколегированные и углеродистые стали судостроительного назначения. Наиболее распространены марки:
- Ст3сп, Ст3пс для конструкций, работающих при температуре до 40 C;
- 09Г2С повышенная прочность, свариваемость без ограничений;
- 10ХСНД атмосферостойкая сталь для наружной обшивки;
- А32, А36, D32, D36 категории по правилам РМРС для ответственных элементов корпуса;
- E32, E36 для конструкций, эксплуатируемых при температуре до 40 C.
Предел текучести для категорий А32 и D32 составляет не менее 315 МПа, для А36 и D36 не менее 355 МПа. Относительное удлинение от 20 до 22%. Ударная вязкость KCU при 40 C для категории D не менее 34 Дж/см. Химический состав контролируется по содержанию углерода, марганца, кремния, серы и фосфора.
Применение в судостроении и других отраслях
Несимметричный полособульб применяется преимущественно как элемент продольного и поперечного набора корпуса судна. Профиль используется для изготовления стрингеров, карлингсов, бимсов, шпангоутов и рёбер жёсткости. Бульбовое утолщение воспринимает сжимающие нагрузки, а полка обеспечивает связь с обшивкой. Такая схема позволяет снизить массу корпуса на 812% по сравнению с использованием уголка или швеллера.
Помимо судостроения, профиль востребован в:
- производстве плавучих буровых установок и СПГ-терминалов;
- строительстве мостовых конструкций и опор ЛЭП;
- изготовлении металлоконструкций гидротехнических сооружений;
- вагоностроении рамы и кузова грузовых вагонов;
- производстве кранового оборудования и портальных перегружателей.
При проектировании сварных соединений учитывается, что бульба не требует подварки с обратной стороны, что сокращает трудоёмкость сборочно-сварочных работ. Для защиты от коррозии применяются системы покрытий на основе эпоксидных и цинкосиликатных составов, а также протекторная защита в сочетании с лакокрасочными материалами.
Особенности заказа и контроля качества
При заказе несимметричного полособульба указываются номер профиля, марка стали, категория прочности, длина прутков и условия поставки. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием результатов механических испытаний и химического анализа. Для судостроительных заказов требуется сертификат классификационного общества РМРС, РРР или DNV.
Входной контроль включает проверку геометрических размеров, состояния поверхности и отсутствия расслоений. Допускается удаление поверхностных дефектов зачисткой при условии, что глубина зачистки не выводит размеры за предельные отклонения. Трещины, плены и закаты не допускаются без согласования с заказчиком.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем отличается несимметричный полособульб от симметричного?
У несимметричного профиля бульба смещена к одной стороне полки, что упрощает приварку к обшивке и снижает концентрацию напряжений в сварном шве. Симметричный вариант имеет бульбу по центру и применяется для стоек и колонн.
Какие марки стали используются для судостроительного полособульба?
Для корпусных конструкций применяются стали категорий А32, А36, D32, D36 по правилам РМРС, а также 09Г2С и 10ХСНД для менее ответственных узлов. Выбор марки определяется условиями эксплуатации и требованиями классификационного общества.
Как рассчитать массу погонного метра полособульба?
Масса определяется по таблицам ГОСТ 9235 для каждого номера профиля. Для расчёта общей массы партии умножается масса погонного метра на суммарную длину прутков. Точные значения зависят от фактических размеров сечения.
Возможна ли поставка полособульба длиной более 12 метров?
Да, по согласованию с производителем возможна поставка прутков длиной до 18 м. Такая продукция используется для длинномерных секций корпуса, чтобы минимизировать количество стыковых сварных швов.
