Стальной круг диаметром 35 мм

Стальной круг диаметром 35 мм: технические характеристики, стандарты и применение в электротехнике и энергетике

Стальной круг диаметром 35 мм является одним из ключевых видов металлопроката, широко применяемым в электротехнической и энергетической отраслях. Его основное назначение — выполнение функций несущих, токопроводящих и заземляющих элементов в конструкциях различной сложности. Данный сортамент характеризуется строго регламентированными геометрическими параметрами, механическими свойствами и химическим составом, определяемыми действующими государственными и международными стандартами.

Нормативная база и сортамент

Производство стального круга диаметром 35 мм в России регламентируется ГОСТ 2590-2006 «Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент». Согласно этому стандарту, устанавливаются следующие предельные отклонения по диаметру для проката обычной и повышенной точности:

Также стандарт определяет теоретическую массу 1 метра погонного. Для круга диаметром 35 мм она составляет 7.55 кг/м (при плотности стали 7850 кг/м³). Допускается поставка мерной, кратной мерной и немерной длины в пределах, установленных стандартом.

Марки стали и их применение в электротехнике

Выбор марки стали для круга 35 мм напрямую зависит от его конечного назначения. В электротехнической практике используются следующие группы сталей:

• Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 535-2005): Ст3сп/пс. Применяются для изготовления неответственных металлоконструкций, корпусов, опор, кронштейнов, где не требуются высокие механические свойства. Используются в качестве заземляющих электродов (при условии защиты от коррозии).
• Конструкционные качественные углеродистые стали (ГОСТ 1050-2013): Сталь 35, 45. Обладают повышенной прочностью. Из них изготавливают валы, оси, детали механизмов приводов выключателей, разъединителей, ответственные крепежные элементы.
• Низколегированные стали (ГОСТ 19281-2014): 09Г2С, 10Г2С1. Обладают повышенной стойкостью к атмосферной коррозии и лучшими механическими свойствами при низких температурах. Ключевое применение — конструкции открытых распределительных устройств (ОРУ), опорные элементы, работающие в условиях агрессивных сред и севера.
• Электротехнические стали (динамные и трансформаторные): Производятся по ГОСТ 21427.1-83. Круг 35 мм из таких сталей используется редко, так как основная продукция — листовой прокат для магнитопроводов. Однако он может применяться для изготовления отдельных массивных элементов магнитных систем.

Основные области применения в энергетике и электротехнике

1. Конструкции открытых распределительных устройств (ОРУ)

Круг 35 мм из низколегированной стали (09Г2С) служит материалом для элементов решетчатых конструкций порталов, опор под оборудование, траверс. Его прочности достаточно для восприятия значительных ветровых и гололедных нагрузок.

2. Детали силового электрооборудования

• Валы и оси: В приводах масляных и вакуумных выключателей, разъединителей.
• Штанги заземляющих ножей.
• Усиленные крепежные элементы для соединения шин, крепления изоляторов.

3. Системы заземления

Стальной круг 35 мм может использоваться в качестве вертикального или горизонтального заземлителя в контурах заземления подстанций и электроустановок. Согласно ПУЭ (Глава 1.7), минимальные размеры стальных заземлителей для электроустановок выше 1000 В должны быть не менее: диаметр круга — 10 мм, сечение — 75 мм², толщина — 4 мм. Круг 35 мм (сечение ~962 мм²) значительно превышает эти требования, что обеспечивает долговечность и низкое сопротивление растеканию тока. Для борьбы с коррозией требуется оцинкование или нанесение медного покрытия (ГОСТ Р 50571.5.54-2013).

4. Опорные и монтажные конструкции

Изготовление кронштейнов для крепления кабельных лотков, коробов, шинопроводов, осветительных мачт. Высокая жесткость круга позволяет создавать консольные конструкции значительной длины.

Механические и физические свойства

Свойства зависят от марки стали и состояния поставки (горячекатаный, калиброванный, термически обработанный).

