การจำแนกประเภทและขนาดของวัสดุเหล็กช่อง

ความหมายและลักษณะสำคัญของ Channel Steel

Channel steel หรือที่รู้จักกันในชื่อ U-channel หรือ C-channel เป็นเหล็กเส้นยาวที่มีหน้าตัดรูปตัว U หรือรูปตัว C จัดเป็นผลิตภัณฑ์เหล็กหน้าตัดที่ซับซ้อน รูปทรงเรขาคณิตที่โดดเด่นประกอบด้วยแผ่นใยแนวตั้งที่มีหน้าแปลนแนวนอนสองอันยื่นออกมาจากด้านเดียวกัน ทำให้เกิดโปรไฟล์คล้ายรางน้ำ การออกแบบหน้าตัดนี้ให้อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ดีเยี่ยม ทำให้เหล็กรางเป็นวัสดุที่ต้องการในการก่อสร้าง วิศวกรรมเครื่องกล และการผลิตยานยนต์ รูปทรงช่องเปิดยังมีพื้นผิวด้านหลังเรียบบนเว็บ ซึ่งช่วยให้การโบลต์หรือการเชื่อมกับส่วนประกอบโครงสร้างอื่นๆ เป็นเรื่องง่าย เหล็กแชนแนลผลิตโดยการรีดร้อนเป็นหลัก โดยมีเหล็กแท่งดิบที่ประกอบด้วยเหล็กโครงสร้างคาร์บอนที่มีปริมาณคาร์บอนไม่เกิน 0.25% หรือเหล็กแท่งโลหะผสมต่ำ วัสดุนี้จำเป็นต้องมีการเชื่อมที่ดี การตอกหมุด และคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุม เพื่อตอบสนองความต้องการของการใช้งานโครงสร้าง

การจำแนกประเภทของ Channel Steel ตามวิธีการผลิตและประเภทโปรไฟล์

เหล็กรางน้ำสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทหลักตามกระบวนการผลิต ได้แก่ เหล็กแผ่นรีดร้อนและเหล็กขึ้นรูปเย็น ช่องรีดร้อนผลิตโดยการให้ความร้อนเหล็กแท่งยาวที่อุณหภูมิสูงแล้วส่งผ่านโรงรีดเพื่อให้ได้หน้าตัดรูปตัวยูที่ต้องการ ช่องขึ้นรูปเย็นผลิตขึ้นโดยการดัดแถบเหล็กแบนที่อุณหภูมิห้องผ่านชุดลูกกลิ้งขึ้นรูป และสามารถแบ่งออกเป็นช่องด้านเท่ากัน ช่องด้านไม่เท่ากัน ช่องขดด้านใน และช่องขดด้านนอก ภายในหมวดหมู่รีดร้อน ช่องจะถูกจำแนกเพิ่มเติมตามรูปทรงของหน้าแปลน ช่อง C ของ American Standard มีพื้นผิวหน้าแปลนด้านในเรียวโดยมีความชันประมาณ 16.67% (2-in-12) ในขณะที่ช่อง MC (ช่องเบ็ดเตล็ด) มีหน้าแปลนที่กว้างหรือลึกกว่าซึ่งอยู่นอกสัดส่วนของซีรีส์ C มาตรฐาน ช่องทางยุโรปประกอบด้วยโปรไฟล์ UPN ที่มีหน้าแปลนเรียว และโปรไฟล์ UPE ที่มีหน้าแปลนขนาน มาตรฐานของจีนจัดประเภทช่องสัญญาณเป็นช่องธรรมดาและช่องแสง (กำหนดด้วย 'Y') โดยมีการระบุรัศมีส่วนโค้งด้านในสำหรับขอบขา

