Винтовые сваи являются несущими элементами фундаментов различных сооружений — жилых домов, промышленных объектов, ограждений, экотроп, причалов, навесов. Для обеспечения безопасности и надежности построек, сваи должны отвечать нормативным требованиям к качеству изготовления, содержащимся в ГОСТе Р 59106-2020. В производстве винтовых свай применяется сталь определённых марок, соответствующих регламентированному классу прочности.
Технические требования к стали для винтовых свай
Материал для изготовления винтовых свай должен обладать особыми технологическими характеристиками, позволяющими производить различные операции металлообработки.
Ствол опоры представляет собой трубу, изготовленную без шва методом прокатки или с продольным сварным швом из предварительно согнутой полосы листовой стали. Производство наконечников свай с винтовыми элементами может включать литье, ковку и сварку.
Готовые сваи должны иметь заданную прочность, то есть способность сопротивляться эксплуатационным нагрузкам.
Материалом с достаточной твердостью и прочностью является углеродистая сталь — сплав на основе железа. Наряду с высокой прочностью металлу необходимо сохранять упругость и пластичность, чтобы в изделии не образовывались трещины и надломы при изготовлении, монтаже и эксплуатации. Эти качества достигаются балансом содержания в стали углерода, а также кремния, марганца и других добавок, вводимых в ее состав.
Сталь Ст20 обеспечивает нужные стандарты благодаря своему химическому составу, физическим и механическим свойствам и технологическим характеристикам.
Состав стали марки Ст20
Ст20 — низкоуглеродистая сталь, относящаяся к разряду высококачественных конструкционных сталей. Основная составляющая стали Ст20 — железо, включающее ряд добавок:
- Углерод 0,17-0,24%. Это относительно низкая концентрация, позволяющая металлу сохранить свою пластичность и хорошо поддаваться обработке;
- Кремний 0.17-0.35%. Кремний выводит избыток газов при выплавке, снижая пористость и способствуя усилению прочности;
- Марганец 0.35-0.6%. Марганец препятствует окислению и удаляет из состава серу, благодаря чему снижается риск образования трещин при обработке под давлением и при высоких температурах.
- Никель, хром и медь. Содержатся в незначительном количестве 0,2 — 0.3%, вводятся для повышения антикоррозионной стойкости;
- Фосфор, сера. Вредные примеси, которые могут увеличить хрупкость и понизить вязкость. Их содержание в Ст20 сведено к допустимым значениям 0,035 — 0.04%.
Характеристики и преимущества Ст20
Химический состав стали определяет ее свойства и поведение под воздействием различных факторов.
- Физические свойства.
Плотность стали Ст20 — 7,85 г/см3, температура плавления — около 1 500 °С.
Материал обладает высокими показателями упругости, теплоемкости и теплопроводности.
- Механические характеристики:
- Предел прочности — 330-440 мегапаскалей (Мпа), или килограммов силы на квадратный сантиметр.
- Предел текучести, когда металл способен восстановить свойства после нагрузки — не менее 215 Мпа;
- Относительное удлинение при деформации — не менее 21%.
Ст20 демонстрирует высокие твердость, прочность, пластичность, ударную вязкость, устойчивость к динамическим нагрузкам.
- Технологические характеристики:
- Доступность обработке резанием с помощью механических и термических (лазерной, плазменной) технологий;
- Хорошая свариваемость любым способом сварки с образованием прочного шва;
- Легкость обработки давлением в горячем холодном состоянии, применимы методы ковки, прокатки, штамповка;
- Устойчивость к образованию трещин (флокенов) и сохранение высокой плотности при обработке;
- Отсутствие склонности к потере ударной вязкости после сильного нагрева и остывания (отпускной хрупкости).
Сталь Ст20 имеет отработанную технологию производства, гарантирующую высокое качество материала и доступную стоимость. Сплав легко обрабатывается с сохранением свойств металла. Винтовые сваи из стали этой марки отличаются высокими эксплуатационными качествами, стойкостью к нагрузкам и колебаниям температур от -40 до +450 °С. Для защиты от коррозии на изделия наносятся дополнительные защитные покрытия.
