Стальной круг диаметром 145 мм

Стальной круг диаметром 145 мм: технические характеристики, стандарты и применение в электротехнической и кабельной промышленности

Стальной круг диаметром 145 мм является крупногабаритным металлопрокатом, который находит специализированное применение в тяжелой промышленности, энергетике и строительстве. В контексте электротехнической и кабельной продукции его основное предназначение связано с производством силовых кабелей среднего и высокого напряжения, где он выполняет функцию экрана и/или нулевой жилы. Данный сортамент регламентируется рядом государственных стандартов, а его выбор и использование требуют учета множества технических параметров.

1. Технические характеристики и нормативная база

Стальной круг диаметром 145 мм относится к категории горячекатаного круглого проката. Его производство осуществляется в соответствии с ГОСТ 2590-2006 «Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент». Этот стандарт устанавливает строгие требования к размерам, предельным отклонениям, кривизне и другим геометрическим параметрам.

Основные параметры для диаметра 145 мм согласно ГОСТ 2590-2006:

• Номинальный диаметр (d_н): 145 мм.
• Предельные отклонения по диаметру для класса точности В (повышенной): ±1,0% (от -1,45 мм до +1,45 мм).
• Предельные отклонения по диаметру для класса точности Б (обычной): +2,0% / -1,0% (от -1,45 мм до +2,9 мм).
• Кривизна (стрелка прогиба) на 1 м длины: Не должна превышать 4 мм для класса Б и 2,5 мм для класса В.
• Теоретическая масса 1 метра погонного: Рассчитывается по формуле M = ρ π d² / 4, где ρ (плотность стали) принимается равной 7850 кг/м³. Для d = 0,145 м: M = 7850 3.1416 0.145² / 4 ≈ 129.7 кг/м.

Для использования в кабельной промышленности важнейшее значение имеет марка стали и ее механические свойства. Чаще всего применяются низкоуглеродистые стали марок Ст0, Ст3кп/пс/сп по ГОСТ 380-2005 или аналогичные по ГОСТ 535-2005 (Сталь углеродистая обыкновенного качества).

Таблица 1. Характеристики стального круга 145 мм из стали марки Ст3сп

Параметр	Значение / Характеристика	Примечание
Марка стали	Ст3сп, Ст3пс	По ГОСТ 535-2005
Предел текучести (σт)	Не менее 245 Н/мм² (25 кгс/мм²)	Минимальное значение
Временное сопротивление (σв)	370 – 480 Н/мм²
Относительное удлинение (δ5)	Не менее 26%	Показатель пластичности
Масса 1 пог. м	~129.7 кг	Расчетная, фактическая может незначительно отличаться
Длина мерная/немерная	Обычно 6-12 м (мерная), кратная мерной, немерная	Оговаривается в заказе

2. Применение в кабельной промышленности

В конструкции силовых кабелей на напряжение 6, 10, 20 кВ и выше стальной круг диаметром 145 мм используется в двух ключевых ролях:

• Нулевая жила (нейтраль) в четырехжильных кабелях. В кабелях с сечением основных фазных жил 240-300 мм² и выше для обеспечения достаточной проводимости нулевой жилы и механической прочности применяется монолитный стальной проводник. Диаметр 145 мм соответствует значительному эквивалентному сечению по меди/алюминию (расчет ведется по эквивалентной проводимости).
• Экран (броня) в кабелях специального назначения. Для кабелей, прокладываемых в условиях высоких механических нагрузок (например, при подводной прокладке, в шахтах, в зонах с высокой сейсмической активностью), внешняя защита в виде стального круглого провода (чаще оцинкованного) является необходимым элементом. Диаметр 145 мм указывает на кабели максимально тяжелого класса, предназначенные для экстремальных условий.

Процесс интеграции стального круга в кабель включает его предварительную очистку (возможно травление), нанесение защитного цинкового покрытия (по ГОСТ 9.307-89 или аналогичному) для предотвращения коррозии, и последующую скрутку вокруг собранной кабельной скрутки с заданным шагом. Требуется строгий контроль натяжения для предотвращения деформации изоляции внутренних жил.

3. Требования к качеству для электротехнических целей

Помимо соответствия ГОСТ 2590-2006 и ГОСТ 535-2005, к стальному кругу для кабельной продукции предъявляются дополнительные требования:

• Поверхность: Должна быть без трещин, плён, закатов, ржавчины и окалины, которые могут препятствовать нанесению защитного покрытия или ухудшать контактные свойства.
• Овальность и точность диаметра: Класс точности В является предпочтительным, так как обеспечивает равномерность экранирующих свойств и стабильность геометрии кабеля.
• Механические свойства: Пластичность (удлинение) критически важна для процесса скрутки без образования трещин. Прочность (предел текучести) определяет устойчивость кабеля к растягивающим нагрузкам.
• Защитное покрытие: При использовании в качестве брони или наружного экрана обязательно горячее или гальваническое цинкование. Толщина покрытия должна соответствовать агрессивности среды эксплуатации (обычно от 40 до 200 мкм).
• Электрическое сопротивление: Для нулевой жилы нормируется погонное сопротивление (Ом/км), которое должно быть согласовано с проводимостью фазных жил.

