Горячекатаный швеллер и швеллер гнутый: отличия

Швеллер относится к группе фасонного проката. Он имеет П-образный профиль. Этот вид металлопроката входит в число основных конструктивных материалов для промышленности и строительства. Его используют для изготовления высоконагруженных строительных конструкций и самой разнообразной промышленной продукции: например, рам грузовых автомобилей, вагонов. Промышленность производит швеллер гнутый или горячекатаный, что обеспечивает потребителям широкий выбор наиболее подходящего для своих целей проката.

Швеллер: виды и особенности

Фасонный прокат включает следующие группы продукции: уголок, швеллер, рельсы, двутавровые балки и ряд других специальных профилей. Среди них только первые два вида могут изготавливаться по технологии горячей прокатки и гнутья. Все остальные группы фасонного проката – это горячекатаная продукция. Различия горячекатаного и гнутого швеллера заложены в способах их производства и сортаменте готовых изделий.

В соответствии с действующими нормативными документами швеллеры подразделяются на следующие виды:

горячекатаные равнополочные швеллеры серий У, П, Э, Л и С по ГОСТ 8240-97;
гнутые равнополочные швеллеры по ГОСТ 8278-83;
гнутые неравнополочные швеллеры по ГОСТ 8281-80.

Соответственно, обычный швеллер и швеллер гнутый имеют отличия, но у них намного больше общего, поэтому в большинстве сфер использования они являются полностью взаимозаменяемыми материалами.

Чем швеллер гнутый отличается от горячекатаного?

Присутствие на рынке разных видов однотипного металлопроката у многих потребителей вызывает вопросы; в частности, их интересует, в чём отличие гнутых и горячекатаных швеллеров. Ответ на этот вопрос мы дадим в трёх аспектах, которые касаются внешнего вида, способа производства и сортамента этого металлопроката. Наиболее существенные различия мы свели в следующую таблицу:

Показатель	Горячекатаный швеллер	Гнутый швеллер
Толщина стенки и полок	У г/к швеллеров она разная (полки всегда толще).	У гнутых изделий она одинакова по всему сечению швеллера.
Форма рёбер	Чётко прямоугольная	Округлая
Диапазон типоразмеров, который определяется по высоте стенки	По номеру, каждая единица которого равна 10 мм серии У, П и Э – 5–40 серия Л – 12–30 серия С – 8–30	По высоте стенки в мм для равнополочных швеллеров – 25–410 для неравнополочных швеллеров – 32–300
Диапазон ширины полок	Серии У, П и Э – 32–115 мм серия Л – 30–65 серия С – 45–100 Для каждого типоразмера швеллера за редкими исключениями существует единственный вариант ширины полок	26–160 мм для равнополочных швеллеров 12–90 по меньшей полке и 22–180 по большей полке для неравнополочных изделий. Для каждого типоразмера гнутых швеллеров наличие нескольких вариантов ширины полок является правилом.
Структура металла	Однородная по всему телу швеллера	Нарушенная по линиям гибки, что негативно сказывается на прочности изделия

Швеллер горячекатаный и гнутый: внешние и производственные отличия

По внешнему виду их легко различить по форме рёбер. Максимальное внешнее сходство с гнутыми изделиями имеет горячекатаный прокат с параллельными гранями полок серий Л и С. Однако в отличие от обычного гнутый швеллер имеет более широкий сортамент, что обеспечивает потребителям металлопроката разнообразие выбора. Теперь перейдём к ответу на поставленный вопрос с точки зрения производства обоих видов проката.

Производство гнутого и горячекатаного швеллера

Горячекатаный швеллер изготавливается путём прохождения разогретой заготовки через клети прокатного стана до получения продукции необходимого типоразмера с заданной толщиной стенки и полок. Гнутый швеллер изготавливают на профилегибочных станах из штрипса. Штрипсом называют заготовки из холоднокатаного и горячекатаного листа, который режут на полосы требуемой ширины. Она должна быть достаточной для гнутья изделия с заданной высотой стенки и шириной полок.