ขนาดช่อง American Standard: C-Sections และ MC-Sections

ภายใต้ระบบมาตรฐานอเมริกัน (ASTM A6/AISC) ช่องโครงสร้างถูกกำหนดด้วยตัวอักษร 'C' (สำหรับช่องมาตรฐาน) หรือ 'MC' (สำหรับช่องเบ็ดเตล็ด) ตามด้วยความลึกระบุเป็นนิ้ว และน้ำหนักต่อฟุตเป็นปอนด์ ตัวอย่างเช่น C8×11.5 หมายถึงช่องที่มีความลึกเล็กน้อย 8 นิ้ว และมีน้ำหนัก 11.5 ปอนด์ต่อฟุต ช่อง C ผลิตในระดับความลึกตั้งแต่ 3 ถึง 15 นิ้ว ขนาดช่อง C ทั่วไปได้แก่ C3×4.1 (ลึก 3.00 นิ้ว, ความกว้างหน้าแปลน 1.410 นิ้ว, ความหนาของราง 0.170 นิ้ว) ถึง C15×50 (ลึก 15 นิ้ว, ความกว้างหน้าแปลน 3.716 นิ้ว, ความหนาของราง 0.716 นิ้ว) ช่อง MC มีตัวเลือกหน้าแปลนที่กว้างขึ้นสำหรับความต้องการด้านโครงสร้างที่หนักกว่า ขนาดทั่วไปมีตั้งแต่ MC6×12 ถึง MC18×58 สำหรับการใช้งานระบบเมตริก ขนาดช่อง C ก็มีให้ใช้ในการกำหนดหน่วยมิลลิเมตรเช่นกัน ตัวอย่างเช่น C75×6 มีความลึก 76 มม. ความกว้างของหน้าแปลน 35 มม. และน้ำหนัก 5.9 กก./ม. C150×12 มีความลึก 152 มม. ความกว้างหน้าแปลน 51 มม. และน้ำหนัก 12.2 กก./ม. และ C380×74 มีความลึก 381 มม. ความกว้างหน้าแปลน 95 มม. และน้ำหนัก 74 กก./ม.

ขนาดช่องมาตรฐานยุโรป: โปรไฟล์ UPN และ UPE

มาตรฐานยุโรป (EN 10279 และ EN 10365) กำหนดโปรไฟล์ช่องหลักสองโปรไฟล์: UPN (ช่องหน้าแปลนเรียว) และ UPE (ช่องหน้าแปลนขนาน) ช่อง UPN มีส่วนตัดขวางรูปตัวยูพร้อมหน้าแปลนด้านในเรียวและปลายหน้าแปลนด้านนอกเล็กน้อย กระจายวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อปรับสมดุลน้ำหนักกับประสิทธิภาพของโครงสร้าง ช่วงขนาดสำหรับช่อง UPN ขยายจาก UPN 50 ถึง UPN 400 โดยตัวเลขระบุความลึกที่ระบุในหน่วยมิลลิเมตร ความหนาของรางสำหรับโปรไฟล์ UPN โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 6 ถึง 8.5 มม. ช่อง UPE ใช้พื้นที่หน้าตัดรูปตัว U เหมือนกัน แต่มีหน้าแปลนแบบขนาน ซึ่งช่วยให้การเชื่อมต่อแบบสลักเกลียวและแบบเชื่อมทำได้ง่ายขึ้น และลดเวลาในการติดตั้งที่ไซต์งาน โปรไฟล์ UPE มีตั้งแต่ UPE 80 ถึง UPE 400 โดยมีความหนาของราง 4.5 ถึง 5.2 มม. รูปทรงเรขาคณิตของหน้าแปลนเรียวของช่อง UPN ให้โปรไฟล์ที่เพรียวบางเหมาะสำหรับงานเหล็กที่เปิดโล่งในสถาปัตยกรรม ในขณะที่หน้าแปลนแบนของช่อง UPE ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการติดตั้งที่แม่นยำและการเชื่อมต่อแบบคานต่อช่องทางจำนวนมาก

