Definição e características principais do canal de aço
O canal de aço, também conhecido como canal U ou canal C, é uma longa tira de aço com seção transversal em forma de U ou C, classificada como um produto de aço de seção complexa. A sua geometria distinta consiste numa alma vertical com duas flanges horizontais que se projetam do mesmo lado, criando um perfil semelhante a uma calha. Este projeto de seção transversal fornece uma excelente relação resistência-peso, tornando o aço do canal um material preferido na construção, engenharia mecânica e fabricação de veículos. O formato do canal aberto também apresenta uma superfície posterior plana na alma, o que facilita o aparafusamento ou soldagem contra outros membros estruturais. O aço para canais é fabricado principalmente por meio de laminação a quente, com tarugos de matéria-prima constituídos por aço estrutural carbono com teor de carbono não superior a 0,25%, ou tarugos de aço de baixa liga. O material deve possuir boas propriedades mecânicas de soldagem, rebitagem e abrangentes para atender às demandas de aplicações estruturais.
Classificação do canal de aço por método de produção e tipo de perfil
Os canais de aço podem ser classificados em duas categorias principais com base no processo de fabricação: canais laminados a quente e canais formados a frio. Os canais laminados a quente são produzidos aquecendo tarugos de aço a altas temperaturas e passando-os por laminadores para obter a seção transversal em forma de U desejada. Os canais formados a frio são fabricados dobrando tiras de aço planas à temperatura ambiente por meio de uma série de rolos formadores e podem ser divididos em canais de lados iguais, canais de lados desiguais, canais enrolados internamente e canais enrolados externamente. Dentro da categoria de laminados a quente, os canais são ainda classificados pela geometria do flange. Os canais C padrão americano apresentam superfícies de flange internas cônicas com uma inclinação de aproximadamente 16,67% (2 em 12), enquanto os canais MC (canais diversos) têm flanges mais largas ou mais profundas que ficam fora das proporções padrão da série C. Os canais europeus incluem perfis UPN com flanges cônicos e perfis UPE com flanges paralelos. Os padrões chineses classificam os canais como canais comuns e canais de luz (designados com 'Y'), com raios de arco interno especificados para as bordas das pernas.
Tamanhos de canal padrão americano: seções C e seções MC
No sistema padrão americano (ASTM A6/AISC), os canais estruturais são designados pela letra “C” (para canais padrão) ou “MC” (para canais diversos), seguida da profundidade nominal em polegadas e do peso por pé em libras. Por exemplo, C8×11,5 indica um canal com profundidade nominal de 8 polegadas e pesando 11,5 libras por pé. Os canais C são produzidos em profundidades que variam de 3 a 15 polegadas. Os tamanhos comuns de canal C incluem C3 × 4,1 (3,00 polegadas de profundidade, largura de flange de 1,410 polegadas, espessura de alma de 0,170 polegadas) até C15 × 50 (15 polegadas de profundidade, largura de flange de 3,716 polegadas, espessura de alma de 0,716 polegadas). Os canais MC oferecem opções de flange mais amplas para demandas estruturais mais pesadas; os tamanhos comuns variam de MC6×12 a MC18×58. Para aplicações métricas, as dimensões do canal C também estão disponíveis em designações milimétricas. Por exemplo, C75×6 tem profundidade de 76 mm, largura de flange de 35 mm e pesa 5,9 kg/m; C150×12 tem profundidade de 152 mm, largura de flange de 51 mm e pesa 12,2 kg/m; e C380×74 tem profundidade de 381 mm, largura de flange de 95 mm e pesa 74 kg/m.
Tamanhos de canal padrão europeu: perfis UPN e UPE
As normas europeias (EN 10279 e EN 10365) definem dois perfis de canal primários: UPN (canais de flange cônicos) e UPE (canais de flange paralelos). Os canais UPN têm uma seção transversal em forma de U com flanges internos cônicos e pontas de flange ligeiramente para fora, distribuindo o material de forma eficiente para equilibrar o peso em relação ao desempenho estrutural. A faixa de tamanho dos canais UPN se estende de UPN 50 a UPN 400, com o número indicando a profundidade nominal em milímetros. A espessura da alma para perfis UPN normalmente varia de 6 a 8,5 mm. Os canais UPE compartilham a mesma seção transversal em forma de U, mas apresentam flanges paralelos, o que simplifica as conexões aparafusadas e soldadas e reduz o tempo de instalação no local. Os perfis UPE variam de UPE 80 a UPE 400, com espessuras de alma de 4,5 a 5,2 mm. A geometria do flange cônico dos canais UPN fornece um perfil delgado adequado para estruturas de aço expostas arquitetonicamente, enquanto os flanges planos dos canais UPE os tornam ideais para aplicações que exigem ajuste preciso e inúmeras conexões viga-canal.
Tamanhos de canal padrão chinês: especificações GB/T 707
De acordo com o padrão nacional chinês GB/T 707, o aço do canal é designado por números de modelo que representam a altura nominal em centímetros. Por exemplo, um canal '5#' tem uma altura nominal de 50mm, com largura de flange e espessura de alma correspondentes especificadas na norma. A faixa de tamanho abrange modelos de 5# a 40#, com dimensões comuns incluindo: 5# (50 mm de altura, 37 mm de largura do flange, 4,5 mm de espessura da alma), 6,3# (63 mm de altura, 40 mm de largura do flange, 4,8 mm de espessura da alma), 8# (80 mm de altura, 43 mm de largura do flange, 5 mm de espessura da alma) e 20# (200 mm de altura, 73 mm de largura do flange, 7 mm de espessura da alma). Dentro da mesma designação de altura, normalmente existem múltiplas variantes distinguidas por letras como 'a' e 'b', representando diferentes larguras de flange e espessuras de alma. O padrão industrial japonês JIS G3192 especifica canais da série SHF, com SHF100 tendo altura de 100 mm, largura de flange de 50 mm e espessura de alma de 5 mm. Os canais chineses são priorizados pela eficiência de custos em aplicações de infraestrutura, enquanto os canais JIS são otimizados para resistência sísmica. Os canais padrão GB estão disponíveis em comprimentos que variam normalmente de 6 a 12 metros.
Classes de materiais e padrões de qualidade
O aço do canal é fabricado a partir de vários tipos de materiais, dependendo dos padrões regionais e dos requisitos de aplicação. De acordo com os padrões ASTM, ASTM A36 é a classe mais comumente especificada para canais de aço carbono estrutural, oferecendo um ponto de escoamento mínimo de 36 ksi (250 MPa) e resistência à tração de 58–80 ksi (400–550 MPa), com um teor máximo de carbono de aproximadamente 0,26%. Para requisitos de resistência mais elevados, ASTM A572-50 (rendimento de 50 ksi) é uma alternativa comum. Outras classes disponíveis incluem ASTM A529-50, A529-55 e A992. De acordo com os padrões europeus, as classes comuns incluem S235JR, S275JR e S355JR . Os padrões chineses especificam classes como Q235, Q235B e Q345B . Os padrões japoneses e outros padrões internacionais incluem as classes das séries SS400 e SM400 . Para aplicações em aço inoxidável, as seções de canal estão disponíveis nos graus 201, 304, 316 e 316L. A seleção do tipo de material depende do limite de escoamento necessário, exposição ambiental, soldabilidade e considerações de custo para cada aplicação específica.
