Definice a základní charakteristiky kanálové oceli
Kanálková ocel, známá také jako U-kanál nebo C-kanál, je dlouhý pás oceli s průřezem ve tvaru U nebo C, klasifikovaný jako ocelový výrobek se složitým průřezem. Jeho výrazná geometrie se skládá z vertikální stojiny se dvěma horizontálními pásnicemi vyčnívajícími ze stejné strany, které vytvářejí žlabovitý profil. Tato konstrukce průřezu poskytuje vynikající poměr pevnosti k hmotnosti, díky čemuž je kanálová ocel preferovaným materiálem ve stavebnictví, strojírenství a výrobě vozidel. Otevřený tvar kanálku se také vyznačuje plochým zadním povrchem na žebru, což usnadňuje snadné šroubování nebo svařování proti jiným konstrukčním prvkům. Kanálová ocel se vyrábí především válcováním za tepla, přičemž polotovary jsou tvořeny uhlíkovou konstrukční ocelí s obsahem uhlíku nepřesahujícím 0,25 % nebo polotovary z nízkolegované oceli. Materiál musí mít dobré svařovací, nýtovací a komplexní mechanické vlastnosti, aby vyhovoval požadavkům konstrukčních aplikací.
Klasifikace kanálové oceli podle výrobní metody a typu profilu
Kanálovou ocel lze na základě výrobního procesu rozdělit do dvou hlavních kategorií: za tepla válcované kanály a za studena tvarované kanály. Kanály válcované za tepla se vyrábějí zahřátím ocelových předvalků na vysoké teploty a jejich průchodem válcovacími stolicemi pro dosažení požadovaného průřezu ve tvaru U. Kanály tvářené za studena se vyrábějí ohýbáním plochých ocelových pásů při pokojové teplotě prostřednictvím řady tvářecích válců a lze je dále rozdělit na kanály se stejnou stranou, kanály s nestejnou stranou, kanály s vnitřním vinutím a kanály se vnějším vinutím. V rámci kategorie válcovaných za tepla jsou kanály dále klasifikovány podle geometrie příruby. American Standard C-channels mají zkosené vnitřní přírubové plochy se sklonem přibližně 16,67 % (2-v-12), zatímco MC-kanály (Miscellaneous Channels) mají širší nebo hlubší příruby, které jsou mimo standardní proporce řady C. Mezi evropské kanály patří profily UPN s kónickými přírubami a profily UPE s paralelními přírubami. Čínské standardy klasifikují kanály jako běžné kanály a světelné kanály (označené 'Y') se specifikovanými vnitřními poloměry oblouku pro okraje nohou.
Americké standardní velikosti kanálů: C-sekce a MC-sekce
Podle amerického standardního systému (ASTM A6/AISC) jsou konstrukční kanály označeny písmenem 'C' (pro standardní kanály) nebo 'MC' (pro různé kanály), za kterým následuje jmenovitá hloubka v palcích a hmotnost na stopu v librách. Například C8×11,5 označuje kanál s nominální hloubkou 8 palců o hmotnosti 11,5 liber na stopu. C-kanály se vyrábějí v hloubkách od 3 do 15 palců. Běžné velikosti C-kanálu zahrnují C3×4,1 (3,00 palce hloubka, 1,410 palce šířka příruby, 0,170 palce tloušťka pásu) až C15×50 (15 palců hloubka, 3,716 palce šířka příruby, 0,716 palce tloušťka pásu). MC-kanály nabízejí širší možnosti přírub pro těžší konstrukční požadavky; běžné velikosti se pohybují od MC6×12 do MC18×58. Pro metrické aplikace jsou rozměry C-kanálu k dispozici také v milimetrovém označení. Například C75×6 má hloubku 76 mm, šířku příruby 35 mm a váží 5,9 kg/m; C150×12 má hloubku 152 mm, šířku příruby 51 mm a váží 12,2 kg/m; a C380×74 má hloubku 381 mm, šířku příruby 95 mm a váží 74 kg/m.
