Штанговый глубинный насос принцип работы

Как работает штанговый глубинный насос?

Объёмный вертикальный насос с проходным плунжером или поршнем называют штанговым насосом.

Штанговые насосы чаще всего используют в нефтяной промышленности для выкачивания нефти из скважин.

Как работает штанговый насос

Устройство

Основными элементами конструкции штангового насоса является: цилиндрический корпус, внутри которого установлен вытеснительплунжер или поршень.

Вытеснитель может линейно перемещаться внутри корпуса за счёт энергии подводимой от привода с помощью штанги.

Напорный обратный клапан установлен в верхней части насоса. Всасывающий обратный клапан установлен в нижней части насоса. Обратные клапаны позволяют жидкости протекать только в одном направлении.

Работа штангового насоса

  • При перемещении плунжера вверх, за счёт увеличения объёма в камере создаётся разряжение, в результате чего жидкость через всасывающий клапан попадает в полость насоса.
  • Запорный элемент напорного клапана в этот момент прижат к седлу, а значит, этот клапан закрыт.

Во время движения плунжера вниз объём рабочей камеры уменьшается. Давление в ней возрастает. Под действием этого давления всасывающий клапан закрывается, а напорный открывается. Жидкость через напорный клапан начинает поступать в полость над плунжером.

При каждом цикле в полость скважины будет поступать новая порция жидкости, которая постепенно будет подниматься вверх по скважине.

Штанговые глубинные насосы: конструкция, принцип работы, разновидности

Штанговое глубинное гидрооборудование используется для того, чтобы обслуживать очень глубокие скважины.

Примером отрасли, в которой достаточно широко распространено применение такого гидрооборудования, является нефтедобывающая промышленность. Именно штанговые глубинные насосы зачастую применяются для откачивания нефти.

Конструкция и принцип работы штанговых глубинных насосов

  1. Особого цилиндрического корпуса, внутри которого находится плунжер.
  2. Специального нагнетательного клапана.
  3. Всасывающего клапана.
  4. Насосных штанг, соединенных между собой специальным устройством.

Принцип работы штанговых глубинных насосов весьма прост. С помощью плунжера, который создает определенное разрежение давления, происходит всасывание жидкости.

С началом движения этого устройства вниз жидкость начинает поступать в систему с помощью подъемных труб. Если идет безостановочная работа глубинного оборудования, жидкость заполняет все подъемные трубы и только затем поступает в систему на поверхности.

Типы штангового глубинного оборудования

Конструктивное исполнение позволяет разделить глубинное насосное оборудование такого типа на несколько разновидностей:

  1. Вставные штанговые насосы. Такие насосы погружаются в шахту источника и извлекаются из нее только в собранном виде. Подобное оборудование обслуживает скважины большой глубины с очень небольшим дебитом откачиваемой жидкости. Осуществление ремонтных работ штанговых насосов данного типа не вызывает затруднений, что также выступает в качестве их преимущества. Вставные штанговые насосы также можно условно разделить на 2 вида в зависимости от места расположения замка: снизу или сверху.
  2. Невставные штанговые насосы. Установка данного насосного оборудования требует выполнения сложных действий. Погружение и извлечение невставного штангового насоса осуществляется в 2 этапа. Такое оборудование также разделяется на несколько типов:
  • насосная установка без специального ловителя;
  • невставной глубинный насос с захватным штоком;
  • невставной глубинный насос с ловителем.

Помимо различий в конструкции штанговые глубинные насосы могут иметь весьма большую разницу в размерах, обусловленную спецификой применения устройства и требований к нему.

Также существует возможность изготовления штанговых глубинных насосов по специальному заказу, что позволяет создать устройство, обеспечивающее возможность работы в особых условиях.

  • Невставное насосное оборудование с ловителем имеет большую популярность из-за того, что отличается простой конструкцией и высоким уровнем надежности при использовании.
  • На выбор насосного штангового оборудования влияют конкретные условия применения, характеристики жидкости.
  • Категория штангового насоса и технические характеристики указаны в виде специальной маркировки на изделии, с помощью которой отражены все основные характеристики и параметры устройства.

Детали конструкции

Уровень эффективности и степень работоспособности в ходе применения глубинного насосного оборудования зависят от различных специальных устройств.

В процессе работы глубинного гидрооборудования штанги испытывают очень сильные нагрузки, что диктует особые требования к их производству.

Они должны быть выполнены из высококачественной стали с последующим нормализационным отжигом. Также выполняется закалка ТВЧ. От того, какой установлен плунжер и цилиндр, от расположения якорного башмака зависит категория насосного штангового оборудования.

Плюсы и минусы штанговых насосов

По сравнению с другими типами разнообразного насосного оборудования штанговые насосы обладают определенными преимуществами и недостатками.

