Винтовые сваи из стали Ст20: характеристики и сравнение с другими марками

Сталь Ст20 относится к группе высококачественных конструкционных углеродистых сталей. Марка применяется в промышленном и гражданском строительстве при изготовлении опор для линий электропередач и элементов подвижного состава железных дорог, труб, деталей для машин и винтовых свай.

Химический состав стали

Основа стали Ст20 — железо с содержанием углерода от 0,17% до 0,24%. Также в состав входят примеси марганца и кремния в небольших количествах.

Такая низкая концентрация углерода делает эту сталь легкообрабатываемой и пригодной для сварки. Основной сплавляющий элемент — марганец — улучшает прочностные характеристики материала.

Характеристики и свойства стали Ст20

Основные механические характеристики стали Ст20:

• Предел прочности — 330-440 Мпа;
• Предел текучести — не менее 215 Мпа;
• Относительное удлинение — не менее 21%;
• Твердость по Бринеллю — не более 197 НВ.

Физические свойства:

• Плотность — 7,85 г/см3
• Температура плавления — около 1 500 °С

Сталь Ст20 обладает следующими технологическими свойствами:

• Хорошо сваривается. Ручным и автоматическим способами, а также в среде защитных газов. Швы получаются прочные, без трещин. Это важно при изготовлении сложных сварных конструкций.
• Легко обрабатывается давлением. Как в горячем, так и холодном состоянии. Из нее прокатывают листы, прессуют профили, вытягивают проволоку.
• Хорошо поддается обработке резанием. Точению, сверлению, фрезерованию. Инструмент при этом изнашивается медленно, поверхность деталей получается чистой, что важно при изготовлении сложных деталей.

Кроме того, сталь Ст20 отличается относительно невысокой стоимостью по сравнению с легированными марками стали. Это делает ее экономически выгодной для использования в промышленности.

Как производят винтовые сваи из Ст20

Винтовые сваи из стали Ст20 изготавливают методом холодной прокатки на специализированных станках. Этот способ позволяет получать сваи с высокими прочностными характеристиками и оптимальной геометрией.

Процесс производства включает несколько этапов. Сначала готовят исходную стальную полосу заданной толщины. Важно, чтобы она получилась высокого качества, без дефектов и имела соответствующий химический состав.

Далее полоса поступает в винтовой стан, где происходит формирование винтовой лопасти будущей сваи. Стальную ленту зажимают в специальные клещи и пропускают через калибровочные валки, которые скручивают ленту по спирали, формируя винтовую поверхность.

После этого полученный завиток проходит через систему калибрующих роликов, которые придают ему нужные диаметр и заданную толщину стенки. Завершающий этап — резка сваи на отдельные сегменты требуемой длины и контроль качества готовой продукции.

Ст20, Ст3 или Ст10: какая сталь лучше? 

Сталь Ст20 выделяется рядом преимуществ по сравнению с Ст3 и Ст10 — двумя другими распространенными марками.

Марка Ст20 обеспечивает большую несущую способность свай, чем Ст3, за счет повышенной прочности (на 20-30%). Это уменьшает расход металла при проектировании фундаментов. По сравнению с Ст10, которая считается пластичнее, Ст20 меньше подвержена деформациям при закручивании свай в твердых грунтах и условиях мерзлоты. Ст20 также меньше склонна к образованию трещин при изгибающем воздействии на опору.

Использование избыточно прочных легированных сталей типа Ст5 нецелесообразно с экономической точки зрения.

Таким образом, сталь Ст20 — отличный материал для винтовых свай по соотношению прочностных характеристик, технологичности и стоимости.