Definicija i osnovne karakteristike čeličnog kanala
Čelični kanal, također poznat kao U-kanal ili C-kanal, duga je čelična traka s poprečnim presjekom u obliku slova U ili C, klasificiran kao čelični proizvod složenog presjeka. Njegova osebujna geometrija sastoji se od okomite mreže s dvije vodoravne rubove koji strše s iste strane, stvarajući profil poput korita. Ovaj dizajn poprečnog presjeka pruža izvrstan omjer čvrstoće i težine, čineći kanalni čelik preferiranim materijalom u građevinarstvu, strojarstvu i proizvodnji vozila. Otvoreni oblik kanala također ima ravnu stražnju površinu na mreži, što olakšava jednostavno spajanje vijcima ili zavarivanje s drugim strukturnim elementima. Čelik za kanale proizvodi se prvenstveno toplim valjanjem, pri čemu se trupci sirovina sastoje od ugljičnog konstrukcijskog čelika s udjelom ugljika koji ne prelazi 0,25%, ili trupci od niskolegiranog čelika. Materijal mora imati dobra svojstva zavarivanja, zakivanja i sveobuhvatna mehanička svojstva kako bi zadovoljio zahtjeve konstrukcijskih primjena.
Klasifikacija čeličnih kanala prema načinu proizvodnje i vrsti profila
Čelični kanali mogu se klasificirati u dvije glavne kategorije na temelju procesa proizvodnje: toplo valjani kanali i hladno oblikovani kanali. Vruće valjani kanali proizvode se zagrijavanjem čeličnih trupaca na visoke temperature i njihovim propuštanjem kroz valjaonice kako bi se postigao željeni poprečni presjek u obliku slova U. Hladno oblikovani kanali proizvode se savijanjem ravnih čeličnih traka na sobnoj temperaturi kroz niz valjaka za oblikovanje, a dalje se mogu podijeliti na kanale s jednakim stranama, kanale s nejednakim stranama, kanale s unutarnjim namotajem i kanale s vanjskim namotajima. Unutar kategorije toplo valjanih, kanali se dalje klasificiraju prema geometriji prirubnice. Američki standardni C-kanali imaju sužene unutarnje rubne površine s nagibom od približno 16,67% (2-u-12), dok MC-kanali (razni kanali) imaju šire ili dublje rubove koji su izvan standardnih proporcija C-serije. Europski kanali uključuju UPN profile sa suženim rubovima i UPE profile s paralelnim rubovima. Kineski standardi klasificiraju kanale kao obične kanale i lagane kanale (označene s 'Y'), s određenim radijusima unutarnjeg luka za rubove nogu.
Američke standardne veličine kanala: C-presjeci i MC-presjeci
Prema američkom standardnom sustavu (ASTM A6/AISC), strukturni kanali označeni su slovom 'C' (za standardne kanale) ili 'MC' (za razne kanale), nakon čega slijedi nazivna dubina u inčima i težina po stopalu u funtama. Na primjer, C8×11.5 označava kanal s nominalnom dubinom od 8 inča težine 11.5 funti po stopalu. C-kanali se proizvode u dubinama od 3 do 15 inča. Uobičajene veličine C-kanala uključuju C3×4.1 (dubina 3,00 inča, širina prirubnice 1,410 inča, debljina rebra 0,170 inča) do C15×50 (dubina 15 inča, širina prirubnice 3,716 inča, debljina rebra 0,716 inča). MC-kanali nude šire opcije prirubnica za teže konstrukcijske zahtjeve; uobičajene veličine kreću se od MC6×12 do MC18×58. Za metričke primjene, dimenzije C-kanala također su dostupne u milimetarskim oznakama. Na primjer, C75×6 ima dubinu od 76 mm, širinu prirubnice od 35 mm i teži 5,9 kg/m; C150×12 ima dubinu od 152 mm, širinu prirubnice od 51 mm i teži 12,2 kg/m; a C380×74 ima dubinu od 381 mm, širinu prirubnice od 95 mm i težinu od 74 kg/m.
