Pila di lamiera in acciaio a calore vs pila di lamiera in acciaio a freddo

 

Differenza tra pila di lamiera in acciaio a caldo e pila di lamiera in acciaio a freddo

Le pile di lamiera in acciaio sono elementi strutturali essenziali utilizzati nell'ingegneria civile per trattenere i muri, cassoni, e sistemi di fondazione. Due metodi di produzione primari dominano la produzione di acciaio palancole: a caldo e formazione fredda. Questi processi producono prodotti con caratteristiche distinte, influire sulle loro proprietà meccaniche, dimensioni, e applicazioni. Questo documento fornisce un confronto dettagliato, comprese le tabelle dei parametri, dati dimensionali, Analisi scientifica, e formule pertinenti, Per chiarire le differenze tra pile di lamiera in acciaio a calore (HRSSP) e pile di lamiera in acciaio a freddo (CFSSP).

1. Panoramica dei processi di produzione

1.1 Pile di lamiera in acciaio a calore

Le pile di lamiera in acciaio a calore sono prodotte mediante bollette di acciaio o lastre a temperature superiori a 1.700 ° F (Circa 927 ° C.), sopra la temperatura di ricristallizzazione dell'acciaio. L'acciaio riscaldato viene quindi passato attraverso una serie di rulli per formare il profilo desiderato, in genere a forma di Z., A forma di U, o sezioni di web dritto. Il processo ad alta temperatura migliora la duttilità dell'acciaio, Consentire forme complesse e interblocchi stretti (ad es., Larssen o palla-e-Socket) da formare direttamente durante il rotolamento. Dopo aver modellato, L'acciaio si raffredda gradualmente, normalizzare la sua microstruttura e ridurre le sollecitazioni interne.

1.2 Palancole in acciaio profilate a freddo

Le pile di lamiera in acciaio a forma di freddo iniziano come bobine in acciaio a calore, che vengono raffreddati a temperatura ambiente prima di ulteriore elaborazione. Queste bobine vengono quindi alimentate attraverso un mulino a temperatura ambiente, dove sono piegati o arrotolati in profili come le modalità z, -Omega-forma, o forma a U.. Il processo di formazione fredda non comporta un ulteriore riscaldamento, Affidarsi invece alla deformazione meccanica per raggiungere la forma finale. Ciò si traduce in interblocchi più liberi (ad es., Disegni a gancio) e uno spessore uniforme attraverso la sezione.

2. Tabella di confronto dei parametri

Parametro Pila di lamiera in acciaio a caldo Pila di lamiera in acciaio a freddo
Processo di fabbricazione Rotolamento ad alta temperatura (>1,700° f) Formazione a temperatura ambiente da bobine
Tipo di interblocco Larssen, palla-e-socchetto (stretto) Gancio (sciolto)
Gamma di spessore 6–25 mm 2–10 mm
Forza di snervamento (Mpa) 240–500 (IN 10248) 235–355 (IN 10249)
Modulo di sezione (cm³/m) Fino a 5,000 Fino a 2,500
Partenatura Alto (interblocchi stretti) Basso (interblocchi sciolti)
Lunghezza massima (Ft) Fino a 60 (ordini speciali possibili) Fino a 100
Angolo di rotazione (gradi) 7–10 Fino a 25
Contenuto riciclato ~ 100% ~ 80%

3. Tabella di confronto dimensionale

Le dimensioni delle pile in lamiera in acciaio variano in base al tipo di profilo e al produttore. Di seguito è riportato un confronto rappresentativo delle sezioni tipiche del profilo Z per HRSSP e CFSSP.

