Профильные стальные трубы Ст3сп: сортамент, характеристики и применение
Профильные стальные трубы Ст3сп — это гнутосварные и горячекатаные замкнутые профили из углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст3сп (спокойная, степень раскисления «сп»), изготовленные по ГОСТ 13663-86 и ГОСТ 8639-82 (квадратные), ГОСТ 8645-68 (прямоугольные). Марка Ст3сп по ГОСТ 380-2005 обеспечивает предел текучести не менее 245 МПа при толщине стенки до 20 мм и временное сопротивление 370–490 МПа, что определяет несущую способность профиля при работе на изгиб и кручение.
Спокойная сталь, в отличие от полуспокойной Ст3пс и кипящей Ст3кп, имеет полностью раскислённый металл с содержанием кремния 0,15–0,30 %. Это снижает ликвационную неоднородность и повышает стойкость сварных швов к образованию холодных трещин при отрицательных температурах. Профильные трубы Ст3сп эксплуатируются в диапазоне –40…+425 C; при температурах ниже –40 C требуется подтверждение ударной вязкости KCV при –40 C не менее 29 Дж/см.
Сортамент и геометрические параметры
Профильные трубы Ст3сп выпускаются с наружным размером стороны 10–180 мм для квадратных и 20 10…180 100 мм для прямоугольных сечений. Толщина стенки — 1–9 мм для гнутосварных, до 12 мм для горячекатаных. Радиусы закругления наружных углов — 1,5–2,5 толщины стенки. Кривизна — не более 1,5 мм на 1 м длины. Точность изготовления: обычная, повышенная, высокая — по ГОСТ 13663-86.
| Типоразмер, мм | Толщина стенки, мм | Площадь сечения, см | Масса 1 м, кг | Момент сопротивления Wx, см |
|---|---|---|---|---|
| 40 40 | 3,0 | 4,28 | 3,36 | 4,94 |
| 60 60 | 4,0 | 8,67 | 6,81 | 14,2 |
| 80 80 | 5,0 | 14,4 | 11,3 | 33,6 |
| 100 100 | 6,0 | 21,6 | 16,9 | 63,3 |
| 120 80 | 5,0 | 18,4 | 14,4 | 54,7 |
| 140 140 | 6,0 | 31,0 | 24,3 | 128 |
Механические свойства и химический состав
Химический состав стали Ст3сп по ГОСТ 380-2005: углерод — не более 0,22 %, марганец — 0,40–0,65 %, кремний — 0,15–0,30 %, фосфор — не более 0,035 %, сера — не более 0,040 %, хром — не более 0,30 %, никель — не более 0,30 %, медь — не более 0,30 %, мышьяк — не более 0,08 %. Углеродный эквивалент Cэкв 0,40 %, что обеспечивает ограниченную свариваемость без предварительного подогрева при толщине стенки до 12 мм.
- Предел текучести т — не менее 245 МПа (при толщине до 20 мм)
- Временное сопротивление в — 370–490 МПа
- Относительное удлинение 5 — не менее 26 %
- Ударная вязкость KCU при +20 C — не менее 39 Дж/см
- Ударная вязкость KCV при –40 C — не менее 29 Дж/см
- Твёрдость — не более 156 HB (в состоянии поставки)
Технологические особенности
Гнутосварные профильные трубы Ст3сп формуются из рулонной или листовой стали на профилегибочных станах с последующей высокочастотной сваркой продольного шва. Горячекатаные бесшовные профили получают прокаткой на редукционных и профилепрокатных станах. Сварной шов проходит зачистку наружного грата; при повышенных требованиях — внутренняя зачистка. Термообработка (нормализация при 900–930 C) применяется для снятия остаточных напряжений после гибки и сварки.
Обрабатываемость резанием — удовлетворительная; сварка ручная дуговая, механизированная в среде CO, автоматическая под флюсом — без ограничений при положительных температурах. Гибка в холодном состоянии возможна при радиусе не менее 3 наружных габаритов для стенки до 4 мм.
Области применения
- Металлоконструкции каркасов промышленных зданий, эстакад, галерей, опор трубопроводов
- Несущие элементы крановых путей, монорельсов, подвесных транспортных систем
- Рамы и шасси сельскохозяйственной техники, прицепной и навесной техники
- Ограждающие конструкции, ворота, калитки, навесы, элементы благоустройства
- Опоры ЛЭП, антенно-мачтовые сооружения, связи и раскосы решётчатых конструкций
- Трубопроводы систем отопления, вентиляции, водоснабжения с рабочим давлением до 1,6 МПа
Нормативная база
- ГОСТ 380-2005 — сталь углеродистая обыкновенного качества, марка Ст3сп
- ГОСТ 13663-86 — трубы стальные профильные, общие технические требования
- ГОСТ 8639-82 — трубы стальные квадратные, сортамент
- ГОСТ 8645-68 — трубы стальные прямоугольные, сортамент
- ГОСТ 30245-2003 — профили стальные гнутые замкнутые сварные для строительных конструкций
- СП 16.13330.2017 — стальные конструкции, расчётные сопротивления по пределу текучести
Вопросы и ответы
Чем Ст3сп отличается от Ст3пс и Ст3кп в профильных трубах?
Ст3сп — полностью раскислённая спокойная сталь с кремнием 0,15–0,30 %, что даёт однородную структуру и повышенную ударную вязкость при отрицательных температурах. Ст3пс и Ст3кп содержат меньше кремния, имеют большую ликвационную неоднородность и хуже свариваются при –20 C и ниже.
При какой минимальной температуре допустима эксплуатация профильных труб Ст3сп?
Расчётная минимальная температура — –40 C при условии подтверждённой ударной вязкости KCV не менее 29 Дж/см. Для конструкций в климатических зонах с температурой ниже –40 C применяют стали с гарантированной хладостойкостью (09Г2С, 10ХСНД).
Какой максимальный пролёт выдерживает профильная труба 100 100 6 мм из Ст3сп?
При равномерно распределённой нагрузке и шарнирном опирании предельный пролёт определяется расчётом по СП 16.13330.2017. Ориентировочно при нагрузке 200 кг/м пролёт составляет 4,5–5,0 м при коэффициенте использования 0,8. Точное значение зависит от схемы нагружения и коэффициента условий работы.
Нужен ли предварительный подогрев при сварке профильных труб Ст3сп?
При толщине стенки до 12 мм и температуре окружающего воздуха выше 0 C подогрев не требуется. При толщине более 12 мм или температуре ниже –10 C рекомендуется подогрев до 100–150 C для предотвращения холодных трещин.
Поставляются ли профильные трубы Ст3сп с антикоррозионным покрытием?
Да, поставляются грунтованные, окрашенные, оцинкованные (горячим цинкованием по ГОСТ 9.307-2021) и с полимерным покрытием. Толщина цинкового покрытия — 40–80 мкм, что обеспечивает срок службы 25–50 лет в атмосферных условиях C2–C3 по ISO 12944.