  1. Высокая эффективность.
  2. Легкость технического обслуживания и проведения ремонтных работ.
  3. Можно использовать для работы двигатели разных видов.
  4. Можно использовать для обслуживания пескопроявляющих источников, перекачивания нефти, имеющей газовые составляющие.
  1. Невозможность использования в скважинах различной глубины. Возрастает риск обрыва штанг в зависимости от глубины скважины.
  2. Невысокий уровень подачи, обеспечиваемый данными насосами.
  3. Нельзя использовать для обслуживания различных скважин имеющих большой наклон и высокую степень искривления.
  4. Нельзя использовать для обслуживания источников, которые имеют горизонтальный тип.

Выбор подходящего штангового глубинного гидрооборудования зависит от многих факторов и параметров, которые во многом влияют на эффективность и долговечность его применения.

Штанговые глубинные насосы: конструкция, принцип работы, разновидности

Штанговое глубинное гидрооборудование используется для того, чтобы обслуживать очень глубокие скважины. Примером отрасли, в которой достаточно широко распространено применение такого гидрооборудования, является нефтедобывающая промышленность. Именно штанговые глубинные насосы зачастую применяются для откачивания нефти.

Конструкция и принцип работы штанговых глубинных насосов

Конструктивно штанговое насосное оборудование вне зависимости от конкретного типа устройства, как правило, состоит из ряда общих элементов:

  1. Особого цилиндрического корпуса, внутри которого находится плунжер.
  2. Специального нагнетательного клапана.
  3. Всасывающего клапана.
  4. Насосных штанг, соединенных между собой специальным устройством.

Принцип работы штанговых глубинных насосов весьма прост. С помощью плунжера, который создает определенное разрежение давления, происходит всасывание жидкости. С началом движения этого устройства вниз жидкость начинает поступать в систему с помощью подъемных труб. Если идет безостановочная работа глубинного оборудования, жидкость заполняет все подъемные трубы и только затем поступает в систему на поверхности.

Читайте также:
Через какое время можно класть плитку на бетонную стяжку

Типы штангового глубинного оборудования

Конструктивное исполнение позволяет разделить глубинное насосное оборудование такого типа на несколько разновидностей:

  1. Вставные штанговые насосы. Такие насосы погружаются в шахту источника и извлекаются из нее только в собранном виде. Подобное оборудование обслуживает скважины большой глубины с очень небольшим дебитом откачиваемой жидкости. Осуществление ремонтных работ штанговых насосов данного типа не вызывает затруднений, что также выступает в качестве их преимущества. Вставные штанговые насосы также можно условно разделить на 2 вида в зависимости от места расположения замка: снизу или сверху.
  2. Невставные штанговые насосы. Установка данного насосного оборудования требует выполнения сложных действий. Погружение и извлечение невставного штангового насоса осуществляется в 2 этапа. Такое оборудование также разделяется на несколько типов:
  • насосная установка без специального ловителя;
  • невставной глубинный насос с захватным штоком;
  • невставной глубинный насос с ловителем.

Помимо различий в конструкции штанговые глубинные насосы могут иметь весьма большую разницу в размерах, обусловленную спецификой применения устройства и требований к нему. Также существует возможность изготовления штанговых глубинных насосов по специальному заказу, что позволяет создать устройство, обеспечивающее возможность работы в особых условиях.

Невставное насосное оборудование с ловителем имеет большую популярность из-за того, что отличается простой конструкцией и высоким уровнем надежности при использовании.

На выбор насосного штангового оборудования влияют конкретные условия применения, характеристики жидкости.

Категория штангового насоса и технические характеристики указаны в виде специальной маркировки на изделии, с помощью которой отражены все основные характеристики и параметры устройства.

Детали конструкции

Уровень эффективности и степень работоспособности в ходе применения глубинного насосного оборудования зависят от различных специальных устройств.

В процессе работы глубинного гидрооборудования штанги испытывают очень сильные нагрузки, что диктует особые требования к их производству. Они должны быть выполнены из высококачественной стали с последующим нормализационным отжигом. Также выполняется закалка ТВЧ. От того, какой установлен плунжер и цилиндр, от расположения якорного башмака зависит категория насосного штангового оборудования.

Плюсы и минусы штанговых насосов

По сравнению с другими типами разнообразного насосного оборудования штанговые насосы обладают определенными преимуществами и недостатками.