4. Логистика, хранение и обработка

Работа с прокатом такого размера и массы требует специального оборудования и планирования.

• Погрузка/разгрузка: Осуществляется кранами грузоподъемностью не менее 5-10 тонн с использованием мягких строп или траверс для предотвращения повреждения поверхности и деформации.
• Транспортировка: Перевозится в полувагонах или на платформах в пакетах, с надежной фиксацией от смещения. Необходима защита от атмосферных осадков.
• Хранение: На складах – на ровных, подготовленных площадках с деревянными прокладками между рядами. Складирование в штабеля высотой не более 2 метров. Для длительного хранения требуется консервация или укрытие.
• Резка: На кабельных заводах резка на мерные длины выполняется мощными дисковыми пилами или газовыми резаками. Требуется последующая зачистка торцов от заусенцев.

5. Альтернативы и экономические аспекты

В современных кабельных конструкциях монолитный стальной круг большого диаметра может быть заменен на:

• Пучок стальных проволок меньшего диаметра, скрученных в сердечник. Это повышает гибкость кабеля.
• Стальную ленту (броню) в комбинации с медными проволоками экрана. Более легкий и технологичный вариант для многих условий.
• Стальные профилированные проволоки (Z- или T-образные). Обеспечивают более плотную и герметичную оболочку.

Выбор в пользу монолитного круга 145 мм обосновывается требованиями к максимальной механической прочности на разрыв (для подвесных или протяжных кабелей), а также технологическими процессами конкретного производителя. Стоимость такого проката формируется из цены на сталь, затрат на цинкование и транспортных расходов, которые из-за высокой массы являются значительной статьей.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Каков точный вес погонного метра стального круга диаметром 145 мм?

О1: Теоретическая масса 1 метра погонного составляет приблизительно 129.7 кг, рассчитанная исходя из плотности стали 7850 кг/м³. Фактическая масса партии может незначительно отличаться в пределах допусков на диаметр и овальность, установленных ГОСТ 2590-2006.

В2: Можно ли использовать стальной круг 145 мм в качестве заземляющего электрода?

О2: Да, данный прокат может использоваться для изготовления вертикальных заземлителей на энергетических объектах, требующих низкого сопротивления растеканию тока (подстанции, линии электропередачи). Его большой диаметр обеспечивает значительную площадь контакта с грунтом и механическую прочность. Обязательным условием является нанесение антикоррозионного покрытия (цинкование) или использование коррозионно-стойких марок стали.

В3: Какое защитное покрытие рекомендуется для кабельной брони из этого круга?

О3: Для условий агрессивных сред (морская вода, кислые почвы, промышленные зоны) рекомендуется горячее цинкование с толщиной покрытия не менее 100-200 мкм по ГОСТ 9.307-89. Для умеренных условий может быть достаточно гальванического цинкования толщиной 40-60 мкм. В некоторых случаях дополнительно наносится полимерное покрытие.

В4: Как контролируется качество поверхности при приемке на кабельный завод?

О4: Контроль осуществляется визуально по всей длине прутков выборочно или на 100% (в зависимости от объема партии). Используются также шаблоны для проверки диаметра и овальности. Особое внимание уделяется отсутствию раковин, волосовин, ржавчины и окалины, которые могут привести к браку при волочении (если требуется) или ухудшить адгезию цинкового покрытия.

В5: В чем основное отличие применения круга как нулевой жилы и как брони?

О5: При использовании в качестве нулевой жилы ключевыми являются его электрические характеристики (погонное сопротивление), которые должны быть строго согласованы с фазными проводниками. При использовании в качестве брони первостепенное значение имеют механические свойства (предел прочности на разрыв, стойкость к удару) и коррозионная стойкость защитного покрытия. В обоих случаях важна геометрическая точность.

В6: Каковы основные риски при использовании проката с отклонениями по кривизне?

О6: Превышение допустимой кривизны приводит к проблемам при скрутке на кабельных машинах: неравномерность наложения, изменение шага скрутки, возникновение внутренних механических напряжений в изоляции, возможное повреждение экранирующих лент. Это ухудшает электрические характеристики готового кабеля и снижает его эксплуатационную надежность.