Europske standardne veličine kanala: UPN i UPE profili
Europske norme (EN 10279 i EN 10365) definiraju dva primarna profila kanala: UPN (konusni prirubni kanali) i UPE (paralelni prirubni kanali). UPN kanali imaju poprečni presjek u obliku slova U sa suženim unutarnjim prirubnicama i vrhovima prirubnica blago usmjerenim prema van, učinkovito raspoređujući materijal kako bi uravnotežili težinu i konstrukcijsku izvedbu. Raspon veličina za UPN kanale proteže se od UPN 50 do UPN 400, pri čemu broj označava nazivnu dubinu u milimetrima. Debljina mreže za UPN profile obično se kreće od 6 do 8,5 mm. UPE kanali imaju isti poprečni presjek u obliku slova U, ali imaju paralelne prirubnice, koje pojednostavljuju vijčane i zavarene spojeve i smanjuju vrijeme montaže na gradilištu. UPE profili se kreću od UPE 80 do UPE 400, s debljinom trake od 4,5 do 5,2 mm. Geometrija sužene prirubnice UPN kanala pruža tanak profil prikladan za arhitektonski izložene čelične konstrukcije, dok ih ravne prirubnice UPE kanala čine idealnim za primjene koje zahtijevaju precizno namještanje i brojne spojeve grede na kanal.
Kineske standardne veličine kanala: GB/T 707 specifikacije
Prema kineskom nacionalnom standardu GB/T 707, čelični kanali označeni su brojevima modela koji predstavljaju nazivnu visinu u centimetrima. Na primjer, kanal '5#' ima nominalnu visinu od 50 mm, s odgovarajućom širinom prirubnice i debljinom rebra navedenim u standardu. Raspon veličina pokriva modele od 5# do 40#, s uobičajenim dimenzijama uključujući: 5# (visina 50 mm, širina ruba 37 mm, debljina trake 4,5 mm), 6.3# (visina 63 mm, širina ruba 40 mm, debljina trake 4,8 mm), 8# (visina 80 mm, širina ruba 43 mm, debljina trake 5 mm) i 20# (visina 200 mm, 73 mm širine prirubnice, 7 mm debljine trake). Unutar iste oznake visine obično postoji više varijanti koje se razlikuju slovima kao što su 'a' i 'b', što predstavlja različite širine prirubnice i debljine rebra. Japanski industrijski standard JIS G3192 specificira kanale serije SHF, pri čemu SHF100 ima visinu od 100 mm, širinu prirubnice od 50 mm i debljinu mreže od 5 mm. Kineski kanali imaju prioritet zbog troškovne učinkovitosti u infrastrukturnim aplikacijama, dok su JIS kanali optimizirani za seizmičku otpornost. GB standardni kanali dostupni su u duljinama koje se obično kreću od 6 do 12 metara.
Ocjene materijala i standardi kvalitete
Čelik za kanale proizvodi se od različitih vrsta materijala ovisno o regionalnim standardima i zahtjevima primjene. Prema standardima ASTM, ASTM A36 je najčešće specificirana klasa za konstrukcijske kanale od ugljičnog čelika, koja nudi minimalnu granicu tečenja od 36 ksi (250 MPa) i vlačnu čvrstoću od 58-80 ksi (400-550 MPa), s maksimalnim sadržajem ugljika od približno 0,26%. Za veće zahtjeve čvrstoće, ASTM A572-50 (50 ksi prinos) je uobičajena alternativa. Ostali dostupni stupnjevi uključuju ASTM A529-50, A529-55 i A992. Prema europskim standardima, uobičajeni stupnjevi uključuju S235JR, S275JR i S355JR . Kineski standardi navode stupnjeve kao što su Q235, Q235B i Q345B . Japanski i drugi međunarodni standardi uključuju kvalitete serije SS400 i SM400 . Za primjenu od nehrđajućeg čelika, dijelovi kanala dostupni su u stupnjevima 201, 304, 316 i 316L. Odabir stupnja materijala ovisi o potrebnoj granici razvlačenja, izloženosti okolišu, zavarljivosti i troškovima za svaku pojedinu primjenu.
