Балки Б1 из стали 09Г2С-12: низколегированный прокат для несущих конструкций
Балка Б1 по ГОСТ 26020 — двутавровый профиль с параллельными полками, изготовленный из низколегированной стали 09Г2С-12. Марка 09Г2С содержит 0,09 % углерода, до 1,7 % марганца и до 1,0 % кремния; индекс «12» обозначает категорию поставки по ударной вязкости при температуре –40 C (KCV 34 Дж/см). Сочетание химического состава и категории обеспечивает предел текучести не менее 345 МПа при толщине фасонного проката до 20 мм и не менее 325 МПа — свыше 20 мм.
Двутавр Б1 имеет высоту стенки 100 мм, ширину полки 55 мм, толщину стенки 4,1 мм и толщину полки 5,7 мм. Погонная масса — 8,1 кг/м, площадь поперечного сечения — 10,32 см. Момент сопротивления относительно оси X — 37,9 см, относительно оси Y — 6,49 см. Радиус инерции ix — 3,99 см, iy — 1,33 см. Прокат поставляется длиной 6–12 м (мерная, немерная, кратная) с предельным отклонением по длине +40 мм.
Технические характеристики стали 09Г2С-12 в профиле Б1
| Параметр | Значение | Условие испытания | Норматив | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести т | 345 | при t = +20 C, толщина 20 мм | ГОСТ 19281 | МПа |
| Временное сопротивление в | 490 | при t = +20 C | ГОСТ 19281 | МПа |
| Ударная вязкость KCV | 34 | при t = –40 C | ГОСТ 9454 | Дж/см |
| Относительное удлинение 5 | 21 | при t = +20 C | ГОСТ 1497 | % |
| Углеродный эквивалент Сэкв | 0,43 | расчёт по составу | ГОСТ 19281 | — |
Сортамент и геометрические параметры
- Высота профиля — 100 мм; ширина полки — 55 мм; толщина стенки — 4,1 мм; толщина полки — 5,7 мм.
- Площадь сечения — 10,32 см; погонная масса — 8,1 кг/м.
- Момент инерции Ix — 171 см; Iy — 12,8 см.
- Момент сопротивления Wx — 37,9 см; Wy — 6,49 см.
- Радиусы инерции: ix — 3,99 см; iy — 1,33 см.
- Длина проката — от 6 до 12 м; кривизна — не более 0,2 % длины.
Области применения
Двутавр Б1 из 09Г2С-12 применяется в сварных каркасах производственных зданий, пролётных строениях мостовых кранов малой грузоподъёмности, рамах грузовых тележек, опорных конструкциях трубопроводов и эстакад. Профиль востребован в условиях знакопеременных нагрузок и пониженных температур: в северных исполнениях (УХЛ1, ХЛ1) при эксплуатации до –40 C. Используется в сельхозмашиностроении для рам прицепной техники, в вагоностроении — для элементов кузова, в энергетике — для кабельных лотков и траверс.
Свариваемость стали 09Г2С-12 обеспечивается углеродным эквивалентом 0,43; рекомендуется ручная дуговая сварка электродами типа Э50А, автоматическая — под флюсом АН-348А, в среде CO — проволокой Св-08Г2С. Предварительный подогрев до 100–150 C требуется при толщине свариваемых элементов свыше 30 мм и температуре окружающего воздуха ниже 0 C.
Условия эксплуатации и ограничения
- Рабочий диапазон температур для категории 12 — от –40 C до +425 C.
- Не допускается эксплуатация в средах с водородом под давлением свыше 5 МПа.
- Коррозионная стойкость — умеренная; требуется лакокрасочное или цинковое покрытие.
- Предельная гибкость сжатых элементов — 120 для основных колонн.
- Остаточная деформация после сварки устраняется правкой на прессе или местным нагревом до 650–700 C.
Вопросы и ответы
Чем категория 12 отличается от категории 15 в стали 09Г2С?
Категория 12 нормирует ударную вязкость KCV при –40 C, категория 15 — при –20 C. Для балки Б1 в северном исполнении применяется именно 09Г2С-12.
Какой предельный пролёт выдерживает балка Б1 из 09Г2С-12 при равномерной нагрузке?
При шарнирном опирании и нормативной нагрузке 1,5 кН/м прогиб не превышает L/250 при пролёте до 3,2 м. Точный расчёт выполняется по СП 16.13330 с учётом коэффициента условий работы.
Допускается ли сварка балки Б1 при отрицательных температурах?
Без подогрева — до –10 C. При более низких температурах требуется местный нагрев зоны сварки до 100–150 C и применение электродов с основным покрытием.
Какие покрытия рекомендуются для Б1 из 09Г2С-12 в атмосферных условиях?
Система «грунт-эмаль» на эпоксидной или полиуретановой основе общей толщиной 120–160 мкм, либо горячее цинкование 60–80 мкм для категории размещения 1 по ГОСТ 15150.