  1. Высокая эффективность.
  2. Легкость технического обслуживания и проведения ремонтных работ.
  3. Можно использовать для работы двигатели разных видов.
  4. Можно использовать для обслуживания пескопроявляющих источников, перекачивания нефти, имеющей газовые составляющие.
  1. Невозможность использования в скважинах различной глубины. Возрастает риск обрыва штанг в зависимости от глубины скважины.
  2. Невысокий уровень подачи, обеспечиваемый данными насосами.
  3. Нельзя использовать для обслуживания различных скважин имеющих большой наклон и высокую степень искривления.
  4. Нельзя использовать для обслуживания источников, которые имеют горизонтальный тип.

Выбор подходящего штангового глубинного гидрооборудования зависит от многих факторов и параметров, которые во многом влияют на эффективность и долговечность его применения.

Чтобы задать вопрос или сделать заявку,
нажмите на кнопку ниже:

Скважинные штанговые насосы

Выпускаются по ТУ 3665-004-26602587-2013. Конструктивная схема насоса – классическая, предусматривающая цельный толстостенный цилиндр с удлинителями, цельнометаллический жесткий плунжер и шариковые клапаны. Параметры насоса соответствуют требованиям отечественных нормативных документов.

Скважинные штанговые насосы (СШН) поставляются в сборе, а также в виде отдельных узлов и деталей. Основная деталь СШН – цельный толстостенный цилиндр – изготав- ливается из прецизионной трубы в кооперации с металлургическими и трубными заводами. Рабочая поверхность цилиндра подвергает- ся глубокому азотированию (толщина слоя 0,2…0,5 мм, твердость 870–1124 HV) либо гальваническому хромированию (толщина слоя 0,08 мм, микротвердость 700…900 HV).

Основные параметры прецизионных цилиндров

Условный номинальный внутренний диаметр, мм 27, 29, 32, 38, 44, 57, 70, 95
Допуск на внутренний диаметр, мм 0,05
Допуск прямолинейности оси канала цилиндра на базовой длине 1 м, мм, не более 0,08
Максимальная разность размеров внутреннего диаметра, мм 0,03
Шероховатость внутренней поверхности, R , мкм a 0,8

Плунжеры СШН – цельнометаллические, длиной от 1200 до 4500 мм, сопрягаются с цилиндром по одной из пяти групп по- садок. Допуск прямолинейности плунжера 0,05 мм на длине 1200 мм. Предлагается три способа упрочнения наружной по- верхности плунжера: гальваническое хромирование, газопламенное напыление износостойким порошком и азотирование. Клапаны СШН комплектуются парами «седло–шарик» из нержавеющей подшипниковой стали, «стеллита», твердого сплава и для обеспечения герметичности попарно притираются.

Ознакомьтесь с основными защитными приспособлениями для скважинного штангового насоса.

Технические характеристики скважинных штанговых насосов

Характеристика насоса Обозначение Рабочий ход плунжера станд. исполн./спец. исполн. Напор, м Диаметр НКТ, мм Присоединительные резьбы Замковая опора
API QR ТУ НКТ Штанг API QR ТУ
Вставные с верхним замком 20-106 RHAM HB1Б-27 1200…3500/
до 4000
до 2500 60 Ш19 ГОСТ 13877-96 НМ-60 ОМ-60
20-125 RHAM HB1Б-32 до 2200
25-150 RHAM HB1Б-38 до 2000 73 НМ-73 ОМ-73
25-175 RHAM HB1Б-44
30-225 RHAM HB1Б-57 до 1500 89 Ш22 ГОСТ 13877-96 НМ-89 ОМ-89
Вставные с ниж- ним замком 20-106 RHBM HB2Б-27 до 3500 60 Ш19 ГОСТ 13877-96 НМ-60 ОМ-60
20-125 RHBM HB2Б-32
25-150 RHBM HB2Б-38 73 НМ-73 ОМ-73
25-175 RHBM HB2Б-44 до 3000
30-225 RHBM HB2Б-57 до 2500 89 Ш22 ГОСТ 13877-96 НМ-89 ОМ-89
Трубные
с ловителем
20-125 ТНМ НН2Б-32 1200…3500/
до 4000
до 1500 60 60-10 ГОСТ
Р 52203-04
Ш19 ГОСТ 13877-96
20-175 ТНМ НН2Б-44
25-225 ТНМ НН2Б-57 73 73-10 ГОСТ
Р 52203-04
30-275 ТНМ НН2Б-70 до 1200 89 89-10 ГОСТ
Р 52203-04
Ш22 ГОСТ 13877-96
40-375 ТНМ НН2Б-95 до 1000 114 114-8 ГОСТ
Р 52203-04
Ш25 ГОСТ 13877-96
Трубные
со сбивным штифтом
20-125 ТН ННБ-32 до 1500 60 60-10 ГОСТ
Р 52203-04
Ш19 ГОСТ 13877-96
20-175 ТН ННБ-44
25-225 ТН ННБ-57 73 73-10 ГОСТ
Р 52203-04
30-275 ТН ННБ-70 до 1200 89 89-10 ГОСТ
Р 52203-04
Ш22 ГОСТ 13877-96
40-375 ТН ННБ-95 до 1000 114 114-8 ГОСТ
Р 52203-04
Ш25 ГОСТ 13877-96
Читайте также:
Что можно сделать с лестницей на балконе?

