Стальной круг диаметром 95 мм
Стальной круг диаметром 95 мм: технические характеристики, стандарты и применение в электротехнической и кабельной промышленности
Стальной круг диаметром 95 мм является одним из ключевых видов металлопроката, широко используемым в качестве основы для создания силовых элементов, несущих конструкций и, что особенно важно в контексте электротехники, в качестве армирующего элемента для самонесущих изолированных проводов (СИП) и грозозащитных тросов (ОКГТ). Данный сортамент регламентируется строгими государственными стандартами и должен соответствовать высоким требованиям по механическим свойствам, химическому составу и геометрической точности.
Нормативная база и сортамент
Основным документом, определяющим технические условия на стальной круг (катанку) горячекатаный, является ГОСТ 2590-2006 «Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент». Для продукции, используемой в дальнейшем для армирования проводов, дополнительно применяются стандарты, предъявляющие повышенные требования к качеству поверхности и однородности структуры, такие как ТУ 14-15-283-89 или спецификации заказчика. Диаметр 95 мм относится к крупному сортаменту и имеет строго регламентированные предельные отклонения.
| Номинальный диаметр, мм | Предельные отклонения, мм | Кривизна, мм/м, не более |
|---|---|---|
| 95 | ±1.1 (для проката обычной точности) | 4 |
| ±0.6 (для проката повышенной точности – «Б») |
Химический состав и марки стали
Для производства стального круга диаметром 95 мм, предназначенного для ответственных применений в энергетике, используются углеродистые и низколегированные стали. Выбор марки стали напрямую определяет конечные механические свойства изделия, такие как предел прочности, относительное удлинение и стойкость к коррозии.
- Ст3сп/пс5: Углеродистая сталь обыкновенного качества. Применяется для неответственных конструкционных элементов опор, траверс, заземляющих устройств.
- Сталь 20, 25: Качественные конструкционные углеродистые стали. Обладают хорошим сочетанием прочности и пластичности, могут использоваться для изготовления деталей, работающих под нагрузкой.
- Сталь 09Г2С, 10Г2С1: Низколегированные стали. Отличаются повышенной прочностью и, что критически важно, улучшенной стойкостью к атмосферной коррозии за счет легирования марганцем и кремнием. Это основной материал для сердечников СИП и ОКГТ, работающих в условиях постоянного атмосферного воздействия.
- Оцинкованная стальная проволока (по ГОСТ 7372-2014 или ГОСТ 3062-80): Круг диаметром 95 мм может служить заготовкой для последующего волочения и цинкования с целью получения высокопрочной оцинкованной проволоки для армирования СИП-2, СИП-3 и грозотросов. Толщина цинкового покрытия (классы Ц1, Ц2, ЦЖ) регламентируется в зависимости от агрессивности среды эксплуатации.
- Анкерные и фундаментные болты: Крупногабаритные крепежные элементы, работающие на растяжение и срез.
- Детали решетчатых конструкций: Элементы растяжек, раскосы и пояса в металлических опорах башенного типа, особенно в узлах с высокими нагрузками.
- Штыри заземления и элементы контура заземления: Используются для обеспечения электробезопасности на подстанциях и ВЛ.
- Результаты химического анализа (содержание C, Si, Mn, S, P, легирующих элементов).
- Результаты механических испытаний на растяжение (σт, σв, δ).
- Результаты испытаний на изгиб (для некоторых марок).
- Данные о массе, длине партии.
- Для оцинкованной проволоки – данные об адгезии и равномерности цинкового покрытия, массе цинка на единицу площади.
- общая длина в метрах. Фактическая масса может незначительно отличаться в пределах допусков.
Механические свойства
Механические характеристики являются определяющими для расчета несущей способности и надежности конструкции. Для круга 95 мм они нормируются в зависимости от марки стали.