Примеры механических свойств для различных марок стали (круг 35 мм, горячекатаный)

Марка стали	Предел текучести (σт), Н/мм², не менее	Временное сопротивление (σв), Н/мм²	Относительное удлинение (δ5), %, не менее	Ударная вязкость (KCU), Дж/см²
Ст3сп	245	370-480	26	108
Сталь 45	355	≥600	16	39
09Г2С	345	490-630	21	64 (при -70°C)

Вопросы обработки и монтажа

Стальной круг 35 мм хорошо поддается механической обработке: токарной, фрезерной, сверлению. Для сварки конструкций из углеродистых и низколегированных сталей применяют ручную дуговую сварку (Э50А, Э46А), сварку в защитных газах (CO₂). При монтаже заземляющих устройств соединения предпочтительно выполнять сваркой с нахлестом не менее 100 мм, обеспечивая непрерывность шва по всему периметру. Резьбовые соединения для ответственных узлов выполняются на токарном оборудовании.

Контроль качества и приемка

При приемке партии круга диаметром 35 мм проверяют:

• Геометрические параметры (диаметр, кривизну) с помощью штангенциркуля, микрометра, шаблонов.
• Наличие маркировки (клеймо, бирка) с указанием производителя, марки стали, номера плавки.
• Качество поверхности (отсутствие трещин, закатов, плен).
• Механические свойства по сертификату производителя, выборочно могут проводиться испытания на растяжение, ударную вязкость.
• Для ответственных применений — химический состав спектральным анализом.

Транспортировка и хранение

Прокат поставляется в связках массой до 5-10 тонн, перевозится автомобильным или железнодорожным транспортом. Хранить следует в крытых складских помещениях или под навесом, уложенным на деревянные подкладки для предотвращения контакта с грунтом и минимизации коррозии.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Какая разница между горячекатаным и калиброванным кругом 35 мм?

Горячекатаный круг имеет более широкие допуски по диаметру (±0.5 мм) и окалину на поверхности. Калиброванный круг (холоднодеформированный) имеет точные размеры (±0.1-0.2 мм), гладкую поверхность и повышенную прочность из-за наклепа. В энергетике горячекатаный круг используется для конструкций и заземления, калиброванный — для точных деталей механизмов.

2. Можно ли использовать стальной круг 35 мм в качестве главной заземляющей шины (ГЗШ)?

Да, можно. Согласно ПУЭ, п. 1.7.119, ГЗШ может быть выполнена из стали. Сечение должно быть не менее 75 мм², что значительно меньше сечения круга 35 мм (~962 мм²). Круг должен быть защищен от коррозии (оцинкован) и размещен в доступном для обслуживания месте. Чаще для ГЗШ используют полосу или медную шину, но стальной круг является допустимой альтернативой.

3. Как рассчитать массу заказа партии круга диаметром 35 мм?

Масса (М) рассчитывается по формуле: M = L ρ S, где L — общая длина в метрах, ρ = 7850 кг/м³ — плотность стали, S — площадь поперечного сечения. Для круга 35 мм S = πd²/4 = 3.1416(0.035)²/4 ≈ 0.000962 м². Масса 1 метра составляет 7850 0.000962 ≈ 7.55 кг. Таким образом, M (кг) = L (м)

• 7.55.

4. Какой маркой электрода варить круг из стали 09Г2С?

Для сварки низколегированной стали 09Г2С применяют электроды с покрытием основного типа (Э50А, Э55), обеспечивающие высокую пластичность и ударную вязкость шва. Например, УОНИ-13/55, АНО-ТМ, ОЗС-12. Перед сваркой необходим прогрев до 120-150°C для предотвращения образования закалочных структур.

5. Каков срок службы заземлителя из круга 35 мм в грунте?

Срок службы определяется скоростью коррозии. Для черного стального круга в нейтральном грунте скорость коррозии может достигать 0.1-0.2 мм/год. Таким образом, уменьшение диаметра на 50% (17.5 мм) может произойти за 80-170 лет. Оцинкованное покрытие толщиной 60-100 мкм увеличивает срок службы в 2-4 раза. Меднение (толщина 200-250 мкм) обеспечивает срок службы более 40 лет даже в агрессивных грунтах.

6. Какие есть альтернативы стальному кругу 35 мм для конструкций?

Альтернативами могут быть:

• Квадрат 30х30 мм (момент сопротивления меньше, но удобен в сопряжениях).
• Труба круглая 32х3 мм (меньший вес при сопоставимой жесткости на изгиб, лучшее сопротивление кручению).
• Полоса 40х10 мм (для элементов, работающих преимущественно на растяжение/сжатие).

Выбор зависит от вида нагрузок и требований к массе конструкции.