Круг Ст35
Круг Ст35: полное техническое описание, стандарты и применение в электротехнике и энергетике
Круг Ст35 представляет собой стальной прокат круглого сечения, изготавливаемый из углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст35 по ГОСТ 380-2005 (или его актуальным редакциям). В контексте кабельной и электротехнической продукции данный материал не является готовым изделием для передачи тока, но выполняет критически важные конструкционные и защитные функции. Его основное применение — производство элементов силовых и оптических кабелей, электротехнических конструкций, арматуры для воздушных линий электропередачи (ЛЭП) и заземляющих устройств.
Химический состав и механические свойства
Марка Ст35 относится к группе качественных углеродистых сталей с содержанием углерода около 0.32-0.40%. Такой состав обеспечивает оптимальный баланс между прочностью, пластичностью и обрабатываемостью (резанием, гибкой, сваркой).
Химический состав (согласно ГОСТ 380, выплавка мартеновская, конвертерная или электропечная):
- Углерод (C): 0.32–0.40%
- Кремний (Si): 0.17–0.37%
- Марганец (Mn): 0.50–0.80%
- Фосфор (P), не более: 0.035% (для категории 3)
- Сера (S), не более: 0.040% (для категории 3)
- Хром (Cr), не более: 0.25% (для категории 3)
- Никель (Ni), не более: 0.25% (для категории 3)
- Медь (Cu), не более: 0.30%
- ГОСТ 2590-2006 «Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент». Определяет диапазон диаметров, предельные отклонения, кривизну. Стандартные диаметры: от 5 до 270 мм. Для кабельной продукции чаще используются диаметры от 6 до 20 мм.
- ГОСТ 7417-75 «Калиброванный прокат. Сортамент». Используется для круга с повышенной точностью размеров и чистотой поверхности.
- ГОСТ 10702-78 «Проволока из низкоуглеродистой стали для армирования железобетонных конструкций». Хотя относится к проволоке, стандартизирует подход к материалам для армирования, включая аналогичные марки стали.
- Проверку сертификатов соответствия и паспортов качества от металлургического комбината.
- Визуальный осмотр на отсутствие трещин, закатов, ржавчины.
- Измерение геометрических параметров (диаметр, овальность) микрометром.
- Испытания на растяжение для определения предела прочности и относительного удлинения.
- Контроль химического состава спектральным анализом (выборочно).
- Для проволоки, идущей на броню, дополнительно контролируется прочность на разрыв, число перегибов, адгезия цинкового покрытия и его толщина.
Механические свойства круга Ст35 зависят от состояния поставки (горячекатаный, калиброванный, термически обработанный) и диаметра. Для горячекатаного проката стандартные значения следующие:
| Диаметр круга, мм | Предел текучести (σт), Н/мм² (МПа), не менее | Временное сопротивление (σв), Н/мм² (МПа) | Относительное удлинение (δ5), %, не менее | Твердость по Бринеллю (HB), не более |
|---|---|---|---|---|
| До 80 | 315 | 530-640 | 20 | 167 |
| 80-100 | 295 | 510-630 | 19 | 167 |
| Свыше 100 | 275 | 490-610 | 18 | 167 |
Основные стандарты и сортамент
Производство и поставка круга из стали Ст35 регламентируется несколькими межгосударственными стандартами (ГОСТ).
Применение в кабельной и электротехнической отрасли
Круг Ст35 является полуфабрикатом для дальнейшей переработки. Его ключевые применения:
1. Армирующий элемент для силовых кабелей среднего и высокого напряжения.
В конструкции кабелей на напряжение 6 кВ и выше, особенно с бумажной и пластмассовой изоляцией (типа СГ, АСБ, АПвПг), применяется броня из стальных оцинкованных проволок круглого сечения. Эти проволоки изготавливаются методом волочения именно из катанки или круга Ст35. Броня выполняет функцию защиты от механических повреждений (растяжения, сдавливания, ударов) и от грызунов. Требования к проволоке регламентируются ГОСТ 23286 или более современными ТУ. Круг Ст35 здесь является исходной заготовкой, обеспечивающей необходимую прочность на разрыв (до 1200 Н/мм² после волочения и термообработки) и коррозионную стойкость после цинкования.
2. Армирование самонесущих изолированных проводов (СИП) и оптических кабелей.
В самонесущих изолированных проводах (например, СИП-1, СИП-2) несущий нулевой проводник представляет собой стальной сердечник, окруженный алюминиевыми проволоками. Этот сердечник изготавливается из стальных проволок, исходным материалом для которых также служит круг Ст35. Он обеспечивает высокую механическую прочность на разрыв, позволяя проводу выдерживать вес собственных жил и гололедные нагрузки. Аналогично, в оптических кабелях (ОКГТ, ОКЛ и др.) силовой элемент (центральный или периферийный) часто выполняется из стальных проволок, полученных из круга Ст35.
3. Изготовление деталей электротехнической арматуры и конструкций.
Из круга Ст35 производят различные крепежные элементы, шпильки, оси, валы, применяемые в электротехнических щитах, разъединителях, элементах подстанций. Сталь хорошо поддается механической обработке (токарной, фрезерной), что делает ее удобной для изготовления неответственных деталей конструкций, не подвергающихся высоким динамическим нагрузкам.
4. Заземляющие устройства.
Круг Ст35, особенно оцинкованный, используется для изготовления вертикальных и горизонтальных заземлителей в контурах заземления подстанций и электроустановок. Его применение регламентируется ПУЭ (Правила устройства электроустановок) и ГОСТ Р 50571.5.54-2013. Для этих целей часто применяется круг диаметром 10-16 мм, длиной до 6 метров, который забивается в грунт. Коррозионная стойкость обеспечивается цинковым покрытием.
