סיווג ומימדים של חומרי פלדת ערוץ

הגדרה ומאפייני ליבה של פלדת ערוץ

פלדת תעלה, הידועה גם כ-U-channel או C-channel, היא רצועה ארוכה של פלדה עם חתך בצורת U או בצורת C, המסווגת כמוצר פלדה בעל חתך מורכב. הגיאומטריה הייחודית שלו מורכבת מרשת אנכית עם שני אוגנים אופקיים הבולטים מאותו צד, ויוצרים פרופיל דמוי שוקת. עיצוב חתך זה מספק יחס חוזק למשקל מצוין, מה שהופך את פלדת התעלה לחומר מועדף בבנייה, הנדסת מכונות וייצור רכב. צורת התעלה הפתוחה כוללת גם משטח אחורי שטוח על הרשת, מה שמקל על הברגה קלה או ריתוך נגד איברים מבניים אחרים. פלדת התעלה מיוצרת בעיקר באמצעות גלגול חם, עם בילטים של חומר גלם המורכבים מפלדה מבנית פחמן עם תכולת פחמן שאינה עולה על 0.25%, או בילטים פלדה סגסוגת נמוכה. החומר נדרש להיות בעל ריתוך טוב, מסמרות ותכונות מכניות מקיפות כדי לעמוד בדרישות של יישומים מבניים.

סיווג פלדת ערוץ לפי שיטת ייצור וסוג פרופיל

ניתן לסווג את פלדת התעלה לשתי קטגוריות עיקריות בהתבסס על תהליך הייצור: תעלות בגלגול חם ותעלות בצורת קר. תעלות מגולגלות חמות מיוצרות על ידי חימום בילטי פלדה לטמפרטורות גבוהות והעברתם דרך מפעלי גלגול כדי להשיג את החתך הרצוי בצורת U. תעלות בצורת קר מיוצרות על ידי כיפוף רצועות פלדה שטוחות בטמפרטורת החדר דרך סדרה של גלילי יצירה, וניתן לחלק אותן עוד יותר לתעלות צד שוות, תעלות צד לא שווים, תעלות מפותלות פנימיות ותעלות מפותלות חיצוניות. בתוך קטגוריית הגלגול החם, ערוצים מסווגים עוד יותר לפי גיאומטריית אוגן. ערוצי C-סטנדרטיים אמריקאים כוללים משטחי אוגן פנימיים מחודדים עם שיפוע של כ-16.67% (2 ב-12), בעוד שלערוצי MC (ערוצים שונים) יש אוגנים רחבים או עמוקים יותר הנופלים מחוץ לפרופורציות הסטנדרטיות של סדרת C. הערוצים האירופיים כוללים פרופילי UPN עם אוגנים מחודדים ופרופילי UPE עם אוגנים מקבילים. התקנים הסיניים מסווגים ערוצים כערוצים רגילים ותעלות אור (המסומנים ב-Y'), עם רדיוסי קשת פנימיים מוגדרים לקצוות הרגליים.

גדלי ערוץ סטנדרטיים אמריקאים: C-Sections ו-MC-Sections

תחת שיטת התקן האמריקאית (ASTM A6/AISC), ערוצים מבניים מסומנים באות 'C' (עבור ערוצים סטנדרטיים) או 'MC' (עבור ערוצים שונים), ואחריהם העומק הנומינלי באינצ'ים והמשקל לכל רגל בקילוגרמים. לדוגמה, C8×11.5 מציין ערוץ עם עומק נומינלי של 8 אינץ' במשקל 11.5 פאונד לכל רגל. ערוצי C מיוצרים בעומקים הנעים בין 3 ל-15 אינץ'. גדלים נפוצים של ערוץ C כוללים C3×4.1 (עומק 3.00 אינץ', רוחב אוגן של 1.410 אינץ', עובי רשת של 0.170 אינץ') עד C15×50 (עומק 15 אינץ', רוחב אוגן של 3.716 אינץ', עובי רשת של 0.716 אינץ'). ערוצי MC מציעים אפשרויות אוגן רחבות יותר עבור דרישות מבניות כבדות יותר; הגדלים הנפוצים נעים בין MC6×12 ל-MC18×58. עבור יישומים מטריים, מידות ערוץ C זמינות גם בסימני מילימטר. לדוגמה, ל-C75×6 עומק של 76 מ'מ, רוחב אוגן של 35 מ'מ, ומשקלו 5.9 ק'ג/מ'ר; ל-C150×12 עומק של 152 מ'מ, רוחב אוגן של 51 מ'מ, ומשקלו 12.2 ק'ג/מ'ר; ול-C380×74 עומק של 381 מ'מ, רוחב אוגן של 95 מ'מ, ומשקלו 74 ק'ג/מ'ר.