ขนาดช่องมาตรฐานจีน: ข้อมูลจำเพาะ GB/T 707

ภายใต้มาตรฐานแห่งชาติจีน GB/T 707 เหล็กช่องถูกกำหนดโดยหมายเลขรุ่นที่แสดงถึงความสูงระบุเป็นเซนติเมตร ตัวอย่างเช่น ช่อง '5#' มีความสูงระบุ 50 มม. โดยมีความกว้างของหน้าแปลนและความหนาของรางที่สอดคล้องกันตามที่ระบุไว้ในมาตรฐาน ช่วงขนาดครอบคลุมรุ่นตั้งแต่ 5# ถึง 40# โดยมีขนาดทั่วไปได้แก่: 5# (ความสูง 50 มม., ความกว้างหน้าแปลน 37 มม., ความหนาของราง 4.5 มม.), 6.3# (ความสูง 63 มม., ความกว้างหน้าแปลน 40 มม., ความหนาของราง 4.8 มม.), 8# (ความสูง 80 มม., ความกว้างหน้าแปลน 43 มม., ความหนาของราง 5 มม.) และ 20# (ความสูง 200 มม., ความกว้างหน้าแปลน 73 มม., ความหนาของราง 7 มม.) ภายในการกำหนดความสูงเดียวกัน โดยทั่วไปแล้วจะมีหลายรูปแบบที่แตกต่างกันด้วยตัวอักษร เช่น 'a' และ 'b' ซึ่งแสดงถึงความกว้างของหน้าแปลนและความหนาของรางที่แตกต่างกัน มาตรฐานอุตสาหกรรมของญี่ปุ่น JIS G3192 ระบุช่องซีรีส์ SHF โดย SHF100 มีความสูง 100 มม. ความกว้างของหน้าแปลน 50 มม. และความหนาของราง 5 มม. ช่องสัญญาณของจีนได้รับการจัดลำดับความสำคัญเพื่อความคุ้มค่าในการใช้งานโครงสร้างพื้นฐาน ในขณะที่ช่องสัญญาณ JIS ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการต้านทานแผ่นดินไหว ช่องมาตรฐาน GB มีความยาวตั้งแต่ 6 ถึง 12 เมตร

เกรดวัสดุและมาตรฐานคุณภาพ

เหล็กรางน้ำผลิตจากวัสดุหลากหลายเกรดขึ้นอยู่กับมาตรฐานภูมิภาคและข้อกำหนดการใช้งาน ภายใต้มาตรฐาน ASTM ASTM A36 เป็นเกรดที่ระบุโดยทั่วไปมากที่สุดสำหรับช่องเหล็กโครงสร้างคาร์บอน โดยมีจุดครากขั้นต่ำ 36 ksi (250 MPa) และความต้านทานแรงดึง 58–80 ksi (400–550 MPa) โดยมีปริมาณคาร์บอนสูงสุดประมาณ 0.26% สำหรับความต้องการด้านความแข็งแกร่งที่สูงขึ้น ASTM A572-50 (อัตราผลตอบแทน 50 ksi) เป็นทางเลือกที่ใช้กันทั่วไป เกรดอื่นๆ ที่มีอยู่ ได้แก่ ASTM A529-50, A529-55 และ A992 ภายใต้มาตรฐานยุโรป เกรดทั่วไปได้แก่ S235JR, S275JR และ S355JR มาตรฐานของจีนระบุเกรด เช่น Q235, Q235B และ Q345B มาตรฐานของญี่ปุ่นและมาตรฐานสากลอื่นๆ ได้แก่ ซีรีส์ SS400 และ SM400 เกรด สำหรับการใช้งานสแตนเลส ส่วนช่องมีจำหน่ายในเกรด 201, 304, 316 และ 316L การเลือกเกรดวัสดุขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของผลผลิตที่ต้องการ การสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม ความสามารถในการเชื่อม และการพิจารณาต้นทุนสำหรับแต่ละการใช้งานเฉพาะ