طبقه بندی و ابعاد مواد فولادی کانال

تعریف و ویژگی های اصلی فولاد کانالی

فولاد کانالی که به نام کانال U یا کانال C نیز شناخته می شود، یک نوار بلند از فولاد با سطح مقطع U یا C شکل است که به عنوان یک محصول فولادی با مقطع پیچیده طبقه بندی می شود. هندسه متمایز آن متشکل از یک شبکه عمودی با دو فلنج افقی است که از یک طرف بیرون می‌آیند و نمایه‌ای شبیه فرورفتگی ایجاد می‌کنند. این طراحی مقطعی نسبت استحکام به وزن بسیار خوبی را فراهم می کند و فولاد کانالی را به ماده ای مطلوب در ساخت و ساز، مهندسی مکانیک و ساخت خودرو تبدیل می کند. شکل کانال باز همچنین دارای یک سطح پشتی صاف بر روی وب است که پیچ و مهره یا جوشکاری آسان در برابر سایر اعضای سازه را تسهیل می کند. فولاد کانالی عمدتاً از طریق نورد گرم ساخته می‌شود و شمش‌های مواد خام متشکل از فولاد ساختاری کربنی با محتوای کربن بیش از 0.25 درصد یا بیلت‌های فولادی کم آلیاژ است. این ماده باید دارای جوشکاری خوب، پرچین و خواص مکانیکی جامع باشد تا نیازهای کاربردهای ساختاری را برآورده کند.

طبقه بندی فولاد کانالی بر اساس روش تولید و نوع پروفیل

فولاد کانالی را می توان بر اساس فرآیند تولید به دو دسته اصلی طبقه بندی کرد: کانال های نورد گرم و کانال های سرد. کانال های نورد گرم با گرم کردن بیلت های فولادی تا دمای بالا و عبور آنها از کارخانه های نورد برای رسیدن به سطح مقطع U شکل مورد نظر تولید می شوند. کانال‌های شکل‌دهی سرد با خم کردن نوارهای فولادی مسطح در دمای اتاق از طریق یک سری غلتک‌های شکل‌دهنده تولید می‌شوند و می‌توان آنها را به کانال‌های هم سمت، کانال‌های سمت نابرابر، کانال‌های سیم پیچ داخلی و کانال‌های سیم پیچ بیرونی تقسیم کرد. در دسته نورد گرم، کانال ها بیشتر بر اساس هندسه فلنج طبقه بندی می شوند. کانال‌های C استاندارد آمریکایی دارای سطوح فلنج داخلی مخروطی با شیب تقریباً 16.67٪ (2 در 12) هستند، در حالی که کانال‌های MC (کانال‌های متفرقه) دارای فلنج‌های گسترده‌تر یا عمیق‌تری هستند که خارج از نسبت‌های استاندارد سری C قرار دارند. کانال های اروپایی شامل پروفیل های UPN با فلنج های مخروطی و پروفیل های UPE با فلنج های موازی است. استانداردهای چینی کانال‌ها را به عنوان کانال‌های معمولی و کانال‌های نوری (که با 'Y' مشخص شده‌اند)، با شعاع‌های قوس داخلی مشخص برای لبه‌های پا طبقه‌بندی می‌کنند.

اندازه کانال های استاندارد آمریکایی: C-Sections و MC-Sections

تحت سیستم استاندارد آمریکا (ASTM A6/AISC)، کانال‌های ساختاری با حرف 'C' (برای کانال‌های استاندارد) یا 'MC' (برای کانال‌های متفرقه) مشخص می‌شوند و سپس عمق اسمی بر حسب اینچ و وزن هر فوت بر حسب پوند مشخص می‌شود. به عنوان مثال، C8×11.5 کانالی با عمق اسمی 8 اینچ با وزن 11.5 پوند بر فوت را نشان می دهد. کانال های C در عمق های بین 3 تا 15 اینچ تولید می شوند. اندازه های معمول کانال C شامل C3×4.1 (3.00 اینچ عمق، 1.410 اینچ عرض فلنج، 0.170 اینچ ضخامت وب) تا C15×50 (15 اینچ عمق، 3.716 اینچ عرض فلنج، 0.716 اینچ ضخامت وب). کانال‌های MC گزینه‌های فلنج وسیع‌تری را برای نیازهای ساختاری سنگین‌تر ارائه می‌دهند. اندازه های رایج از MC6×12 تا MC18×58 متغیر است. برای کاربردهای متریک، ابعاد کانال C نیز در عناوین میلی متری موجود است. به عنوان مثال، C75×6 دارای عمق 76 میلی متر، عرض فلنج 35 میلی متر و وزن 5.9 کیلوگرم بر متر است. C150×12 دارای عمق 152 میلی متر، عرض فلنج 51 میلی متر و وزن 12.2 کیلوگرم بر متر است. و C380×74 دارای عمق 381 میلی متر، عرض فلنج 95 میلی متر و وزن 74 کیلوگرم بر متر است.