| Марка стали | Предел текучести (σт), Н/мм², не менее | Временное сопротивление (σв), Н/мм² | Относительное удлинение (δ5), % | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Ст3пс | 245 | 370-480 | 26 | По ГОСТ 535-2005 |
| Сталь 20 | 245 | 410 | 25 | По ГОСТ 1050-2013 |
| 09Г2С | 345 | 490 | 21 | По ГОСТ 19281-2014 |
| Проволока оцинк. (СИП) | 1200-1400 | 1340-1500 | ≥4 (на базе 100мм) | По ГОСТ 7372-2014 (для СИП) |
Основные области применения в электротехнике и энергетике
1. Армирующий сердечник для проводов СИП и грозозащитных тросов
Это наиболее технологически насыщенное применение. Стальной круг 95 мм служит исходной заготовкой. В процессе производства он подвергается последовательному многократному волочению через фильеры, что приводит к значительному упрочнению (наклепу) материала и уменьшению диаметра до требуемых размеров (например, 7-9 мм для сердечника СИП-2). Далее проволока цинкуется для защиты от коррозии и скручивается в многопроволочный сердечник. Такой сердечник воспринимает всю механическую нагрузку от веса проводов, ветра и гололеда, обеспечивая нулевое удлинение под рабочей нагрузкой, что критически важно для соблюдения габаритов.
2. Элементы опор воздушных линий электропередачи (ВЛ)
Круг 95 мм используется для изготовления:
3. Токопроводящие элементы (шинопроводы) и детали электротехнического оборудования
В редких случаях, для специфичных задач с высокими требованиями к механической прочности, стальной круг может использоваться в качестве жесткой токопроводящей шины. Однако его низкая по сравнению с медью или алюминием электропроводность компенсируется большим поперечным сечением. Чаще из него изготавливают валы, оси и другие силовые детали для электротехнического оборудования (трансформаторов, генераторов, приводов разъединителей).
Контроль качества и испытания
Поставляемая продукция должна сопровождаться сертификатом качества, в котором указаны:
Визуальному контролю подлежит поверхность: не допускаются плены, раскатанные пузыри, трещины, закаты. Допустимы отдельные мелкие дефекты (рябизна, вмятины) в пределах, оговоренных стандартом.
Логистика, хранение и обработка
Круг диаметром 95 мм поставляется в прутках мерной, кратной мерной или немерной длины, либо в мотках (бухтах) – если это заготовка для дальнейшего волочения. Масса одного погонного метра составляет приблизительно 55.6 кг (расчетная плотность 7850 кг/м³). При складировании необходимо предусмотреть прокладки между рядами для предотвращения слипания и коррозии. Резка осуществляется газовыми резаками, отрезными станками или пилами с твердосплавными насадками. Сварка допустима для сталей, предназначенных для этих целей (например, Ст3), с предварительным подогревом для крупных сечений.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается стальной круг 95 мм от катанки?
В современной терминологии «катанкой» чаще называют продукцию диаметром до 10-12 мм, поставляемую в мотках, полученную на высокоскоростных станах. Круг 95 мм – это крупногабаритный горячекатаный пруток, поставляемый в прутках. Однако исторически термин «катанка» может применяться и к нему, особенно в контексте заготовки для волочения.
Как рассчитать вес партии круга диаметром 95 мм?
Теоретическая масса 1 метра рассчитывается по формуле: M = (π d² / 4) ρ, где d=0.095 м, ρ=7850 кг/м³. M ≈ 55.6 кг/м. Масса партии = 55.6
Какую марку стали выбрать для изготовления деталей заземления?
Для заземлителей, работающих в агрессивной грунтовой среде, рекомендуется использовать сталь с повышенной коррозионной стойкостью – низколегированную 09Г2С или, что еще лучше, оцинкованную сталь. Обычная Ст3 будет интенсивно корродировать, требуя частой замены.
Можно ли использовать круг 95 мм в качестве токоведущей шины?
Технически возможно, но крайне неэффективно из-за высокого удельного сопротивления стали (≈0.13 Ом·мм²/м против 0.028 у алюминия). Это приведет к значительным потерям мощности и нагреву. Применение оправдано только для кратковременных токов (например, при КЗ) или в комбинации с алюминиевой оболочкой (биметалл).
Какие существуют альтернативы стальному кругу 95 мм для армирования СИП?
Альтернативой является использование сердечников из алюминиевого сплава (СИП-1, СИП-4). Они легче и не подвержены коррозии, но имеют более высокий коэффициент линейного расширения и меньшую механическую прочность, что ограничивает их применение на длинных пролетах и при высоких механических нагрузках.
Как правильно хранить стальной круг крупного диаметра на складе?
Хранение должно осуществляться в закрытом, сухом, хорошо вентилируемом помещении. Прутки укладываются в штабеля на ровные, прочные прокладки высотой не менее 100 мм с шагом 1.5-2 метра по длине. Между рядами также обязательны прокладки. Для длительного хранения рекомендуется консервация ингибиторами коррозии или смазками.