Популярный стройматериал, применяемый для выполнения различных процессов, – швеллер из металла. Перед эксплуатацией следует ознакомиться с сортаментом, методами изготовления, преимуществами и особенностями таких изделий.
Металлический швеллер – это?
Такое название получила балка, отличающаяся своеобразной формой сечение («П»). Если осмотреть профиль, можно выделить несколько основных элементов: две боковые полки и центральная часть. Изучив описание, проще разобраться, что собой представляет швеллер:
• Для конструирования балки применяют несколько марок стали (углеродистая, конструкционная низкоуглеродистая, с примесью никеля и хрома). Практически не используют нержавеющую кислотостойкую сталь. Она выделяется наличием молибдена, а также легированного титана.
• Сырье, применяемое для изготовления швеллера, обеспечивает повышенный уровень прочности, стойкости и надежности.
• Ключевые параметры П-образной балки – высота ножек и длина всего изделия. Эти характеристики обязательно включаются в маркировку.
Сферы использования металлического швеллера
О наличии этого вида металлопроката осведомлены строители, конструкторы и ремонтники. Его задействуют в разнообразных ситуациях:
• Строительство оснований, несущих конструкций, арок. Посредством использования П-образных балок объединяются несколько составляющих. Соединение осуществляется с помощью болтов, гаек, заклепок. Нередко применяют сварочные аппараты.
• Монолитное строительство. Заливая фундамент, устанавливая отдельные конструкции, обязательно задействуются эти элементы.
• Конструирование опорных и мостовых сооружений, некоторых видов техники, агрегатов для подъема груза. Металлические швеллеры переносят существенную нагрузку.
• Вагоно-, автомобиле- и судостроение. Балки П-образной формы применяют для формирования каркаса, например, в рефрижераторах или трейлерах.
• Установка определенных коммуникаций и конструирование пандусов.
Классификация по габаритам и форме
Металлопрокат поставляется в обширном ассортименте. Базовый вид – балка П-образной формы. Она обладает следующими особенностями:
• Высота основания составляет от 5 до 40 см., а ширина – от 3,2 до 11,5 см.
• В некоторых моделях расположенные внутри грани немного закруглены, в иных – расположены параллельно. Их размещение и форма достаточно сильно влияет на степень устойчивости, прочность. Из-за этого замену одного швеллера другим следует доверять лишь специалисту. Безответственный подход к подобному мероприятию нередко приводит к деформации или разрушению всей конструкции.
• На каждую балку наносят маркировку. Она включает цифры (высота стенок) и буквы. Каждый тип швеллера имеет соответствующее обозначение.
• На изделия, грани которых сосредоточены параллельно, наносят «П» (стандартная модель), «В» (для сферы вагоностроения), «Л» (облегченный вариант), «Э» (экономичный).
• Швеллеры с гранями, расположенными под наклоном, содержат такие обозначение: «С» (усиленная балка, для вагоно- и автомобилестроения), «У» (стандартная).
• Реже название включает «двойной или двутавровый» швеллер. Отличительная особенность – Н-образная форма. Строители между собой его именуют двутавром.
Классификация по технологии производства
Чтобы сконструировать подобное металлическое изделие, применяют несколько ключевых способов:
• Горячая прокатка. В данном случае обработка сырья осуществляется под определенным давлением. Для этого подготавливают горячую заготовку. Основной инструмент – сортовой станок.
• Гибка (нередко ее называют холодной прокаткой). Задействуется в процессе создания швеллера, отличающегося тонкими гранями. Производители пользуются профилегибочным станочным оборудованием.
• Прессование, лазерная сварка. Чаще всего эти технологии применяют, если следует подготовить балку из некоторых сплавов или цветных материалов.
Способ изготовления влияет на геометрические параметры, эксплуатационные и технические характеристики.
Горячая прокатка
Технология дает возможность получить горячекатаный металлопрокат в широком ассортименте. Используют его чаще всего, осуществляя сборку отдельных конструкций.
Дополнительно стальные швеллеры, изготавливаемые с помощью этой методики, подразделяются на:
• горячекатаные;
• специальные (применяют в сфере судо-, вагоно- и автомобилестроения).
Процесс изготовления начинается с тщательного нагрева болванки, подготовленной из черного металла. После этого она пропускается через соответствующий прокатный стан. Путем пластической деформации болванку преображают, получается требуемая форма. Оборудование не влияет на структуру сырья. Оно остается однородным. Готовое изделие выделяется определенной прочностью, износостойкостью.
Современный сортовой прокатный стан – эффективное устройство, с помощью которого изготавливают различные виды балок. Например, подходит для создания стандартного швеллера с ровными или наклонными гранями полок.
Оборудование подходит для выпуска экономичного, специального или облегченного металлопроката. Иногда устройство дополняется некоторыми элементами для корректировки положения полок.
Гибка
Эта технология задействуется, если необходимо получить несколько видов металлопроката:
• Равнополочные гнутые швеллеры. Ширина полок у таких балок одинаковая. Для конструирования, как правило, используют конструкционную или обыкновенную рулонную углеродистую сталь. Способ изготовления – пластическая холодная деформация.
• Неравнополочные гнутые швеллеры. Допустимо использование горяче- и холоднокатаной стали. Для получения требуемой ширины, длины полок применяется профилегибочный станок.
Обычные и гнутые балки имеют несколько отличий. Например, горячекатаное изделие выделяется более существенной толщиной полок.
