Овальные трубы Ст3пс: сортамент, механические свойства и применение
Овальные трубы из стали Ст3пс — востребованная позиция металлопроката для машиностроительных и строительных конструкций, где требуется сочетание несущей способности с обтекаемой формой сечения. Профиль овального сечения формируется на трубных станах из круглой заготовки с последующей калибровкой в овальной клети. Сталь Ст3пс — конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества со спокойной степенью раскисления, что обеспечивает стабильность механических характеристик по длине профиля.
Характеристики стали Ст3пс в овальном профиле
Материал овальных труб — сталь Ст3пс по ГОСТ 380, поставляемая в горячекатаном или электросварном исполнении. Спокойная сталь (индекс «сп») отличается минимальным содержанием газов и равномерным распределением неметаллических включений, что повышает устойчивость профиля к динамическим нагрузкам. Основные нормируемые показатели:
- Предел текучести — не менее 245 МПа для толщины стенки до 20 мм;
- Временное сопротивление разрыву — 370–480 МПа;
- Относительное удлинение — не менее 26 %;
- Ударная вязкость KCU при –20 C — не менее 29 Дж/см;
- Твердость по Бринеллю — 111–170 HB.
Сварные овальные трубы Ст3пс изготавливаются по ТУ 14-3-1976 или аналогичным отраслевым нормам, бесшовные горячедеформированные — по ГОСТ 8732. Допуски на геометрию овального сечения регламентируются по осям: большая ось, малая ось и толщина стенки. Кривизна профиля не должна превышать 1,5 мм на 1 метр длины.
Типоразмеры и сортамент
Овальные трубы Ст3пс выпускаются с соотношением осей от 1,5:1 до 3:1. Наиболее распространённые размеры — от 20 10 мм до 120 60 мм с толщиной стенки 1,5–8,0 мм. Мерная длина — 6–12 м, немерная — от 3 м. По точности изготовления профиль делится на обычную и повышенную точность (класс А и Б).
| Размер, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг | Момент инерции Ix, см | Момент сопротивления Wx, см |
|---|---|---|---|---|
| 30 15 | 2,0 | 1,21 | 1,08 | 0,72 |
| 50 25 | 2,5 | 2,68 | 6,84 | 2,74 |
| 80 40 | 3,0 | 5,12 | 28,40 | 7,10 |
| 100 50 | 4,0 | 8,34 | 62,15 | 12,43 |
Технологические особенности производства
Электросварные овальные трубы Ст3пс производятся методом высокочастотной сварки прямого шва из холоднокатаной или горячекатаной ленты. После формовки профиль проходит калибровку в овальных роликах, что обеспечивает точность геометрии и снятие внутренних напряжений. Бесшовные варианты изготавливаются прошивкой круглой заготовки на стане винтовой прокатки с последующей раскаткой в овальный калибр.
Свариваемость стали Ст3пс — без ограничений. Материал допускает все виды дуговой сварки: ручную электродами типа Э42, полуавтоматическую в среде CO проволокой Св-08Г2С, аргонодуговую неплавящимся электродом. После сварки не требуется термическая обработка для конструкций, работающих при температурах до 200 C.
Применение овальных труб Ст3пс
Овальное сечение обеспечивает сниженное аэродинамическое сопротивление и лучшую обтекаемость по сравнению с прямоугольными профилями. Это определяет основные сферы использования:
- Несущие элементы сельскохозяйственной техники — рамы сеялок, культиваторов, борон;
- Поручни, ограждения и перильные заполнения лестничных маршей;
- Каркасы торгового и выставочного оборудования, стеллажные системы;
- Элементы кузовов грузового транспорта и прицепов;
- Опорные конструкции рекламных щитов и дорожных знаков;
- Детали конвейерных систем — ролики, направляющие, кожухи.
Овальные трубы Ст3пс применяются в узлах с преобладающими изгибающими нагрузками в плоскости большей оси сечения. Благодаря повышенной жёсткости при кручении профиль эффективен в пространственных рамах, работающих на знакопеременные нагрузки. Для защиты от коррозии применяется горячее цинкование, порошковая окраска или грунтовка с последующим покрытием эмалями.
Особенности монтажа и обработки
Овальные трубы Ст3пс хорошо поддаются холодной гибке на трубогибочных станках с дорном при радиусах не менее 2,5 диаметра большей оси. Резка выполняется абразивными кругами, ленточными пилами или плазменной резкой. Для соединения элементов используются сварные тавровые и нахлёсточные швы, а также резьбовые соединения через приварные фланцы.
При проектировании сварных конструкций из овальных труб Ст3пс следует учитывать концентрацию напряжений в зоне перехода от прямолинейного участка к криволинейному. Рекомендуется назначать катет сварного шва не менее 0,8 толщины стенки. Для ответственных узлов, работающих при температурах ниже –30 C, требуется контроль сварных соединений ультразвуковой дефектоскопией.
Вопросы и ответы
Чем овальная труба Ст3пс отличается от профиля из стали 09Г2С?
Ст3пс — углеродистая сталь с пределом текучести 245 МПа, 09Г2С — низколегированная с добавлением марганца и кремния, обеспечивающая предел текучести 345 МПа. Для конструкций без требований по хладостойкости применение Ст3пс экономически оправдано.
Какая максимальная длина овальной трубы Ст3пс?
Стандартная мерная длина составляет 6 и 12 метров. По согласованию с производителем возможна поставка немерной длины от 3 до 12 метров с допуском на каждую трубу.
Можно ли использовать овальные трубы Ст3пс в системах отопления?
Для трубопроводов горячего водоснабжения и отопления овальные трубы применяются ограниченно — только в качестве декоративных кожухов или защитных коробов, так как овальное сечение не рассчитано на внутреннее давление.
Какой допуск на размеры овального сечения?
Для профилей обычной точности допуск на размеры осей составляет 1,5 %, на толщину стенки — 10 %. Для повышенной точности — 1 % и 8 % соответственно.