5. Арматура для воздушных линий электропередачи (ЛЭП).
Из круга Ст35 изготавливают элементы металлоконструкций опор (траверсы, раскосы), различные хомуты, накладки, болты. Для ответственных элементов (анкерные болты) может применяться круг из стали с более высокими прочностными характеристиками (Ст45, легированные стали).
Технологии переработки круга Ст35 в кабельную продукцию
Основной процесс — волочение. Горячекатаный круг Ст35 поступает на проволочный стан, где последовательно протягивается через ряд фильер с уменьшающимся диаметром. Процесс сопровождается холодной деформацией, которая значительно увеличивает прочность материала (наклеп). Для снятия внутренних напряжений и восстановления пластичности проволока может подвергаться отжигу. Ключевой этап — нанесение цинкового покрытия для защиты от коррозии, осуществляемое методом горячего цинкования или гальваническим способом. Толщина цинкового слоя нормируется и для кабельной брони обычно составляет от 15 до 30 мкм.
Контроль качества и входной контроль
При закупке круга Ст35 для дальнейшего передела в кабельном производстве проводится обязательный входной контроль, включающий:
Сравнение с другими марками сталей, применяемыми в отрасли
| Марка стали | Содержание углерода, % | Временное сопротивление, МПа | Основное применение в электротехнике | Преимущества/Недостатки относительно Ст35 |
|---|---|---|---|---|
| Ст3 | 0.14-0.22 | 370-480 | Неответственные конструкции, заземление, крепеж. | Более пластичная и легче сваривается, но менее прочная. |
| Ст35 | 0.32-0.40 | 530-640 | Бронепроволока, несущие сердечники СИП, ответственный крепеж. | Оптимальный баланс прочности и обрабатываемости. |
| Ст45 | 0.42-0.50 | 590-740 | Ответственные детали, валы, оси, анкерные болты. | Более прочная и износостойкая, но менее пластичная, склонна к образованию трещин при сварке. |
| 70 (Сталь канатная) | 0.67-0.75 | 1300-1800 (после волочения) | Стальные тросы для ЛЭП, дистанционные распорки. | Значительно более высокая прочность, но требует специальной термообработки, хрупкая. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается круг Ст35 от проволоки из стали Ст35?
Круг Ст35 — это, как правило, горячекатаный прокат диаметром от 5 мм, поставляемый в прутках или мотках. Проволока из стали Ст35 — это продукт дальнейшей переработки круга методом холодного волочения, имеющий меньший диаметр (обычно до 6 мм в бухтах), более высокую точность размеров, повышенную прочность за счет наклепа и часто защитное покрытие (цинк). Круг является заготовкой для производства проволоки.
Какое покрытие необходимо для круга Ст35, используемого в заземлении?
Согласно ПУЭ и ГОСТ, заземлители, находящиеся в агрессивных грунтах, должны иметь коррозионностойкое покрытие. Наиболее распространенным и эффективным является горячее цинкование. Минимальная толщина цинкового покрытия для круглой стали, используемой в заземлении, должна быть не менее 40-60 мкм. Допускается использование омедненного круга.
Можно ли использовать круг Ст35 вместо Ст3 для изготовления сварных конструкций?
Да, но с учетом свариваемости. Сталь Ст35 относится к группе с ограниченной свариваемостью. Для получения качественного сварного соединения требуется предварительный подогрев и последующая термообработка (отпуск) для снятия напряжений в зоне шва. Для неответственных, не несущих высоких динамических нагрузок конструкций сварка допустима без подогрева, но с использованием соответствующих марок электродов (например, УОНИ-13/45). Для ответственных конструкций рекомендуется использовать болтовые соединения или применять стали с меньшим содержанием углерода (Ст3).
Как правильно выбрать диаметр круга Ст35 для изготовления несущего сердечника СИП?
Диаметр стального сердечника определяется расчетом на механическую прочность всей конструкции провода с учетом климатического района (толщина стенки гололеда, ветровая нагрузка), шага опор и марки СИП. Выбор осуществляется строго в соответствии с проектными нормами и ТУ на конкретный тип провода. Самостоятельный подбор недопустим, так как ошибка может привести к обрыву линии.
Каковы основные причины брака при волочении круга Ст35 в проволоку для брони?
Основные причины: наличие внутренних дефектов в исходном круге (раковины, неметаллические включения), неоднородность химического состава, приводящая к неравномерной деформации, нарушение режимов отжига (пережог или недожог), некачественное цинкование (раковины, непрокрытые участки). Для минимизации брака необходим тщательный входной контроль металла и соблюдение технологических регламентов на всех этапах.
Как маркируется и хранится круг Ст35 на складе?
Каждая партия или пруток должен иметь бирку или клеймо с указанием марки стали (Ст35), диаметра, номера плавки и наименования производителя. Хранится круг в крытых сухих складах, уложенным в штабели на деревянных подкладках. Для предотвращения коррозии рекомендуется смазка ингибиторами. Длительное хранение на открытом воздухе приводит к образованию слоя атмосферной ржавчины, которую необходимо удалять перед дальнейшей переработкой.
Заключение
Круг Ст35 является фундаментальным конструкционным материалом в электротехнической и кабельной промышленности. Его свойства, регламентированные государственными стандартами, обеспечивают надежность и долговечность ключевых элементов энергетической инфраструктуры: от брони силовых кабелей и несущих сердечников самонесущих проводов до элементов заземления и деталей опор ЛЭП. Понимание его характеристик, областей применения и технологий переработки необходимо для специалистов, занимающихся проектированием, закупкой материалов и производством в сфере энергетики. Правильный выбор, контроль качества и соблюдение технологических норм при работе с кругом Ст35 напрямую влияют на безопасность и бесперебойность работы энергосистем.