Стальной круг диаметром 42 мм

Стальной круг диаметром 42 мм: технические характеристики, стандарты и применение в электротехнической и кабельной промышленности

Стальной круг диаметром 42 мм является одним из ключевых видов металлопроката, широко используемым в качестве конструкционного элемента, арматуры и, что особенно важно для энергетики, в качестве материала для изготовления токопроводящих жил и армирующих элементов силовых кабелей. Данный сортамент представляет собой пруток или проволоку сплошного круглого сечения с номинальным размером 42 миллиметра, изготавливаемый из различных марок стали в соответствии с требованиями нормативной документации.

Нормативная база и стандарты производства

Производство стального круга диаметром 42 мм регламентируется рядом государственных и международных стандартов, определяющих химический состав, механические свойства, допуски по размерам и методы испытаний.

• ГОСТ 2590-2006 «Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент». Основной стандарт, устанавливающий сортамент, предельные отклонения по диаметру (для класса точности обычной – ±0.5 мм, повышенной – ±0.4 мм для данного диаметра), кривизну и другие геометрические параметры.
• ГОСТ 14963-2021 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие технические условия». Определяет требования к оцинкованным стальным проволокам (кругам), используемым для бронепокровов.
• ГОСТ 3282-74 «Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения. Технические условия». Касается проволоки, используемой для армирования и бронирования.
• ГОСТ 7372-2014 «Кабели силовые с бумажной изоляцией. Общие технические условия». Регламентирует свойства стальных лент и проволок для брони.
• EN 10218-1:2012 / EN 10218-2:2012 (европейские стандарты на стальную проволоку и канаты).
• IEC 60888:1987 «Оцинкованная стальная проволока для армирования жил алюминиевых проводников, используемых в воздушных линиях электропередачи».

Марки стали и их свойства

Выбор марки стали для круга 42 мм зависит от конечного применения. Для кабельной продукции чаще всего используется низкоуглеродистая сталь.

Марка стали (ГОСТ)	Класс прочности / Аналог	Предел прочности, σв, МПа (Н/мм²), не менее	Относительное удлинение, δ, %, не менее	Основное применение в электротехнике
Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп (ГОСТ 535-2005)	Углеродистая обыкновенного качества	370-480	26	Неответственные конструкции, каркасы, опоры.
20, 25 (ГОСТ 1050-2013)	Качественная конструкционная углеродистая	410-530	24	Валы, оси, детали механизмов электрооборудования.
30ХГСА (ГОСТ 4543-2016)	Легированная конструкционная	≥1080	10	Высоконагруженные ответственные узлы в энергомашиностроении.
Проволока по ГОСТ 3282 (1, 2 группы)	Низкоуглеродистая для армирования	300-1650 (в зависимости от вида обработки)	–	Армирующий элемент в СИП, бронепокров кабелей.

Технологии производства и виды обработки поверхности

Стальной круг 42 мм может поставляться в различных состояниях, определяющих его эксплуатационные характеристики.

• Горячекатаный (Г/К): Производится методом горячей прокатки. Имеет окалину на поверхности, менее точные геометрические размеры. Используется для общестроительных целей и в качестве заготовки для дальнейшей переработки.
• Калиброванный (КД): Получается путем холодного волочения или калибровки горячекатаного круга. Имеет повышенную точность размеров (до ±0.2 мм), чистую и гладкую поверхность, повышенную твердость и прочность за счет наклепа. Применяется в точном машиностроении.
• Оцинкованный (ОЦ): На поверхность нанесен слой цинка для защиты от коррозии. Является критически важным для кабельной продукции, эксплуатируемой в агрессивных средах (грунт, химические производства, морская атмосфера). Толщина цинкового покрытия нормируется (например, по ГОСТ 9.307-89).
• Термообработанный (Т/О): Подвергнут отжигу, нормализации или закалке с отпуском для достижения требуемого комплекса механических свойств.

Применение в электротехнической и кабельной отрасли

В энергетике стальной круг 42 мм находит применение как в виде готовых изделий, так и в качестве полуфабриката.

1. Бронепокровы силовых кабелей

Оцинкованные стальные проволоки (часто меньших диаметров, получаемые из круга-заготовки 42 мм) используются для создания бронепокрова кабелей типа СБ, СБл, СКл (по ГОСТ 18410-73, ГОСТ 7006-72). Броня из круглых проволок (обозначение «К» в маркировке) обеспечивает высокую стойкость к растягивающим усилиям и механическим повреждениям, что позволяет прокладывать кабели в грунтах с высокой степенью сдвига, на крутых склонах, по дну водоемов.

2. Армирующий элемент самонесущих изолированных проводов (СИП)

В конструкциях СИП (например, СИП-1, СИП-2 по ГОСТ Р 52373-2005 / IEC 61089) нулевая несущая жила изготавливается из стального сердечника, окруженного повивами алюминиевых проволок. Стальной сердечник, часто изготовленный из оцинкованной проволоки по IEC 60888, воспринимает механическую нагрузку от веса провода, ветра и гололеда. Круг 42 мм может служить заготовкой для производства такой проволоки.