Чтобы получить качественное изделие путем гибки, производители применяют некоторые марки углеродистой и низколегированной стали. Сейчас появляются модели из алюминия. У этой технологии есть несколько ключевых достоинств:
• Даже при существенном давлении на металлопрокат не образуется термическое напряжение (избежать этого при работе с горячекатаным профилем невозможно). Именно поэтому и вероятность образования технологических повреждений минимальна.
• Внешние углы аккуратно обработаны, сечение не меняется по всей толщине. Именно поэтому процесс установки занимает меньше времени.
• Уровень качества гнутого металлопроката выше, а прочность – ниже.
• Производители поставляют швеллеры такого типа сразу в трех классах точности («А» (высокий), «Б» (повышенный) и «В» (стандартный)).
Отличительные особенности, разновидности, правила выбора сырья
Стандартный П-образный швеллер – наиболее востребованный и часто используемый вариант. Среди ключевых отличий можно выделить несколько:
• Универсальный профиль дает возможность задействовать швеллер во многих сферах: строительная, инжиниринговая. Применяют его и на производстве.
• П-образная металлическая балка отличается повышенным уровнем прочности, приемлемой ценой и невысокой металлоемкостью.
• Швеллер такой формы обладает небольшим весом, но при этом выдерживает существенную нагрузку. Нормально переносит разнообразные деформации (изгиб (продольный или поперечный), скручивание). Из-за этого ни одно строительство без него не обходится.
• Работать с металлической балкой несложно. При необходимости можно соединять несколько элементов посредством использования сварочного аппарат, болтов, гаек и других крепежей.
• Срок активного использования стальных швеллеров превышает несколько десятилетий. На их состояние не влияют температурные перепады, избыточная влажность, ультрафиолет и мороз.
• Допустимо применение металлических балок и в сфере частного строительства. Их используют в процессе создания дверных проемов, стропил, каркасов и лестничных пролетов.
Для реализации строительных проектов применяют не только П-образные балки, но и множество других видов. В перечень наиболее распространенных стальных изделий входят такие:
• Швеллер-полоса. Представлен в виде ленты из металла. Углы у изделия прямые. Внедряют в те места, на которые приходится горизонтальная нагрузка. Чаще всего применяют при конструировании стоек, различных рам.
• Швеллер-квадрат. Такая форма дает возможность задействовать металлопрокат в местах, где возникает потребность в равномерном усилении, достижении требуемого уровня жесткости.
• Швеллер-лист. Основная сфера использования – создание различных несущих конструкций, отличающихся формой и размерами.
У каждого из представленных видов свои особые свойства и параметры. Перед тем как сделать выбор в пользу требуемой модели, необходимо все рассчитать. К примеру, для минимизации нагрузки на основание применяют листовые изделия. Квадратные и П-образные профили внедряют, если имеет значение прочность.
Сейчас активно используют П-образные швеллеры. Перед тем как внедрить их в ту или иную конструкцию, все тщательно рассчитывается. Чтобы исключить сложности во время установки, составляется проектная документация. В ней фиксируются основные требования, касающиеся формы, габаритов швеллеров. Учитываются и условия эксплуатации.
Для удобства подготовлены справочные материалы, специальные таблицы. Они содержат наиболее важные данные о стальных швеллерах, их особенностях. Здесь несложно отыскать толщину и ширину стенок, размеры основания, радиус закругления и дополнительные статические характеристики.
Срок службы стальной балки во многом зависит от условий хранения. Для минимизации вероятность образования коррозийных пятен, сохранения ключевых свойств и параметров следует выбирать место, защищенное от осадков, химикатов. Не стоит забывать и о вентиляции. Регулярное проветривание положительно повлияет на срок службы.
Длина стальной балки
Производители выпускают металлические швеллеры, длина которых варьируется в диапазоне от 3 до 12 метров. Так как разновидностей сейчас довольно много, разобраться в них сложно, специалисты на практике пользуются такой классификацией по длине:
• Металлопрокат мерной длины. Из этого следует, что вся представленная пачка содержит изделия, отличающиеся одинаковой длиной, например, 3 или 6 метров. Кстати, отклонения здесь минимальны (не более 40-80 мм.). Эксперты советуют обращать внимание на кривизну. Она не должна превышать 0,1-0,2%.
• Швеллеры кратной мерной длины. На производстве подготавливают балки с определенными размерами. При резке металлопроката, длина которого не превышает шесть метров, погрешность не более 3 см. Для более габаритных изделий – до 5 см.
• Немерный металлопрокат. Пачка включает швеллеры разнообразной длины. Они не входят ни в какие допуски. Некоторые производители называют так П-образные балки небольшого размера (до трех метров). Они применяются в сфере автомобиле-, станко- и вагоностроения.
Основные моменты
Стальные швеллеры – популярный и значимый конструкционный строительный элемент. Его активно применяют при возведении разнообразных строений и сооружений. В последнее время металлические балки с различными параметрами используют и на производстве.
Для изготовления швеллеров чаще всего применяют несколько сортов углеродистой и конструкционной стали, которая отличается прочностью, стойкостью и надежностью. Существует несколько основных технологий производства балок. Выбирая подходящий вариант, необходимо принимать это во внимание. Ведь швеллеры, полученные путем гибки, отличаются от балок, изготовленных посредством горячей катки. Детальное изучение характеристик, учет их особенностей избавит от сложностей и позволит выбрать требуемый вид металлопроката.