Ορισμός και βασικά χαρακτηριστικά του Channel Steel
Ο χάλυβας καναλιών, επίσης γνωστός ως κανάλι U ή C, είναι μια μακριά λωρίδα χάλυβα με διατομή σχήματος U ή σχήματος C, που ταξινομείται ως προϊόν χάλυβα σύνθετης διατομής. Η χαρακτηριστική του γεωμετρία αποτελείται από έναν κατακόρυφο ιστό με δύο οριζόντιες φλάντζες που προεξέχουν από την ίδια πλευρά, δημιουργώντας ένα προφίλ που μοιάζει με γούρνα. Αυτός ο σχεδιασμός διατομής παρέχει εξαιρετική αναλογία αντοχής προς βάρος, καθιστώντας τον χάλυβα καναλιών προτιμώμενο υλικό στις κατασκευές, τη μηχανολογία και την κατασκευή οχημάτων. Το σχήμα ανοιχτού καναλιού διαθέτει επίσης μια επίπεδη πίσω επιφάνεια στον ιστό, η οποία διευκολύνει το μπουλόνι ή τη συγκόλληση σε άλλα δομικά μέλη. Ο χάλυβας καναλιών κατασκευάζεται κυρίως μέσω θερμής έλασης, με μπιγιέτες πρώτης ύλης που αποτελούνται από ανθρακούχο δομικό χάλυβα με περιεκτικότητα σε άνθρακα που δεν υπερβαίνει το 0,25%, ή μπιγιέτες χάλυβα χαμηλού κράματος. Το υλικό απαιτείται να έχει καλή συγκόλληση, πριτσίνωμα και ολοκληρωμένες μηχανικές ιδιότητες για να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις των δομικών εφαρμογών.
Ταξινόμηση του χάλυβα καναλιού ανά μέθοδο παραγωγής και τύπο προφίλ
Ο χάλυβας καναλιών μπορεί να ταξινομηθεί σε δύο κύριες κατηγορίες με βάση τη διαδικασία κατασκευής: κανάλια θερμής έλασης και κανάλια ψυχρής μορφοποίησης. Τα κανάλια θερμής έλασης παράγονται θερμαίνοντας τα χαλύβδινα billets σε υψηλές θερμοκρασίες και περνώντας τα από ελασματουργεία για να επιτευχθεί η επιθυμητή διατομή σχήματος U. Τα κανάλια ψυχρής μορφοποίησης κατασκευάζονται με κάμψη επίπεδων χαλύβδινων λωρίδων σε θερμοκρασία δωματίου μέσω μιας σειράς κυλίνδρων διαμόρφωσης και μπορούν περαιτέρω να χωριστούν σε κανάλια ίσης πλευράς, κανάλια άνισων πλευρών, κανάλια με εσωτερική περιέλιξη και κανάλια με εξωτερική περιέλιξη. Στην κατηγορία θερμής έλασης, τα κανάλια ταξινομούνται περαιτέρω ανάλογα με τη γεωμετρία της φλάντζας. Τα κανάλια American Standard C διαθέτουν κωνικές εσωτερικές επιφάνειες φλάντζας με κλίση περίπου 16,67% (2-σε-12), ενώ τα κανάλια MC (Διάφορα κανάλια) έχουν ευρύτερες ή βαθύτερες φλάντζες που δεν υπερβαίνουν τις τυπικές αναλογίες της σειράς C. Τα ευρωπαϊκά κανάλια περιλαμβάνουν προφίλ UPN με κωνικές φλάντζες και προφίλ UPE με παράλληλες φλάντζες. Τα κινεζικά πρότυπα ταξινομούν τα κανάλια ως συνηθισμένα κανάλια και ως κανάλια φωτός (που χαρακτηρίζονται με 'Y'), με καθορισμένες ακτίνες εσωτερικού τόξου για τα άκρα των ποδιών.
