Csatornaacél anyagok osztályozása és méretei

A csatornaacél meghatározása és alapvető jellemzői

A csatornaacél, más néven U-csatorna vagy C-csatorna, egy U- vagy C-alakú keresztmetszetű hosszú acélszalag, amely összetett keresztmetszetű acélterméknek minősül. Jellegzetes geometriája egy függőleges szövedékből áll, két vízszintes karimával, amelyek ugyanarról az oldalról nyúlnak ki, és vályúszerű profilt alkotnak. Ez a keresztmetszeti kialakítás kiváló szilárdság-tömeg arányt biztosít, így a csatornaacél az építőiparban, a gépészetben és a járműgyártásban kedvelt anyag. A nyitott csatornaforma egy lapos hátsó felülettel is rendelkezik a szalagon, amely megkönnyíti a csavarozást vagy hegesztést más szerkezeti elemekhez. A csatornaacél gyártása elsősorban meleghengerléssel történik, a nyersanyag-tuskó 0,25%-ot meg nem haladó széntartalmú szerkezeti acélból vagy gyengén ötvözött acél tuskóból áll. Az anyagnak jó hegesztési, szegecselési és átfogó mechanikai tulajdonságokkal kell rendelkeznie, hogy megfeleljen a szerkezeti alkalmazások követelményeinek.

A csatornaacél osztályozása gyártási módszer és profiltípus szerint

A csatornaacél a gyártási folyamat alapján két fő kategóriába sorolható: melegen hengerelt csatornák és hidegen alakított csatornák. A melegen hengerelt csatornákat úgy állítják elő, hogy acél tuskót magas hőmérsékletre hevítenek, majd hengerműveken vezetik át a kívánt U-alakú keresztmetszet eléréséhez. A hidegen alakított csatornákat lapos acélszalagok szobahőmérsékleten, formázóhengerek sorozatán keresztül történő hajlításával állítják elő, és tovább oszthatók egyenlő oldalú, egyenlőtlen oldalú csatornákra, belső tekercses csatornákra és külső tekercses csatornákra. A melegen hengerelt kategóriában a csatornákat a karima geometriája szerint tovább osztályozzák. Az amerikai szabványos C-csatornák kúpos belső karimás felülettel rendelkeznek, körülbelül 16,67%-os lejtéssel (2 a 12-ben), míg az MC-csatornák (Miscellaneous Channels) szélesebb vagy mélyebb karimákkal rendelkeznek, amelyek kívül esnek a szabványos C-sorozat arányain. Az európai csatornák közé tartoznak a kúpos karimájú UPN profilok és a párhuzamos karimájú UPE profilok. A kínai szabványok a csatornákat közönséges csatornák és fénycsatornák közé sorolják ('Y' jelöléssel), a lábak éleihez meghatározott belső ívsugárral.

Amerikai szabványos csatornaméretek: C-szelvények és MC-szelvények

Az amerikai szabványrendszerben (ASTM A6/AISC) a szerkezeti csatornákat a 'C' (standard csatornák) vagy 'MC' (egyéb csatornák esetén) betű jelöli, ezt követi a névleges mélység hüvelykben és a lábonkénti tömeg fontban. Például a C8 × 11,5 egy 8 hüvelyk névleges mélységű csatornát jelöl, amely lábonként 11,5 fontot nyom. A C-csatornák 3 és 15 hüvelyk közötti mélységben készülnek. A C-csatorna általános méretei a következők: C3 × 4,1 (3,00 hüvelyk mély, 1,410 hüvelyk peremszélesség, 0,170 hüvelyk szalagvastagság) - C15 × 50 (15 hüvelyk mély, 3,716 hüvelyk peremszélesség, 0,716 hüvelyk vastagság). Az MC-csatornák szélesebb karimákat kínálnak a nehezebb szerkezeti igényekhez; A gyakori méretek MC6×12-től MC18×58-ig terjednek. Metrikus alkalmazásokhoz a C-csatorna méretei milliméteres megjelöléssel is elérhetők. Például a C75×6 mélysége 76 mm, a karima szélessége 35 mm, tömege pedig 5,9 kg/m; A C150×12 mélysége 152 mm, a karima szélessége 51 mm, tömege pedig 12,2 kg/m; és a C380×74 mélysége 381 mm, a karima szélessége 95 mm, tömege pedig 74 kg/m.