Evropské standardní velikosti kanálů: Profily UPN a UPE
Evropské normy (EN 10279 a EN 10365) definují dva primární profily kanálů: UPN (kanál s kuželovou přírubou) a UPE (kanál s paralelní přírubou). Kanály UPN mají průřez ve tvaru písmene U se zkosenými vnitřními přírubami a mírně směřujícími hroty přírub, které efektivně rozdělují materiál pro vyvážení hmotnosti a konstrukčního výkonu. Rozsah velikostí kanálů UPN sahá od UPN 50 do UPN 400, přičemž číslo udává jmenovitou hloubku v milimetrech. Tloušťka stojiny pro UPN profily se obvykle pohybuje od 6 do 8,5 mm. UPE kanály sdílejí stejný průřez ve tvaru U, ale mají paralelní příruby, které zjednodušují šroubové a svařované spoje a zkracují dobu montáže na místě. UPE profily se pohybují od UPE 80 do UPE 400, s tloušťkou stojiny 4,5 až 5,2 mm. Geometrie kónické příruby UPN kanálů poskytuje štíhlý profil vhodný pro architektonicky exponované ocelové konstrukce, zatímco ploché příruby UPE kanálů je činí ideálními pro aplikace vyžadující přesné sestavení a četné spoje mezi nosníky a kanály.
Čínské standardní velikosti kanálů: Specifikace GB/T 707
Podle čínské národní normy GB/T 707 je kanálová ocel označena čísly modelů představujícími jmenovitou výšku v centimetrech. Například kanál '5#' má jmenovitou výšku 50 mm s odpovídající šířkou příruby a tloušťkou stěny specifikovanou v normě. Rozsah velikostí pokrývá modely od 5# do 40#, s běžnými rozměry včetně: 5# (výška 50 mm, šířka příruby 37 mm, tloušťka příruby 4,5 mm), 6.3 # (výška 63 mm, šířka příruby 40 mm, tloušťka pásu 4,8 mm), 8 # (výška 80 mm, šířka příruby 23 mm, výška příruby 70 mm, tloušťka příruby 50 mm šířka, tloušťka pásu 7 mm). V rámci stejného označení výšky je obvykle více variant odlišených písmeny jako 'a' a 'b', představující různé šířky pásnic a tloušťky stojiny. Japonský průmyslový standard JIS G3192 specifikuje kanály řady SHF, přičemž SHF100 má výšku 100 mm, šířku příruby 50 mm a tloušťku pásu 5 mm. Čínské kanály jsou upřednostňovány z hlediska nákladové efektivity v infrastrukturních aplikacích, zatímco kanály JIS jsou optimalizovány pro seismickou odolnost. Standardní kanály GB jsou k dispozici v délkách typicky od 6 do 12 metrů.
Materiálové třídy a standardy kvality
Kanálová ocel se vyrábí z různých jakostí materiálů v závislosti na regionálních normách a požadavcích aplikace. Podle norem ASTM je ASTM A36 nejběžněji specifikovanou jakostí pro profily z konstrukční uhlíkové oceli, která nabízí minimální mez kluzu 36 ksi (250 MPa) a pevnost v tahu 58–80 ksi (400–550 MPa), s maximálním obsahem uhlíku přibližně 0,26 %. Pro vyšší požadavky na pevnost ASTM A572-50 (výtěžnost 50 ksi). je běžnou alternativou Mezi další dostupné třídy patří ASTM A529-50, A529-55 a A992. Podle evropských norem patří mezi běžné třídy S235JR, S275JR a S355JR . Čínské normy specifikují jakosti jako Q235, Q235B a Q345B . Japonské a další mezinárodní standardy zahrnují třídy SS400 a SM400 . Pro aplikace z nerezové oceli jsou sekce kanálů k dispozici v jakostech 201, 304, 316 a 316L. Výběr třídy materiálu závisí na požadované meze kluzu, vystavení vlivu prostředí, svařitelnosti a nákladech pro každou konkrétní aplikaci.
