Definícia a základné charakteristiky kanálovej ocele
Kanálková oceľ, tiež známa ako U-kanál alebo C-kanál, je dlhý pás ocele s prierezom v tvare U alebo C, klasifikovaný ako oceľový výrobok s komplexným prierezom. Jeho výrazná geometria pozostáva z vertikálnej stojiny s dvoma horizontálnymi prírubami vyčnievajúcimi z tej istej strany, čím vytvára žľabovitý profil. Tento dizajn prierezu poskytuje vynikajúci pomer pevnosti k hmotnosti, vďaka čomu je kanálová oceľ preferovaným materiálom v stavebníctve, strojárstve a výrobe vozidiel. Otvorený tvar kanála sa tiež vyznačuje plochým zadným povrchom na stojine, ktorý uľahčuje jednoduché skrutkovanie alebo zváranie proti iným konštrukčným prvkom. Kanálová oceľ sa vyrába predovšetkým valcovaním za tepla, pričom predvalky suroviny pozostávajú z uhlíkovej konštrukčnej ocele s obsahom uhlíka nepresahujúcim 0,25 % alebo predvalky z nízkolegovanej ocele. Od materiálu sa vyžaduje, aby mal dobré zváracie, nitovacie a komplexné mechanické vlastnosti, aby spĺňal požiadavky konštrukčných aplikácií.
Klasifikácia kanálovej ocele podľa spôsobu výroby a typu profilu
Kanálovú oceľ možno klasifikovať do dvoch hlavných kategórií na základe výrobného procesu: kanály valcované za tepla a kanály tvarované za studena. Kanály valcované za tepla sa vyrábajú zahrievaním oceľových predvalkov na vysoké teploty a ich prechodom cez valcovacie stolice, aby sa dosiahol požadovaný prierez v tvare U. Kanály tvarované za studena sa vyrábajú ohýbaním plochých oceľových pásov pri izbovej teplote cez sériu tvarovacích valcov a možno ich ďalej rozdeliť na kanály s rovnakými stranami, kanály s nerovnakými stranami, kanály s vnútorným vinutím a kanály s vonkajším vinutím. V rámci kategórie valcovaných za tepla sú kanály ďalej klasifikované podľa geometrie príruby. Americké štandardné C-kanály majú kužeľovité vnútorné prírubové povrchy so sklonom približne 16,67 % (2-v-12), zatiaľ čo MC-kanály (Miscellaneous Channels) majú širšie alebo hlbšie príruby, ktoré nespadajú do štandardných rozmerov série C. Európske kanály zahŕňajú profily UPN s kužeľovými prírubami a profily UPE s paralelnými prírubami. Čínske štandardy klasifikujú kanály ako obyčajné kanály a svetelné kanály (označené ako 'Y') so špecifikovanými vnútornými polomermi oblúka pre okraje nôh.
Americké štandardné veľkosti kanálov: C-sekcie a MC-sekcie
Podľa amerického štandardného systému (ASTM A6/AISC) sú štrukturálne kanály označené písmenom 'C' (pre štandardné kanály) alebo 'MC' (pre rôzne kanály), za ktorým nasleduje nominálna hĺbka v palcoch a hmotnosť na stopu v librách. Napríklad C8 × 11,5 označuje kanál s nominálnou hĺbkou 8 palcov s hmotnosťou 11,5 libier na stopu. C-kanály sa vyrábajú v hĺbkach od 3 do 15 palcov. Bežné veľkosti C-kanálov zahŕňajú C3 x 4,1 (hĺbka 3,00 palca, šírka obruby 1,410 palca, hrúbka pásu 0,170 palca) až C15 x 50 (hĺbka 15 palcov, šírka obruby 3,716 palca, hrúbka pásu 0,716 palca). MC-kanály ponúkajú širšie možnosti prírub pre ťažšie konštrukčné požiadavky; bežné veľkosti sa pohybujú od MC6×12 do MC18×58. Pre metrické aplikácie sú rozmery C-kanálu dostupné aj v milimetrových označeniach. Napríklad C75×6 má hĺbku 76 mm, šírku príruby 35 mm a váži 5,9 kg/m; C150×12 má hĺbku 152 mm, šírku príruby 51 mm a hmotnosť 12,2 kg/m; a C380×74 má hĺbku 381 mm, šírku príruby 95 mm a hmotnosť 74 kg/m.