Оба вида проката выполняют из одинаковых марок стали, поэтому различия между ними в основном обусловлены способами их производства. Например, технология гнутья позволяет изготавливать швеллер мелкого сортамента – меньше № 5, то есть со стенкой высотой менее 50 мм. Кроме того, сортамент гнутых равнополочных швеллеров намного больше, чем горячекатаных изделий, даже при объединении всех серий в одну. Это обеспечивает потребителям оптимальный выбор швеллеров по их характеристикам.

Столь большая разница в сортаменте гнутых и горячекатаных швеллеров обусловлена тем, что производство проката по традиционным технологиям на порядок сложнее. Для перехода на новый типоразмер г/к изделий необходима серьёзная переналадка прокатного оборудования. Для изготовления другого типоразмера гнутых швеллеров достаточно поменять ширину заготовки и выполнить минимальные настройки профилегибочного стана. Поэтому гнутый металлопрокат дешевле своих горячекатаных аналогов.

Свойства гнутых и горячекатаных швеллеров

Швеллеры предназначены для изготовления несущих конструкций, поэтому главной их характеристикой является прочность на изгиб (стойкость к вертикальным нагрузкам). Сравнивать свойства обоих видов швеллеров «в лоб» не получится, поскольку во всём их сортаменте нет одинаковых изделий по толщине стенок и полок. Для иллюстрации этого факта приведём пример сравнения горячекатаного швеллера № 5Э и равнополочных гнутых изделий высотой 50 мм. Основную информацию о них содержит следующая таблица:

Показатель	№ 5Э	Гнутый швеллер h 50 мм
Толщина стенки в мм	4,2	2–6 (4)
Толщина полок	7	2–6 (4)
Момент сопротивления к вертикальной нагрузке: для стенки для полок	9,17 ед. 3,05 ед.	3,25–10,65 ед. (7,12) 0,9–5,51 ед. (2,89)
Вес 1 м швеллера в кг	4,79	1,61–5,73 (3,62)

На единственный типоразмер горячекатаного изделия № 5Э приходится 11 вариантов гнутых швеллеров с высотой стенки 50 мм. В таблице в скобках указаны характеристики наиболее близкого типоразмера, исходя из толщины стенки. Сравнение этих показателей с характеристиками швеллера № 5Э говорит о том, что горячекатаные изделия ощутимо превосходят ближайшие гнутые аналоги по прочности (на 28,8 % для стенки и 5,5 % для полок). Платой за преимущество в прочности является увеличенный на 32,3 % вес.

Мы не будем вдаваться в нюансы теории сопромата, по которой рассчитывают требуемую прочность несущих конструкций и, соответственно, выбирают подходящие типоразмеры проката. Однако очевидным является тот факт, что гнутые швеллеры обеспечивают большую свободу выбора и экономию на материале. Напомним, что металлопрокат продаётся на вес и более лёгкая продукция обойдётся потребителю дешевле.

Гнутый и горячекатаный швеллер: что выбрать?

Мы уже дали разные версии ответов на вопрос об отличии холоднокатаного швеллера от горячекатаного аналога. Самым существенным различием этих видов проката является то, что изделия с одинаковой высотой стенки имеют разную прочность и, соответственно, несущую способность. Этот показатель является определяющим фактором выбора проката, который и предназначен для изготовления несущих конструкций в строительстве и производстве промышленной продукции.

Швеллер гнутый и горячекатаный в строительстве

В строительстве швеллер гнутый и горячекатаный обычно используется для устройства перекрытий зданий, мостовых пролётов, погрузочно-разгрузочных эстакад и других сооружений, где конструкции должны иметь высокую несущую способность при относительно малом весе. Оба вида проката полностью равноправны в строительной сфере. Главное условие – чтобы их прочностные характеристики соответствовали требованиям проекта строительства или технической документации на производство той или иной промышленной продукции.

Какой швеллер выбрать – гнутый или горячекатаный?

Основным критерием выбора швеллеров является их прочность. Если у подходящих по типоразмеру гнутых и горячекатаных изделий момент сопротивления к вертикальной нагрузке соответствует проектным требованиям, предпочтительнее гнутый прокат. Он легче и дешевле. Однако, когда речь идёт о предельных нагрузках, у горячекатаных швеллеров нет альтернативы.

Например, момент сопротивления для стенок горячекатаных швеллеров максимального типоразмера (№ 40П) составляет 763 ед. У гнутых изделий со стенкой высотой 400 мм он составляет только 458,99 ед.