Горячекатаный швеллер 20Л: сортамент, характеристики и применение
Горячекатаный швеллер 20Л — фасонный горячекатаный профиль с П-образным сечением, изготавливаемый по ГОСТ 8240-97. Индекс «Л» в обозначении указывает на исполнение с уклоном внутренних граней полок, что является базовой геометрией для большинства металлоконструкций. Номер профиля (20) соответствует высоте стенки в сантиметрах — 200 мм. Швеллер 20Л относится к категории средних профилей и широко применяется в строительстве и машиностроении как несущий элемент.
Геометрические параметры и масса
Профиль 20Л характеризуется следующими расчетными параметрами сечения: высота стенки — 200 мм, ширина полки — 76 мм, толщина стенки — 5,2 мм, толщина полки — 9,0 мм. Радиус внутреннего закругления составляет 9,5 мм, радиус сопряжения полок — 4,0 мм. Уклон внутренних граней полок не превышает 10%.
Теоретическая масса одного погонного метра швеллера 20Л составляет 22,63 кг. Площадь поперечного сечения — 28,83 см. Момент сопротивления относительно оси X-X равен 152 см, относительно оси Y-Y — 25,4 см. Радиус инерции при изгибе в плоскости стенки — 7,42 см, в плоскости полок — 2,37 см. Указанные значения необходимо учитывать при расчетах на прочность и устойчивость элементов конструкций.
| Параметр | Значение для 20Л | Допустимое отклонение | Метод контроля | Нормативный документ |
|---|---|---|---|---|
| Высота стенки, мм | 200 | 3,0 | Обмер | ГОСТ 8240-97 |
| Ширина полки, мм | 76 | 3,0 | Обмер | ГОСТ 8240-97 |
| Толщина стенки, мм | 5,2 | 0,8 | Микрометраж | ГОСТ 8240-97 |
| Масса 1 м, кг | 22,63 | 3% | Взвешивание | ГОСТ 8240-97 |
Марочный состав и механические свойства
Швеллер 20Л изготавливается из углеродистой стали обыкновенного качества марок Ст3сп, Ст3пс, Ст3кп по ГОСТ 380-2005, а также из низколегированных сталей 09Г2С, 16ГС по ГОСТ 19281-2014 по согласованию с заказчиком. Выбор марки стали определяется условиями эксплуатации конструкции и требованиями к свариваемости.
Для профилей из стали Ст3сп гарантируется предел текучести не менее 245 МПа при толщине проката до 20 мм, временное сопротивление разрыву — 370–490 МПа, относительное удлинение — не менее 26%. Ударная вязкость KCU при температуре –20 C для стали Ст3сп составляет не менее 29 Дж/см. Швеллеры из стали 09Г2С обеспечивают предел текучести от 305 МПа и повышенную хладостойкость до –70 C.
Технология производства и контроль качества
Горячекатаный швеллер 20Л производится на непрерывных и полунепрерывных широкополосных станах горячей прокатки. Нагрев заготовки перед прокаткой осуществляется в методических печах до температуры 1180–1220 C. Чистовая прокатка выполняется при температуре 900–1050 C с последующим охлаждением на холодильнике. Допускается ускоренное охлаждение для получения мелкозернистой феррито-перлитной структуры.
Контроль геометрических размеров осуществляется автоматизированными измерительными комплексами в потоке стана. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием номера плавки, результатов химического анализа и механических испытаний. Испытания на растяжение проводятся по ГОСТ 1497-84, ударный изгиб — по ГОСТ 9454-78.
Области применения швеллера 20Л
Швеллер 20Л востребован при возведении каркасов производственных зданий, эстакад, галерей и других сооружений с умеренными нагрузками. Профиль применяется в качестве:
- колонн и стоек каркасов ангаров, складов, навесов;
- прогонов кровельных систем и элементов фахверка;
- несущих балок перекрытий и рабочих площадок;
- элементов рам транспортных галерей и конвейерных эстакад;
- связевых и распорных элементов башенных сооружений;
- несущих конструкций сельскохозяйственной техники и оборудования.
В машиностроении швеллер 20Л используется для изготовления рам грузовых прицепов, платформ, опорных рам технологического оборудования, станин и направляющих металлорежущих станков. Профиль пригоден для работы в условиях статических и динамических нагрузок при температуре окружающей среды от –40 C до +50 C без ограничений.
Сварка и обработка
Швеллер 20Л из стали Ст3сп и 09Г2С обладает хорошей свариваемостью без ограничений. Ручная дуговая сварка выполняется электродами типа Э42А и Э50А по ГОСТ 9467-75. Для автоматической сварки под флюсом применяются сварочные проволоки Св-08ГА и Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70. При сварке низколегированных сталей в условиях низких температур рекомендуется предварительный подогрев до 100–150 C.
Профиль допускает холодную гибку в продольном и поперечном направлениях, резку абразивными кругами, газовую и плазменную резку. Механическая обработка — сверление, фрезерование, строгание — выполняется стандартным инструментом без ограничений по режимам резания.
Вопросы и ответы
Чем швеллер 20Л отличается от швеллера 20П?
Швеллер 20Л имеет уклон внутренних граней полок до 10%, тогда как швеллер 20П — параллельные грани полок. Геометрия 20Л обеспечивает меньшую массу при равной высоте сечения, но уступает 20П по моменту сопротивления при работе на изгиб в плоскости стенки.
Какая длина швеллера 20Л поставляется?
Мерная длина составляет 6–12 м, немерная — от 4 до 12 м. Допускается поставка профиля длиной от 2 м в количестве не более 5% от массы партии. Предельные отклонения по длине — +100 мм для мерной и немерной длины.
Можно ли использовать швеллер 20Л для несущих конструкций на открытом воздухе?
Да, при условии применения стали с гарантированной ударной вязкостью (Ст3сп, 09Г2С) и выполнения антикоррозионной защиты. Для неотапливаемых сооружений в регионах с расчетной температурой ниже –40 C рекомендуется применять профили из стали 09Г2С.
Как рассчитать несущую способность швеллера 20Л?
Расчет выполняется по СП 16.13330 с учетом геометрических характеристик сечения (момент сопротивления 152 см, момент инерции 1520 см) и расчетного сопротивления стали. Для стали Ст3сп расчетное сопротивление по пределу текучести составляет 240 МПа при толщине до 20 мм.