Európske štandardné veľkosti kanálov: Profily UPN a UPE
Európske normy (EN 10279 a EN 10365) definujú dva primárne profily kanálov: UPN (kanál s kužeľovou prírubou) a UPE (kanál s paralelnou prírubou). Kanály UPN majú prierez v tvare písmena U so skosenými vnútornými prírubami a mierne vonkajšími hrotmi prírub, ktoré efektívne rozdeľujú materiál na vyváženie hmotnosti a konštrukčného výkonu. Rozsah veľkostí kanálov UPN siaha od UPN 50 do UPN 400, pričom číslo udáva nominálnu hĺbku v milimetroch. Hrúbka pásu pre UPN profily sa zvyčajne pohybuje od 6 do 8,5 mm. Kanály UPE majú rovnaký prierez v tvare U, ale majú paralelné príruby, ktoré zjednodušujú skrutkové a zvárané spoje a skracujú čas montáže na mieste. Profily UPE sa pohybujú od UPE 80 do UPE 400 s hrúbkou pásu 4,5 až 5,2 mm. Geometria skosenej príruby kanálov UPN poskytuje štíhly profil vhodný pre architektonicky exponované oceľové konštrukcie, zatiaľ čo ploché príruby kanálov UPE ich robia ideálnymi pre aplikácie vyžadujúce presné prispôsobenie a početné spojenia medzi trámom a kanálom.
Čínske štandardné veľkosti kanálov: Špecifikácie GB/T 707
Podľa čínskej národnej normy GB/T 707 je kanálová oceľ označená číslami modelov, ktoré predstavujú nominálnu výšku v centimetroch. Napríklad kanál '5#' má nominálnu výšku 50 mm so zodpovedajúcou šírkou príruby a hrúbkou pásu špecifikovanými v norme. Rozsah veľkostí pokrýva modely od 5# do 40#, pričom bežné rozmery zahŕňajú: 5# (výška 50 mm, šírka príruby 37 mm, hrúbka pásu 4,5 mm), 6.3 # (výška 63 mm, šírka príruby 40 mm, hrúbka pásu 4,8 mm), 8 # (výška 80 mm, šírka príruby 23 mm, výška príruby 70 mm, hrúbka príruby 50 mm šírka, hrúbka pásu 7 mm). V rámci rovnakého označenia výšky sa zvyčajne vyskytuje viacero variantov odlíšených písmenami ako 'a' a 'b', ktoré predstavujú rôzne šírky pásnice a hrúbky pásu. Japonský priemyselný štandard JIS G3192 špecifikuje kanály série SHF, pričom SHF100 má výšku 100 mm, šírku príruby 50 mm a hrúbku pásu 5 mm. Čínske kanály sú uprednostňované z hľadiska nákladovej efektívnosti v aplikáciách infraštruktúry, zatiaľ čo kanály JIS sú optimalizované pre seizmickú odolnosť. Štandardné kanály GB sú dostupné v dĺžkach zvyčajne od 6 do 12 metrov.
Druhy materiálov a normy kvality
Kanálová oceľ sa vyrába z rôznych tried materiálov v závislosti od regionálnych noriem a požiadaviek aplikácie. Podľa noriem ASTM je ASTM A36 najbežnejšie špecifikovaná trieda pre konštrukčné kanály z uhlíkovej ocele, ktorá ponúka minimálnu medzu klzu 36 ksi (250 MPa) a pevnosť v ťahu 58–80 ksi (400–550 MPa), s maximálnym obsahom uhlíka približne 0,26 %. Pre vyššie požiadavky na pevnosť ASTM A572-50 (50 ksi výťažnosť). je bežnou alternatívou Ďalšie dostupné triedy zahŕňajú ASTM A529-50, A529-55 a A992. Podľa európskych noriem medzi bežné triedy patria S235JR, S275JR a S355JR . Čínske normy špecifikujú triedy ako Q235, Q235B a Q345B . Japonské a iné medzinárodné normy zahŕňajú triedy SS400 a SM400 . Pre aplikácie z nehrdzavejúcej ocele sú profily kanálov dostupné v triedach 201, 304, 316 a 316L. Výber triedy materiálu závisí od požadovanej medze klzu, environmentálnej expozície, zvárateľnosti a nákladových úvah pre každú konkrétnu aplikáciu.
