Профильные трубы Ст4пс: сортамент, характеристики и применение
Профильные трубы из стали марки Ст4пс — это гнутые и горячекатаные замкнутые профили, изготовленные из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества, выплавляемой в мартеновских или конвертерных печах и раскисленной полуспокойным способом. Марка Ст4пс регламентируется ГОСТ 380–2005 и обеспечивает предел прочности 400–510 МПа при пределе текучести не менее 245 МПа. Полуспокойная степень раскисления обусловливает умеренную ликвационную неоднородность по сечению слитка, что допустимо для профилей, работающих при статических нагрузках в диапазоне температур –40…+425 C.
Профильные трубы Ст4пс выпускают в соответствии с ГОСТ 13663–86 (гнутые замкнутые профили), ГОСТ 30245–2003 (гнутосварные квадратные и прямоугольные), ГОСТ 8639–82 и ГОСТ 8645–68 (бесшовные горячекатаные). Сортамент охватывает квадратные сечения 20 20…180 180 мм, прямоугольные 20 10…230 120 мм, а также специальные профили — плоскоовальные, треугольные, шестигранные. Толщина стенки варьируется от 1,5 до 12 мм в зависимости от способа формовки и типа профиля.
Технические параметры и механические свойства
Сталь Ст4пс относится к группе 2 по гарантируемым механическим свойствам (ГОСТ 380–2005) без нормирования химического состава по углероду в готовой продукции. Для профильных труб критичны показатели относительного удлинения (не менее 21 %) и ударной вязкости при отрицательных температурах. Гнутые профили из Ст4пс формуют на профилегибочных станах из рулонной или листовой подкатки; горячекатаные бесшовные получают прокаткой на пилигримовых или непрерывных станах.
| Типоразмер | Способ изготовления | Толщина стенки, мм | Предел текучести, МПа | Масса 1 м, кг |
|---|---|---|---|---|
| 40 40 мм | гнутый | 2,0 | 245 | 2,33 |
| 60 40 мм | гнутый | 3,0 | 245 | 4,30 |
| 80 80 мм | гнутосварной | 4,0 | 245 | 9,22 |
| 100 50 мм | гнутый | 4,0 | 245 | 8,59 |
| 120 120 мм | гнутосварной | 6,0 | 245 | 20,60 |
| 140 100 мм | гнутосварной | 8,0 | 245 | 27,10 |
Нормативная база и маркировка
- ГОСТ 380–2005 — общие технические условия для стали Ст4пс, группы 1 и 2.
- ГОСТ 13663–86 — сортамент гнутых замкнутых сварных профилей.
- ГОСТ 30245–2003 — гнутосварные квадратные и прямоугольные профили для строительных металлоконструкций.
- ГОСТ 8639–82 — бесшовные горячекатаные квадратные трубы.
- ГОСТ 8645–68 — бесшовные горячекатаные прямоугольные трубы.
- ГОСТ 7566–94 — правила приёмки, маркировки, упаковки и хранения металлопродукции.
Области применения
Профильные трубы Ст4пс применяют преимущественно в несущих и вспомогательных конструкциях, где не требуется повышенная коррозионная стойкость или работа при знакопеременных нагрузках высокой интенсивности. Конкретные направления:
- Каркасы металлических стеллажей, этажерок и складских систем под статические нагрузки.
- Рамы сельскохозяйственной техники: культиваторов, борон, прицепных устройств.
- Опорные конструкции трубопроводов и воздуховодов систем вентиляции промышленных цехов.
- Элементы ограждающих конструкций: ворота, калитки, навесы, козырьки.
- Несущие элементы временных сооружений и опалубочных систем в монолитном строительстве.
- Заготовки для механической обработки в станкостроении при изготовлении кронштейнов и стоек.
Технологические особенности и ограничения
Ст4пс хорошо сваривается ручной дуговой, полуавтоматической в среде CO и автоматической сваркой под флюсом без предварительного подогрева при толщине стенки до 12 мм. Ограничение по углероду (не более 0,18 % для полуспокойной стали) снижает склонность к образованию холодных трещин. Однако из-за полуспокойной степени раскисления металл склонен к зональной ликвации, что требует контроля при гибке малых радиусов — минимальный радиус гиба рекомендуется не менее 2,5 наружных габаритов профиля.
Профильные трубы Ст4пс не предназначены для эксплуатации в условиях интенсивной коррозии без защитных покрытий. Для повышения долговечности применяют горячее цинкование (ГОСТ 9.307–89), порошковую окраску или грунтование. При эксплуатации в сварных металлоконструкциях расчётные сопротивления принимают по СП 16.13330 с учётом коэффициента условий работы, учитывающего пониженную пластичность полуспокойной стали по сравнению со спокойной.
Вопросы и ответы
Чем Ст4пс отличается от Ст4сп?
Ст4пс — полуспокойная сталь, раскисленная ограниченным количеством алюминия и кремния, что снижает стоимость, но повышает ликвационную неоднородность. Ст4сп — спокойная сталь с полным раскислением, более однородная по структуре и пластичности, применяется для ответственных конструкций при отрицательных температурах.
При какой минимальной температуре допустима эксплуатация профильных труб Ст4пс?
Для группы 2 по ГОСТ 380–2005 ударная вязкость нормируется при –20 C. Практический нижний предел эксплуатации без дополнительных требований — –40 C для статических нагрузок. При более низких температурах требуется применение стали с гарантированной ударной вязкостью при –40 C и ниже.
Можно ли гнуть профильные трубы Ст4пс без нагрева?
Да, холодная гибка возможна при толщине стенки до 6 мм и радиусе не менее 2,5 наружных габаритов. При меньших радиусах или большей толщине рекомендуется местный нагрев до 700–850 C либо применение дорновой гибки для предотвращения гофрообразования и разрыва стенки.
Какие покрытия совместимы с профильными трубами Ст4пс?
Горячее цинкование по ГОСТ 9.307–89, холодное цинкование цинкнаполненными грунтами, эпоксидные и полиуретановые покрытия, порошковая окраска. При сварке конструкций покрытие наносится после сборки, за исключением случаев применения грунтов, допускающих сварку по грунтованному металлу.