American Standard Μεγέθη Καναλιών: C-Sections και MC-Sections
Σύμφωνα με το αμερικανικό πρότυπο σύστημα (ASTM A6/AISC), τα δομικά κανάλια χαρακτηρίζονται με το γράμμα 'C' (για τυπικά κανάλια) ή 'MC' (για διάφορα κανάλια), ακολουθούμενα από το ονομαστικό βάθος σε ίντσες και το βάρος ανά πόδι σε λίβρες. Για παράδειγμα, το C8×11.5 υποδεικνύει ένα κανάλι με ονομαστικό βάθος 8 ιντσών που ζυγίζει 11,5 λίβρες ανά πόδι. Τα κανάλια C παράγονται σε βάθη που κυμαίνονται από 3 έως 15 ίντσες. Τα κοινά μεγέθη καναλιών C περιλαμβάνουν C3×4.1 (3,00 ίντσες βάθος, 1,410 ίντσες πλάτος φλάντζας, 0,170 ίντσες πάχος ιστού) έως C15×50 (15 ίντσες βάθος, 3,716 ίντσες πλάτος φλάντζας, 0,716 ίντσες πάχος ιστού). Τα κανάλια MC προσφέρουν ευρύτερες επιλογές φλάντζας για μεγαλύτερες δομικές απαιτήσεις. Τα κοινά μεγέθη κυμαίνονται από MC6×12 έως MC18×58. Για μετρικές εφαρμογές, οι διαστάσεις του καναλιού C είναι επίσης διαθέσιμες σε ονομασίες χιλιοστών. Για παράδειγμα, το C75×6 έχει βάθος 76 mm, πλάτος φλάντζας 35 mm και ζυγίζει 5,9 kg/m. Το C150×12 έχει βάθος 152 mm, πλάτος φλάντζας 51 mm και βάρος 12,2 kg/m. και το C380×74 έχει βάθος 381mm, πλάτος φλάντζας 95mm και βάρος 74 kg/m.
Ευρωπαϊκά τυπικά μεγέθη καναλιών: Προφίλ UPN και UPE
Τα ευρωπαϊκά πρότυπα (EN 10279 και EN 10365) ορίζουν δύο κύρια προφίλ καναλιών: UPN (κωνικά κανάλια φλάντζας) και UPE (κανάλια παράλληλης φλάντζας). Τα κανάλια UPN έχουν διατομή σχήματος U με κωνικές εσωτερικές φλάντζες και ελαφρώς προς τα έξω άκρα φλάντζας, κατανέμοντας αποτελεσματικά το υλικό για να εξισορροπηθεί το βάρος έναντι της δομικής απόδοσης. Το εύρος μεγέθους για τα κανάλια UPN εκτείνεται από UPN 50 έως UPN 400, με τον αριθμό να υποδεικνύει το ονομαστικό βάθος σε χιλιοστά. Το πάχος ιστού για προφίλ UPN κυμαίνεται συνήθως από 6 έως 8,5 mm. Τα κανάλια UPE μοιράζονται την ίδια διατομή σε σχήμα U, αλλά διαθέτουν παράλληλες φλάντζες, οι οποίες απλοποιούν τις βιδωμένες και συγκολλημένες συνδέσεις και μειώνουν τον χρόνο τοποθέτησης επί τόπου. Τα προφίλ UPE κυμαίνονται από UPE 80 έως UPE 400, με πάχος ιστού από 4,5 έως 5,2 mm. Η κωνική γεωμετρία της φλάντζας των καναλιών UPN παρέχει ένα λεπτό προφίλ κατάλληλο για αρχιτεκτονικά εκτεθειμένες χαλύβδινες εργασίες, ενώ οι επίπεδες φλάντζες των καναλιών UPE τα καθιστούν ιδανικά για εφαρμογές που απαιτούν προσαρμογή ακριβείας και πολλές συνδέσεις δοκού σε κανάλι.