3. Несущие конструкции и заземление

Из стального круга 42 мм изготавливают элементы опор ЛЭП (траверсы, раскосы), каркасы для распределительных устройств (РУ), силовых трансформаторов, а также стержни для контуров заземления подстанций и электроустановок. Для заземления часто используется оцинкованный круг.

4. Валы и оси электрооборудования

В электродвигателях, редукторах приводов выключателей, вентиляционных установках используются валы и оси, токарная обработка которых ведется из калиброванного стального круга диаметром 42 мм из марок сталь 45, 40Х.

Ключевые параметры для специалистов по кабельной продукции

При заказе и приемке стального круга 42 мм для целей энергетики необходимо контролировать следующие параметры:

• Фактический диаметр и овальность: Должны укладываться в предельные отклонения по ГОСТ 2590-2006. Это критично для калиброванных изделий, используемых в автоматизированной обработке.
• Качество поверхности: Отсутствие трещин, плён, закатов, ржавчины (для неоцинкованного проката). Для оцинкованного – целостность покрытия, отсутствие наплывов и непокрытых участков.
• Механические свойства: Предел прочности (σ_в), предел текучести (σ_т), относительное удлинение (δ), твердость. Контролируется по сертификатам и выборочными испытаниями.
• Химический состав: Особенно важен для сварных конструкций и деталей, работающих под нагрузкой. Определяет свариваемость и склонность к хрупкому разрушению.
• Масса погонного метра: Теоретическая масса круга 42 мм из стали плотностью 7850 кг/м³ составляет 10.88 кг/м. Отклонение фактической массы может указывать на несоответствие по диаметру или материалу.

Транспортировка, хранение и обработка

Круг стальной диаметром 42 мм поставляется в прутках мерной, кратной мерной или немерной длины (обычно от 2 до 12 метров), либо в мотках (если это проволока или катанка). Хранение должно осуществляться в крытых складах, на деревянных подкладках, штабелями высотой не более 1.5 метра. Оцинкованный прокат требует защиты от конденсата. Обработка включает резку (газоплазменная, абразивная, пиление), гибку, токарную и фрезерную обработку, сварку (с учетом свариваемости марки стали).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается горячекатаный круг от калиброванного диаметром 42 мм?

Горячекатаный круг имеет более широкие допуски на размер (±0.5 мм), поверхность с окалиной, меньшую прочность и твердость. Калиброванный круг обладает высокой точностью размеров (до ±0.2 мм), гладкой поверхностью, повышенной прочностью из-за наклепа и, как правило, более высокой стоимостью. Для конструкционных элементов электрооборудования, где важен посадочный размер, предпочтительнее калиброванный круг.

Какой класс оцинковки необходим для кабельной брони, эксплуатируемой в грунте?

Для бронепокровов кабелей, прокладываемых в земле (особенно в грунтах с повышенной коррозионной активностью – болотистых, засоленных), применяется оцинкованная стальная проволока с толстым (повышенным) классом цинкового покрытия. Согласно ГОСТ 3282-74, это покрытие группы «С» (массой не менее 150 г/м² для проволоки диаметром ~2.0-4.0 мм). Для круга 42 мм как заготовки это означает контроль качества и толщины покрытия на готовой проволоке.

Можно ли использовать стальной круг 42 мм из Ст3 в качестве заземлителя?

Да, можно. Стальной круг (предпочтительно оцинкованный) является распространенным материалом для вертикальных заземлителей. Однако его коррозионная стойкость ниже, чем у специализированных сталей (например, с медным покрытием). Расчет и монтаж контура заземления должны выполняться в строгом соответствии с ПУЭ (Глава 1.7) и ГОСТ Р 50571.5.54-2013, учитывая удельное сопротивление грунта и требуемое сопротивление растеканию тока.

Как рассчитать вес партии стального круга 42 мм?

Теоретический вес одного погонного метра вычисляется по формуле: Вес (кг/м) = (π d² / 4) ρ / 1000, где d – диаметр в мм (42 мм), ρ – плотность стали (7850 кг/м³). Для круга 42 мм: Вес = (3.1416 42² / 4) 7850 / 1 000 000 = 10.88 кг/м. Для партии: Вес партии (кг) = 10.88 кг/м Общая длина (м) Количество стержней. Фактический вес может незначительно отличаться.

Какие существуют альтернативы стальному кругу 42 мм в кабельной технике?

В качестве армирующего и несущего элемента могут использоваться:

• Алюминиевый сплав: Легче, коррозионно-стоек, но имеет более низкий модуль упругости (больше провисает) и меньшую прочность.
• Композитные материалы (стеклопластик, базальтопластик): Используются в современных СИП (СИП-5). Обладают высокой прочностью при малом весе, абсолютной коррозионной стойкостью и являются диэлектриками, но имеют высокую стоимость и специфические условия монтажа.
• Сталь в комбинации с алюминием (биметалл): Оптимально сочетает прочность стали и коррозионную стойкость/электропроводность алюминия.

Выбор материала является технико-экономическим расчетом, учитывающим условия прокладки, срок службы и бюджет проекта.