Н-образный профиль Ст3сп5: характеристики и применение
Н-образный профиль из стали Ст3сп5 — горячекатаный фасонный прокат с сечением в форме буквы «Н», изготовленный из спокойной углеродистой стали обыкновенного качества. Марка Ст3сп5 по ГОСТ 380 регламентирует химический состав и механические свойства: индекс «сп» указывает на спокойную степень раскисления, цифра «5» — на категорию с нормированным ударным изгибом при температуре –20 C. Такой профиль применяется в несущих конструкциях, где требуется повышенная стойкость к хрупкому разрушению при отрицательных температурах.
Сортамент и геометрические параметры
Н-образный профиль выпускается по ГОСТ 26020 (двутавры с параллельными полками) и ГОСТ 8239 (с уклоном внутренних граней полок). Основные типоразмеры охватывают высоту стенки от 100 до 700 мм. Ключевые параметры, влияющие на несущую способность:
- Высота профиля H — 100–700 мм, шаг 10–50 мм в зависимости от серии.
- Ширина полки B — 55–300 мм, обеспечивает устойчивость при изгибе.
- Толщина стенки s — 4,5–17 мм, определяет сопротивление сдвигу.
- Толщина полки t — 7,2–30 мм, влияет на момент инерции.
- Радиус внутреннего закругления — 7–30 мм, снижает концентрацию напряжений.
- Масса 1 м — от 9,46 до 138 кг в зависимости от номера профиля.
Предельные отклонения по ГОСТ 26020: высота (2+0,03H) мм, ширина полки 3 мм, толщина полки 0,5 мм. Кривизна не превышает 0,2 % длины. Профиль поставляется длиной 6–12 м, немерной или кратной мерной длины.
Механические свойства стали Ст3сп5
Сталь Ст3сп5 обеспечивает стабильные характеристики при температурах до –40 C. Нормируемые показатели по ГОСТ 380 и ГОСТ 535:
| Показатель | Значение | Условие испытания | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести т | 245 | при 20 C | МПа | ГОСТ 380 |
| Временное сопротивление в | 370–490 | при 20 C | МПа | ГОСТ 380 |
| Относительное удлинение 5 | 26 | при 20 C | % | ГОСТ 380 |
| Ударная вязкость KCU | 29 | при –20 C | Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Ударная вязкость KCU | 20 | после мех. старения | Дж/см | ГОСТ 7268 |
Химический состав Ст3сп5: C — 0,14–0,22 %, Mn — 0,40–0,65 %, Si — 0,15–0,30 %, P — 0,040 %, S — 0,050 %. Спокойная сталь содержит достаточное количество кремния для полного раскисления, что снижает содержание неметаллических включений и повышает однородность структуры.
Технологические особенности и свариваемость
Н-образный профиль из Ст3сп5 сваривается всеми стандартными методами: ручная дуговая (РД), механизированная в среде CO, автоматическая под флюсом. Ограничения по углеродному эквиваленту Cэкв 0,45 % позволяют вести сварку без предварительного подогрева при толщине до 30 мм. При температуре ниже 0 C рекомендуется подогрев до 100–150 C для предотвращения холодных трещин.
Профиль допускает гибку в холодном состоянии при радиусе не менее 3H, резку плазменным или газовым способом, сверление отверстий под болтовые соединения. Термическая обработка не требуется — поставка осуществляется в горячекатаном состоянии.
Области применения
Н-образный профиль Ст3сп5 востребован в следующих конструкциях:
- Каркасы промышленных зданий и крановых эстакад с расчётной температурой до –40 C.
- Мостовые пролётные строения и опоры контактной сети.
- Несущие балки перекрытий в цехах металлургических и химических производств.
- Рамы грузовых вагонов и платформ, работающих в северных регионах.
- Опорные конструкции трубопроводов и эстакад в нефтегазовой отрасли.
- Металлоконструкции шахтных крепей и подъёмно-транспортного оборудования.
В отличие от Ст3пс и Ст3кп, спокойная сталь марки Ст3сп5 предпочтительна для ответственных сварных конструкций, эксплуатируемых при знакопеременных нагрузках и низких температурах. Категория 5 гарантирует прохождение испытаний на ударный изгиб после механического старения, что критично для конструкций, подверженных динамическим воздействиям.
Вопросы и ответы
Чем Ст3сп5 отличается от Ст3сп?
Ст3сп5 — сталь категории 5 по ГОСТ 380, прошедшая испытания на ударный изгиб при –20 C и после механического старения. Ст3сп без указания категории нормирует только ударную вязкость при +20 C.
При какой минимальной температуре можно эксплуатировать конструкции из этого профиля?
Расчётная минимальная температура эксплуатации — –40 C для сварных конструкций без дополнительных требований. При более низких температурах требуется применение сталей с гарантированной хладостойкостью (09Г2С, 10ХСНД).
Нужен ли предварительный подогрев при сварке профиля Ст3сп5?
При толщине полки до 30 мм и температуре окружающего воздуха выше 0 C подогрев не требуется. При отрицательных температурах или толщине свыше 30 мм рекомендуется подогрев до 100–150 C.
Какой стандарт регламентирует сортамент Н-образного профиля?
Сортамент двутавров с параллельными полками — ГОСТ 26020, с уклоном полок — ГОСТ 8239. Технические требования к прокату из Ст3сп5 — ГОСТ 535 и ГОСТ 27772 для строительных конструкций.