Profilo Tipo Larghezza (mm) Altezza (mm) Spessore (mm) Peso (kg/m²) Modulo di sezione (cm³/m)
IL 18-700 A caldo 700 420 8.5 74.6 1,800
Paz 7050 Formato freddo 857 340 5.0 50.2 1,200
IL 26-700 A caldo 700 460 10.5 95.7 2,600
Paz 8070 Formato freddo 857 400 7.0 65.8 1,800

4. Analisi scientifica

4.1 Proprietà meccaniche

Le proprietà meccaniche di HRSSP e CFSSP sono influenzate dai loro processi di produzione. Il rotolamento a caldo alle alte temperature consente la ricristallizzazione, Ridurre le sollecitazioni residue e migliorare la duttilità. La resistenza alla snervamento di HRSSP in genere varia da 240 A 500 Mpa (per 10248), Riflettendo una robusta struttura a grana. Al contrario, Lavoro a freddo dureggia l'acciaio, Aumentare la sua resistenza alla snervamento (235–355 MPA per uno 10249) Ma introducendo stress residui che possono influire sulle prestazioni della fatica.

Il modulo dell'elasticità (E) Per entrambi i tipi è approssimativamente 210 GPA, in quanto è una proprietà materiale dell'acciaio non influenzata dalla lavorazione. Tuttavia, il modulo della sezione (W), che misura la resistenza alla flessione, è generalmente più alto per HRSSP a causa di flange più spesse e profili ottimizzati.

4.2 Performance di interblocco

L'interblocco è una caratteristica fondamentale delle pile di fogli, determinare la tenuta agricola e l'integrità strutturale. Gli interblocchi stretti di HRSSP (ad es., Larssen) fornire una resistenza superiore alle infiltrazioni, rendendoli ideali per applicazioni marine e cofferdam. La forza di interblocco può essere modellata come una capacità di taglio:

F_s = τ × a_interlock

Dove:

  • F_s = capacità di forza di taglio (N)
  • τ = resistenza al taglio dell'acciaio (circa 0.6 × resistenza a snervamento)
  • A_interlock = area trasversale dell'interblocco (mm²)

Per HRSSP, L'interblocco più stretto aumenta a_interlock, Migliorare F_S. Gli interblocchi di ganci più larghi di CFSSP hanno un A_Interlock più piccolo, Ridurre la capacità di taglio e la tenuta stagna.

4.3 Resistenza piegata

La resistenza di flessione di una pila di fogli è governata dalla sua capacità del momento (M), calcolato come:

M = σ_y × w

Dove:

  • M = capacità del momento (knm/m)
  • σ_y = resistenza alla snervamento (Mpa)
  • W = Sezione Modulo (cm³/m)

HRSSP in genere presenta valori W più alti (ad es., 2,600 cm³/m per a 26-700) Rispetto a CFSSP (ad es., 1,800 cm³/m per Paz 8070), con conseguente maggiore M. Tuttavia, Il mandato di lavoro di CFSSP può compensarlo leggermente con σ_y più elevato in alcuni casi.

4.4 Instabilità locale

CFSSP cade spesso in classe 4 sezioni per in 1993-5 A causa di pareti più sottili, rendendoli suscettibili alla deformazione locale. Lo stress critico di deformazione (σ_cr) è dato da:

σ_cr = k × (Π² × e) / [12 × (1 - n²) × (b/t)²]

Dove:

  • k = coefficiente di instabilità (dipende dalle condizioni al contorno)
  • E = modulo di elasticità (210 GPA)
  • ν = rapporto di Poisson (0.3)
  • b/t = rapporto larghezza-spessore

Le sezioni più spesse di HRSSP producono rapporti B/T più bassi, aumentando σ_cr e riducendo il rischio di deformazione.

5. Applicazioni e idoneità

HRSSP è preferito per applicazioni pesanti come i cofferdam profondi, Fondamenti con carico, e pareti di sostegno permanenti a causa della sua robustezza e di scadenza. CFSSP si adatta a applicazioni più leggere, come muri temporanei, Rinforzi di Riverbank, e piccole strutture di sostegno, beneficiando della sua flessibilità ed efficacia in termini di costi

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