גדלי ערוץ סטנדרטיים באירופה: פרופילי UPN ו-UPE

התקנים האירופיים (EN 10279 ו-EN 10365) מגדירים שני פרופילי ערוצים עיקריים: UPN (תעלות אוגן מחודדות) ו-UPE (ערוצי אוגן מקבילים). לערוצי UPN יש חתך בצורת U עם אוגנים פנימיים מחודדים וקצות אוגן מעט כלפי חוץ, המפיצים חומר ביעילות כדי לאזן משקל מול ביצועים מבניים. טווח הגדלים של ערוצי UPN משתרע מ-UPN 50 ל-UPN 400, כאשר המספר מציין את העומק הנומינלי במילימטרים. עובי הרשת עבור פרופילי UPN נע בדרך כלל בין 6 ל-8.5 מ'מ. ערוצי UPE חולקים את אותו חתך בצורת U אך כוללים אוגנים מקבילים, אשר מפשטים חיבורים מוברגים ומרותכים ומצמצמים את זמן ההתאמה באתר. פרופילי UPE נעים בין UPE 80 ל- UPE 400, עם עובי רשת של 4.5 עד 5.2 מ'מ. גיאומטריית האוגן המחודדת של תעלות UPN מספקת פרופיל דק המתאים לעבודות פלדה חשופות מבחינה ארכיטקטונית, בעוד שהאוגנים השטוחים של ערוצי UPE הופכים אותם לאידיאליים עבור יישומים הדורשים התאמה מדויקת וחיבורים רבים בין קרן לערוץ.

גדלי ערוץ סטנדרטיים בסין: מפרטי GB/T 707

לפי התקן הלאומי הסיני GB/T 707, פלדת התעלה מסומנת על ידי מספרי דגם המייצגים את הגובה הנומינלי בסנטימטרים. לדוגמה, לתעלה '5#' יש גובה נומינלי של 50 מ'מ, עם רוחב האוגן ועובי הרשת המתאימים המפורטים בתקן. טווח הגדלים מכסה דגמים מ-5# עד 40#, עם מידות נפוצות כולל: 5# (50 מ'מ גובה, 37 מ'מ רוחב אוגן, 4.5 מ'מ עובי רשת), 6.3# (גובה 63 מ'מ, רוחב אוגן 40 מ'מ, עובי רשת 4.8 מ'מ), 8# (גובה 80 מ'מ, רוחב רשת 43 מ'מ, 50 מ'מ רוחב, 0 מ'מ רוחב 20 מ'מ), גובה, רוחב אוגן 73 מ'מ, עובי רשת 7 מ'מ). בתוך אותו ייעוד גובה, יש בדרך כלל וריאנטים מרובים המובחנים באותיות כגון 'a' ו'b', המייצגות רוחב אוגן ועובי רשת שונים. התקן התעשייתי היפני JIS G3192 מציין ערוצי סדרת SHF, כאשר ל-SHF100 גובה של 100 מ'מ, רוחב אוגן של 50 מ'מ ועובי רשת של 5 מ'מ. לערוצים סיניים יש עדיפות ליעילות עלות ביישומי תשתית, בעוד ערוצי JIS מותאמים להתנגדות סיסמית. ערוצים סטנדרטיים של GB זמינים באורכים הנעים בדרך כלל בין 6 ל-12 מטרים.

דרגות חומרים ותקני איכות

פלדת תעלה מיוצרת מדרגות חומר שונות בהתאם לתקנים האזוריים ולדרישות היישום. תחת תקני ASTM, ASTM A36 היא הדרגה הנפוצה ביותר עבור תעלות פלדת פחמן מבניות, ומציעה נקודת תפוקה מינימלית של 36 ksi (250 MPa) וחוזק מתיחה של 58-80 ksi (400-550 MPa), עם תכולת פחמן מקסימלית של כ-0.26%. לדרישות חוזק גבוהות יותר, ASTM A572-50 (תשואה של 50 ksi) היא חלופה נפוצה. ציונים זמינים אחרים כוללים ASTM A529-50, A529-55 ו-A992. לפי התקנים האירופיים, הציונים הנפוצים כוללים את S235JR, S275JR ו-S355JR . התקנים הסיניים מציינים ציונים כגון Q235, Q235B ו-Q345B . תקנים יפניים ותקנים בינלאומיים אחרים כוללים את דרגות סדרת SS400 ו-SM400 . עבור יישומי נירוסטה, חלקי תעלות זמינים בדרגות 201, 304, 316 ו-316L. בחירת דרגת החומר תלויה בחוזק התפוקה הנדרש, חשיפה סביבתית, יכולת ריתוך ושיקולי עלות עבור כל יישום ספציפי.