Európai szabványos csatornaméretek: UPN és UPE profilok

Az európai szabványok (EN 10279 és EN 10365) két elsődleges csatornaprofilt határoznak meg: UPN (kúpos karimás csatornák) és UPE (párhuzamos karimás csatornák). Az UPN csatornák U-alakú keresztmetszetűek, elkeskenyedő belső karimákkal és enyhén kifelé mutató karimás csúcsokkal, amelyek hatékonyan osztják el az anyagot a súly és a szerkezeti teljesítmény közötti egyensúly érdekében. Az UPN csatornák mérettartománya UPN 50-től UPN 400-ig terjed, a szám a névleges mélységet mutatja milliméterben. Az UPN profilok szalagvastagsága általában 6 és 8,5 mm között van. Az UPE csatornák azonos U alakú keresztmetszetűek, de párhuzamos karimákkal rendelkeznek, amelyek leegyszerűsítik a csavaros és hegesztett csatlakozásokat, és csökkentik a helyszíni szerelési időt. Az UPE profilok UPE 80-tól UPE 400-ig terjednek, szalagvastagságuk 4,5-5,2 mm. Az UPN csatornák kúpos karimageometriája karcsú profilt biztosít, amely alkalmas építészetileg kitett acélszerkezetekhez, míg az UPE csatornák lapos karimája ideálissá teszi azokat a precíziós illesztést és számos gerenda-csatorna csatlakozást igénylő alkalmazásokhoz.

Kínai szabványos csatornaméretek: GB/T 707 Műszaki adatok

A GB/T 707 kínai nemzeti szabvány szerint a csatornaacélt a névleges magasságot centiméterben kifejező modellszámok jelölik. Például egy '5#' csatorna névleges magassága 50 mm, a megfelelő karimaszélesség és szalagvastagság pedig a szabványban meghatározott. A mérettartomány 5#-tól 40#-ig terjedő modelleket fedi le, amelyek közös méretekkel: 5# (50 mm magasság, 37 mm-es karima szélesség, 4,5 mm-es szalagvastagság), 6.3# (63 mm magas, 40 mm-es karima szélesség, 4,8 mm-es szalagvastagság), 8# (80 mm magasság, 43 mm peremszélesség), 20 mm, 20, 7 #, 5 mm, 7 # karima szélessége, 7 mm szalagvastagság). Ugyanazon a magasságmegjelölésen belül jellemzően több változat létezik, amelyeket az 'a' és 'b' betűk különböztetnek meg, amelyek különböző karimaszélességeket és szalagvastagságokat jelölnek. A JIS G3192 japán ipari szabvány SHF sorozatú csatornákat határoz meg, ahol az SHF100 magassága 100 mm, a karima szélessége 50 mm, a szalag vastagsága pedig 5 mm. A kínai csatornák prioritást élveznek a költséghatékonyság szempontjából az infrastrukturális alkalmazásokban, míg a JIS csatornákat a szeizmikus ellenállásra optimalizálták. A GB szabványos csatornák jellemzően 6-12 méter hosszúságban állnak rendelkezésre.

Anyagminőségek és minőségi előírások

A csatornaacél a regionális szabványoktól és az alkalmazási követelményektől függően különböző anyagminőségekből készül. Az ASTM szabványok szerint az ASTM A36 a leggyakrabban meghatározott minőség a szerkezeti szénacél csatornákhoz, minimális folyáshatára 36 ksi (250 MPa), szakítószilárdsága 58–80 ksi (400–550 MPa), maximális széntartalma pedig körülbelül 0,26%. Nagyobb szilárdsági követelmények esetén az ASTM A572-50 (50 ksi hozam) általános alternatíva. Egyéb elérhető minőségek közé tartozik az ASTM A529-50, A529-55 és A992. Az európai szabványok szerint az általános minőségek közé tartozik az S235JR, az S275JR és az S355JR . A kínai szabványok olyan minőségeket írnak elő, mint a Q235, Q235B és Q345B . A japán és más nemzetközi szabványok közé tartoznak az SS400 és SM400 sorozatok . Rozsdamentes acél alkalmazásokhoz a csatornaszakaszok 201, 304, 316 és 316L minőségben állnak rendelkezésre. Az anyagminőség kiválasztása az egyes alkalmazásokhoz szükséges folyáshatártól, környezeti hatástól, hegeszthetőségtől és költségmegfontolásoktól függ.