Κινεζικά τυπικά μεγέθη καναλιών: GB/T 707 Προδιαγραφές
Σύμφωνα με το κινεζικό εθνικό πρότυπο GB/T 707, ο χάλυβας καναλιών χαρακτηρίζεται με αριθμούς μοντέλων που αντιπροσωπεύουν το ονομαστικό ύψος σε εκατοστά. Για παράδειγμα, ένα κανάλι '5#' έχει ονομαστικό ύψος 50 mm, με αντίστοιχο πλάτος φλάντζας και πάχος ιστού που καθορίζονται στο πρότυπο. Το εύρος μεγεθών καλύπτει μοντέλα από 5# έως 40#, με κοινές διαστάσεις που περιλαμβάνουν: 5# (ύψος 50mm, πλάτος φλάντζας 37mm, πάχος ιστού 4,5mm), 6,3# (63mm ύψος, 40mm πλάτος φλάντζας, 4,8mm πάχος ιστού), 8# (80mm ύψος, 2mm ύψος πάχος φλάντζας 0mm), 0mm πάχος φλάντζας, 0mm πλάτος φλάντζας, πάχος ιστού 7 mm). Μέσα στον ίδιο προσδιορισμό ύψους, υπάρχουν συνήθως πολλές παραλλαγές που διακρίνονται με γράμματα όπως 'a' και 'b', που αντιπροσωπεύουν διαφορετικά πλάτη φλάντζας και πάχη ιστού. Το ιαπωνικό βιομηχανικό πρότυπο JIS G3192 καθορίζει τα κανάλια της σειράς SHF, με το SHF100 να έχει ύψος 100 mm, πλάτος φλάντζας 50 mm και πάχος ιστού 5 mm. Τα κινεζικά κανάλια έχουν προτεραιότητα για αποδοτικότητα κόστους σε εφαρμογές υποδομής, ενώ τα κανάλια JIS είναι βελτιστοποιημένα για σεισμική αντοχή. Τα τυπικά κανάλια GB είναι διαθέσιμα σε μήκη που κυμαίνονται συνήθως από 6 έως 12 μέτρα.
Βαθμοί υλικών και πρότυπα ποιότητας
Ο χάλυβας με κανάλια κατασκευάζεται από διάφορες ποιότητες υλικών ανάλογα με τα τοπικά πρότυπα και τις απαιτήσεις εφαρμογής. Σύμφωνα με τα πρότυπα ASTM, το ASTM A36 είναι ο πιο συχνά καθορισμένος βαθμός για δομικά κανάλια ανθρακούχου χάλυβα, προσφέροντας ελάχιστο σημείο διαρροής 36 ksi (250 MPa) και αντοχή εφελκυσμού 58–80 ksi (400–550 MPa), με μέγιστη περιεκτικότητα σε άνθρακα περίπου 0,26%. Για υψηλότερες απαιτήσεις αντοχής, το ASTM A572-50 (απόδοση 50 ksi) είναι μια κοινή εναλλακτική λύση. Άλλες διαθέσιμες ποιότητες περιλαμβάνουν τα ASTM A529-50, A529-55 και A992. Σύμφωνα με τα ευρωπαϊκά πρότυπα, οι κοινές ποιότητες περιλαμβάνουν S235JR, S275JR και S355JR . Τα κινεζικά πρότυπα καθορίζουν ποιότητες όπως Q235, Q235B και Q345B . Τα ιαπωνικά και άλλα διεθνή πρότυπα περιλαμβάνουν τις σειρές SS400 και SM400 . Για εφαρμογές από ανοξείδωτο χάλυβα, διατίθενται τμήματα καναλιών σε ποιότητες 201, 304, 316 και 316L. Η επιλογή της ποιότητας υλικού εξαρτάται από την απαιτούμενη αντοχή διαρροής, την περιβαλλοντική έκθεση, τη συγκολλησιμότητα και το κόστος για κάθε συγκεκριμένη εφαρμογή.