اندازه کانال استاندارد اروپایی: پروفایل های UPN و UPE

استانداردهای اروپایی (EN 10279 و EN 10365) دو پروفایل کانال اصلی را تعریف می کنند: UPN (کانال های فلنج مخروطی) و UPE (کانال های فلنج موازی). کانال‌های UPN دارای سطح مقطع U شکل با فلنج‌های داخلی مخروطی و نوک‌های فلنج کمی به سمت بیرون هستند که مواد را به طور موثر توزیع می‌کنند تا وزن را در برابر عملکرد ساختاری متعادل کنند. محدوده اندازه برای کانال های UPN از UPN 50 تا UPN 400 گسترش می یابد که عدد نشان دهنده عمق اسمی بر حسب میلی متر است. ضخامت وب برای پروفیل های UPN معمولاً بین 6 تا 8.5 میلی متر است. کانال‌های UPE دارای سطح مقطع U شکل یکسان هستند، اما دارای فلنج‌های موازی هستند که اتصالات پیچ و مهره‌ای را ساده می‌کند و زمان اتصال را در محل کاهش می‌دهد. پروفیل های UPE از UPE 80 تا UPE 400 با ضخامت های وب 4.5 تا 5.2 میلی متر متغیر است. هندسه فلنج مخروطی کانال‌های UPN نمایه‌ای باریک و مناسب برای فولادکاری‌های معماری در معرض دید ایجاد می‌کند، در حالی که فلنج‌های مسطح کانال‌های UPE آنها را برای کاربردهایی ایده‌آل می‌کند که نیاز به تناسب دقیق و اتصالات پرتو به کانال متعدد دارند.

اندازه کانال استاندارد چینی: GB/T 707 مشخصات

طبق استاندارد ملی چین GB/T 707، فولاد کانالی با شماره مدل نشان دهنده ارتفاع اسمی بر حسب سانتی متر مشخص می شود. به عنوان مثال، یک کانال '5#' دارای ارتفاع اسمی 50 میلی متر است که عرض فلنج و ضخامت شبکه مربوطه در استاندارد مشخص شده است. محدوده اندازه مدل‌های 5# تا 40# را با ابعاد رایج شامل: 5# (ارتفاع 50 میلی‌متر، عرض فلنج 37 میلی‌متر، ضخامت تار 4.5 میلی‌متر)، 6.3# (ارتفاع 63 میلی‌متر، عرض فلنج 40 میلی‌متر، ضخامت تار 4.8 میلی‌متر)، 8# (ارتفاع 80 میلی‌متر، ضخامت 2 میلی‌متر، ضخامت 2 میلی‌متر، ضخامت 2 میلی‌متر، 0 میلی‌متر عرض فلنج، و 5 میلی‌متر عرض فلنج 0 میلی‌متر) عرض فلنج، ضخامت وب 7 میلی متر). در تعیین ارتفاع یکسان، معمولاً انواع مختلفی وجود دارد که با حروفی مانند 'a' و 'b' متمایز می شوند که نشان دهنده عرض فلنج ها و ضخامت های مختلف وب هستند. استاندارد صنعتی ژاپن JIS G3192 کانال های سری SHF را مشخص می کند که SHF100 دارای ارتفاع 100 میلی متر، عرض فلنج 50 میلی متر و ضخامت شبکه 5 میلی متر است. کانال‌های چینی برای کارایی هزینه در کاربردهای زیرساختی در اولویت هستند، در حالی که کانال‌های JIS برای مقاومت لرزه‌ای بهینه‌سازی شده‌اند. کانال های استاندارد گیگابایت در طول های معمولاً از 6 تا 12 متر در دسترس هستند.

درجات مواد و استانداردهای کیفیت

فولاد کانالی بسته به استانداردهای منطقه ای و الزامات کاربردی از درجه های مختلف مواد ساخته می شود. طبق استانداردهای ASTM، ASTM A36 متداول‌ترین درجه مشخص‌شده برای کانال‌های فولادی کربنی ساختاری است که حداقل نقطه تسلیم 36 ksi (250 مگاپاسکال) و استحکام کششی 58-80 ksi (400-550 مگاپاسکال) را با حداکثر محتوای کربن تقریباً 0.26% ارائه می‌کند. برای الزامات استحکام بالاتر، ASTM A572-50 (بازده ksi 50) یک جایگزین رایج است. سایر گریدهای موجود عبارتند از ASTM A529-50، A529-55 و A992. طبق استانداردهای اروپایی، گریدهای رایج شامل S235JR، S275JR، و S355JR است . استانداردهای چینی گریدهایی مانند Q235، Q235B و Q345B را مشخص می کنند . استانداردهای ژاپنی و سایر استانداردهای بین المللی شامل گریدهای سری SS400 و SM400 است . برای کاربردهای فولاد ضد زنگ، بخش کانال در گریدهای 201، 304، 316 و 316L موجود است. انتخاب درجه مواد به استحکام تسلیم مورد نیاز، قرار گرفتن در معرض محیطی، جوش پذیری و ملاحظات هزینه برای هر کاربرد خاص بستگی دارد.