Как делают швеллеры

Швеллер — самый распространённый строительный профиль: металлическое изделие, в поперечном сечении имеющее букву П. На поперечном срезе стенкой называют «перемычку», а полками — ножки буквы П. Главные характеристики швеллера — размеры и тип полок и стенки: их толщина и габариты могут различаться в зависимости от назначений изделия и условий применения.

Обычно швеллеры изготавливают из сталей марок AISI 304, 12х18н10т, реже кислостойкой AISI 316.

П-образное сечение даёт устойчивость к многократным перегрузкам, поэтому швеллеры с таким профилем применяются в строительстве, промышленности и сельском хозяйстве:

• монтаж инженерных систем,
• прокладка кабельных трасс,
• сооружение каркасов строений, несущих конструкций, перекрытий,
• монтаж металлоконструкций,
• судо-, вагоно- и машиностроение,
• армирование железобетонных изделий и стен, усиление кровли, опор и колонн.

В зависимости от особенностей металлопроката, выбирается тот, который сможет выдержать приходящиеся на него нагрузки и исключить риск деформирования, разрушения возведенной конструкции.

Есть три основных способа изготовить швеллер: горячая прокатка, холодная гибка и лазерная сварка.

1. Горячекатаные швеллеры. Получаются, когда болванку из чёрного металла нагревают до мягкости и прокатывают на сортовом станке. Так быстро производится большая партия прочного строительного материала, который подходит для укрепления несущих конструкций и подпор в строительстве. Такой швеллер соответствует ГОСТ 8240—89.

Прокатка не подходит для специфических сплавов, которые меняют состав и свойства при нагревании.

2. Метод холодной гибки металла. Гнутые швеллеры изготавливают из полосы металла на профилегибочном станке. Бывают равнополочные по ГОСТ 8278—83 и неравнополочные по ГОСТ 8281—80. Они используются в качестве перекрытий и при монтажных работах.

3. Производство методом лазерной сварки. При этом методе металл нагревают только в месте сварки элемента. Это дает возможность изготавливать крупногабаритные швеллеры нестандартных размеров, которые невозможно сделать на прокатном станке.

Самый прочный и жёсткий — швеллер из нержавеющей стали. Он обладает высоким антикоррозийными свойствами и без проблем служит десятки лет без намёка на ржавчину. Для изготовления используют марки стали AISI 304 или ее российский аналог 12Х18Н10, а также кислостойкая молибденовая сталь AISI 316. В качестве опорных элементов в машиностроении и тяжёлом строительстве используют швеллеры из черного металла.

Нержавеющие швеллеры стоят дорого, поэтому для отраслей без экстремальных нагрузок используются оцинкованные, которые по коррозионной устойчивости не сильно уступают стальным, а стоят намного дешевле.

Цинкование используется горячее или методом Сендзимира.

Для монтажа лёгких конструкций используются алюминиевые швеллеры, реже — изготовленные из других цветных металлов

Все они обладают высокой прочностью и устойчивостью к механическим нагрузкам, поэтому выдерживают большой вес и давление. Кроме того, швеллеры легко обрабатывать, создавая различные конструкции, устанавливать соединения и приваривать дополнительные элементы.

При невозможности вместо швеллера в строительных конструкциях используют двутавр или иной аналог профиля.

Высота профиля швеллера в несколько раз больше ширины. Такая форма обеспечивает высокие показатели жёсткости, что позволяет использовать изделия для изготовления ответственных металлоконструкций. Разберёмся, какие швеллеры бывают, и что значат их геометрические параметры и маркировка.

Номер швеллера обозначает его высоту в сантиметрах, а буква при номере — тип профиля:

• «У» — швеллер с уклоном внутренних граней полок;
• «П» — швеллер с параллельными гранями полок;
• «Л» — швеллер лёгкой серии с параллельными гранями полок;
• «Э» — экономичный профиль (имеет параллельное размещение полок);
• «С» — швеллер специальный.

Самые ходовые — швеллеры с номерами от 8 до 20. Их геометрические параметры в категориях П (то есть с параллельными гранями) и сериях У (с уклоном внутренних граней) совпадают, разница только в радиусах закругления и углах наклона полок.

Швеллер 8 применяется для укрепления конструкций внутри бытовых или производственных зданий. При его производстве используют полуспокойные (3ПС) и спокойные (3СП) углеродистые стали, для которых характерна отличная свариваемость.

Швеллер 10 применяется в машиностроении, станкостроении и в других областях промышленности. Также успешно используется при возведении мостов, стен и несущих опор при строительстве корпусов производственных зданий.

Швеллер 12 схож с предыдущими, но имеет более высокие прочностные характеристики и несущую способность, что снижает металлоёмкость конструкций, возводимых с его участием.

Швеллер 14 — наиболее востребованный швеллер, используется в строительных конструкциях для жесткого армирования несущих деталей, придавая металлоконструкции особую прочность и жёсткость. Швеллер 14 бывает обычной точности и повышенной.

Швеллер 20 выступает как несущий элемент при усилении мостов, при армировании перекрытий многоэтажных домов, в кровельных прогонах.

В связи с широтой ассортимента на швеллер разработано много ГОСТов и технических регламентов. Соответствие изделия этим ГОСТам — залог качества продукции.

• ГОСТ 8240-97 — основной на швеллеры. Стандарт устанавливает сортамент стального металлопроката, получаемый деформацией заготовок термическим воздействием. 
• ГОСТ 8278-83 — регламентирует сортамент и предельные отклонения гнутого стального равнополочного швеллера.
• ГОСТ 8281-80 — для гнутых стальных неравнополочных швеллеров. 

Также существуют узкоспециализированные виды швеллеров (для производства вагонеток, для тракторов). Их форма и размеры регулируются соответствующими стандартами.

Для удобства мы собрали в таблицу основные существующие типы швеллеров.

Полезно знать вес погонного метра швеллера или сколько метров в одной тонне швеллеров. Приводим соответствующую таблицу.

Главное предназначение швеллера — выдерживать нагрузки, поэтому из маркировки прежде всего требуется узнать параметры, которые помогут эту нагрузку рассчитать, а именно линейные размеры, состав стали, её прочность, качество прокатки и т.д.

К примеру, перед нами упаковка горячекатанных швеллеров, на которой написано: 30П-В ГОСТ 8240-97/Ст3сп4-1 ГОСТ 535-88.

Это значит, что перед нами швеллер 30П — то есть с параллельными гранями и высотой сечения 30 см. Буква В указывает на обычную точность прокатки, выполненный из стали Ст3, четвертой категории, первой группы.

Тот же швеллер, но из стали 09Г2С повышенной точности прокатки, получит обозначение 30П-Б ГОСТ 8240-97/345 ГОСТ 19281-89, в котором 345 будет означать прочность стали, соответствующую сорту 09Г2С.

А в маркировке А 300х80х6 Б ГОСТ 8278-83/2-Ст3сп ГОСТ 11474-76 — буква А будет обозначать высокую точность профилирования стальной заготовки (штрипсы) из второй категории стали Ст3сп, из которой изготовлен гнутый равнополочный швеллер размерами 300х80х6 (где 300 мм - высота сечения изделия, 80 мм - ширина полок, а 6 мм - толщина полок и стенок).

П-образный швеллер по техническим характеристикам и прочности — универсальный и незаменимый элемент в строительстве и промышленности. Он применяется в разных сферах из-за разнообразия форм и размеров и является надежной основой для создания инженерных конструкций.