Швеллеры широко используются в строительстве и промышленности. Давайте подробно разберемся с одним из самых популярных типов - швеллером 20П. Узнаем его особенности, технические характеристики и сферы применения. Эти знания помогут вам правильно подобрать и использовать швеллер 20П в своих проектах.
1. Общая информация о швеллере 20П
Швеллер 20П - это стальной горячекатаный профиль П-образного сечения с параллельными внутренними гранями полок. Цифра 20 в маркировке означает высоту профиля, равную 200 мм. Буква П указывает на параллельность полок.
Швеллеры классифицируются по ГОСТ 8240-97 на пять серий: серии У - с наклонными гранями полок, серии П - с параллельными гранями. Кроме того, бывают горячекатаные и холодногнутые швеллеры.
Основные преимущества швеллера 20П:
- Высокая несущая способность при относительно небольшом весе
- Технологичность изготовления и обработки
- Универсальность применения в различных отраслях
- Доступность и низкая стоимость
По сравнению с другими швеллерами, 20П отличается оптимальным соотношением высоты и ширины полок, обеспечивающим высокую жесткость конструкций.
2. Производство швеллера 20П
Существует два основных способа производства швеллера 20П:
- Горячая прокатка. Заготовка прокатывается при высоких температурах, профиль формуется за несколько проходов.
- Холодная гибка. Листовой прокат гнется на специальных станках без нагрева.
Горячекатаные швеллеры обладают более высокой прочностью. Холодногнутые отличаются высокой точностью профиля.
В процессе производства швеллера контролируются:
- Химический состав стали
- Размеры профиля
- Отсутствие поверхностных дефектов
- Механические свойства
Готовая продукция маркируется в соответствии с ГОСТом. Маркировка швеллера 20П включает обозначение профиля, обозначение стали, номер партии.
Упаковка швеллера производится в пачки массой до 3 тонн. Транспортируется автомобильным или железнодорожным транспортом.
3. Материалы для швеллера 20П
Швеллер 20П изготавливается из стали марки Ст3 по ГОСТ 380-2005. Это углеродистая сталь с содержанием углерода до 0,24%. Она обладает следующими характеристиками:
- Предел прочности 370-490 МПа
- Предел текучести не менее 225 МПа
- Относительное удлинение 22-30%
- Твердость по Бринеллю не более 197 НВ
Кроме Ст3 применяются стали 10, 20, 09Г2С, 14Г2.
Материал швеллера влияет на его прочностные и технологические характеристики, свариваемость, коррозионную стойкость.
Швеллер 20П из стали Ст3 обладает оптимальным сочетанием прочности, пластичности, свариваемости и низкой стоимости.
Качество поверхности швеллера 20П по ГОСТу - не ниже 3-го класса. Допускаются незначительные закаты, риски, вмятины.
4. Геометрические параметры швеллера 20П
Стандартные размеры швеллера 20П по ГОСТ 8240-97:
- Высота профиля - 200 мм
- Ширина полки - 76 мм
- Толщина полки - 5,5-8,5 мм
- Толщина стенки - 4-6 мм
- Радиус закругления - 12-18 мм
Допуски на размеры составляют: по длине ±100 мм, по высоте ±2 мм, по ширине полок ±2,5 мм.
Возможно изготовление швеллера 20П по чертежам заказчика с отклонением размеров профиля в пределах ±2,5%.
Таким образом, швеллер 20П имеет точные геометрические параметры, соответствующие ГОСТу. При необходимости размеры могут быть скорректированы.
Общая длина стандартного швеллера 20П составляет 11,7 метров. Масса 1 погонного метра - 18,4 кг.
5. Физико-механические свойства
Физико-механические свойства швеллера 20П определяются маркой стали, из которой он изготовлен.
- Плотность стали Ст3 составляет 7,85 г/см3.
- Предел прочности при растяжении - 370-490 МПа.
- Твердость по Бринеллю - не более 197 НВ.
- Ударная вязкость KCV при температуре 20°C - не менее 29 Дж/см2.
- Сопротивление усталости - 265 МПа, что обеспечивает длительную эксплуатацию швеллера 20П в динамически нагруженных конструкциях.
Швеллер 20П хорошо сваривается, поддается механической обработке резанием и гибкой.
6. Расчет массы и веса
Масса 1 погонного метра швеллера 20П равна 18,4 кг. Зная длину профиля, можно рассчитать его полную массу.
Массу швеллера также можно рассчитать по формуле:
где ρ - плотность стали, S - площадь поперечного сечения.
Для упрощения расчетов существуют онлайн-калькуляторы массы швеллера, позволяющие быстро получить результат в интерактивном режиме.
7. Сферы применения швеллера 20П
Благодаря оптимальному сочетанию характеристик, швеллер 20П широко применяется:
- В металлоконструкциях различного назначения
- В каркасном строительстве зданий и сооружений
- При изготовлении технологических металлоконструкций
- В машиностроении и приборостроении
Конкретные примеры использования:
- Колонны и балки каркасов зданий
- Элементы мостовых ферм
- Стеллажные системы складов
- Конструкции опор ЛЭП
8. Рекомендации по выбору и использованию
При выборе швеллера 20П рекомендуется:
- Учитывать целевое назначение и условия эксплуатации
- Выбирать оптимальные размеры профиля
- Обращать внимание на качество поверхности и отсутствие дефектов
При монтаже и эксплуатации важно соблюдать технические требования и правила безопасности.
Швеллер 20П требует аккуратной погрузки, разгрузки и хранения во избежание деформаций.
Работы должны производиться квалифицированным персоналом с использованием спецоснастки.
9. Допустимые отклонения размеров
Согласно ГОСТ 8240-97, для швеллера 20П установлены следующие предельные отклонения размеров:
- По длине: ±100 мм
- По высоте: ±2 мм
- По ширине полок: ±2,5 мм
- По толщине полок: ±0,3 мм
- По толщине стенок: ±0,25 мм
Эти допуски обеспечивают требуемую точность геометрии профиля и собираемость конструкций из швеллера 20П.
10. Требования к качеству поверхности
По ГОСТу установлены следующие требования к качеству поверхности швеллера 20П:
- Не ниже 3-го класса по ГОСТ 14637-89
- Наличие едва заметных рисок и мелких вмятин допускается
- Равномерное окисление поверхности допускается
- Отсутствие трещин, плен, расслоений
Контроль качества поверхности ведется как визуально, так и с применением контрольно-измерительных приборов.
11. Упаковка и маркировка
Упаковка швеллера 20П производится в пачки массой до 3 тонн. Пачки формируются с применением деревянных прокладок, чтобы исключить соприкосновение профилей.
Маркировка содержит:
- Обозначение профиля
- Обозначение марки стали
- Номер партии
Маркировка наносится непосредственно на профиль краской или трафаретом.
12. Транспортировка и хранение
Транспортировка швеллера 20П может осуществляться:
- Автомобильным транспортом
- Железнодорожным транспортом
- Водным транспортом
При транспортировке следует исключить механические повреждения и деформацию профилей.
Хранение производится в закрытых сухих помещениях, исключающих контакт с влагой.