Вставные насосы

Трубные насосы

Фиксация вставных насосов в насосно-компрессорных трубах

Двухплунжерный насос НВ 1БД 1

Вставной двухплунжерный насос с двухступенчатым сжатием, с верхним замком предназначен для откачивания из нефтя- ных скважин высоковязкой жидкости (до 0,3 Па.с), содержащей до 1,3 г/л механических примесей.

Принцип действия насоса

При ходе плунжеров вниз в зоне цилиндров, заключенной между плунжерами, создается разрежение, за счет чего открывается нижний клапан клапанного блока, и в эту зону поступает пластовая жидкость. Закрытый верхний клапан воспринимает давление столба жидкости и создает дополнительную вниз направленную нагрузку, способствующую преодолению гидравлических сопротивлений в насосе и усилий трения в колонне штанг. Последнее очень важно, т. к. основным препятствием
для откачивания высоковязкой жидкости является зависание штанг из-за чрезмерных усилий трения.
Величина дополнительной нагрузки: Р = p dp /4(H–h) g, где

dp – диаметр плунжера-разделителя;

H – глубина подвески насоса;
h – глубина погружения насоса под динамический уровень;

g – удельный вес откачиваемой жидкости.

При последующем ходе плунжеров вверх жидкость из межплунжерной зоны вытесняется через открытый верхний клапан клапанного блока в колонну насосно-компрессорных труб.

Двухплунжерный насос НВ 2БД 2

Вставной двухплунжерный насос с двухступенчатым сжатием, с нижним замком предназначен для откачивания из нефтяных скважин жидкости, содержащей до 1,3 г/л механических примесей и до 25% свободного газа на приеме насоса.

Принцип действия насоса

При ходе плунжеров вверх в зоне цилиндра нижнего насоса, расположен- ной над всасывающим клапаном, создается разрежение, за счет чего в нее поступает пластовая жидкость при открытом всасывающем клапане. При последующем ходе плунжеров вниз жидкость из этой зоны, сжимаясь, пе- ретекает в зону, расположенную между плунжерами, при открытом нижнем клапане клапанного блока. Ввиду того, что межплунжерная зона по объ- ему меньше зоны нижнего цилиндра, газожидкостная смесь в ней будет иметь давление больше давления всасывания. При следующем ходе вверх жидкость между плунжерами, повторно сжимаясь, вытесняется в колонну лифтовых труб при открытом верхнем клапане клапанного блока. Повторное сжатие жидкости в насосе позволяет предотвратить блокировку насоса при большом газосодержании.

Насос ННБ с кожухом

Наружный кожух невставного насоса защищает его от механических повреждений при спуске в искривленные скважины, а также обеспечивает разгрузку СШН от воздействия массы защитных и прочих устройств, устанавливаемых на приеме.

Специальные разработки для осложненных условий добычи нефти

Насос невставной с коротким цилиндром и длинным плунжером ННБКУ

В связи с повышением требований нефтедобывающих предприятий к оборудованию для добычи нефти, вызванных осложненными условиями его эксплуатации, «Пермская ком- пания нефтяного машиностроения» (ПКНМ) предложила новую конструкцию скважинно- го штангового насоса (СШН) – скважинный штанговый насос с коротким цилиндром, длинным плунжером, с неизвлекаемым увеличенным всасывающим клапаном и сбивным штифтом. Для различной подачи насоса разработаны модели ННБКУ-44 и ННБКУ-57, вы- полненные в соответствии с техническими условиями ТУ 3665-007-26602587-2013.

В отличие от серийных насосов разработанная и внедренная в производство новая кон- струкция скважинного штангового насоса имеет ряд преимуществ:

  1. Работает в условиях с содержанием механических примесей более 1,3 г/л.
  2. Повышена стойкость к истиранию рабочей поверхности цилиндра за счет триботехни- ческих характеристик упрочненного слоя пары трения «цилиндр–плунжер».
  3. Повышена долговечность СШН за счет постоянного контакта плунжера и цилиндра, т.е. длина плунжера значительно превышает длину цилиндра, при этом механические примеси практически не заносятся в плунжерный зазор.
  4. Устранена проблема заклинивания плунжера в насосе из-за попадания механических частиц в плунжерный зазор.
  5. Увеличена стойкость к коррозии и износу плунжера, т. к. на его поверхности не проис- ходят диффузионные и адгезионные процессы в связи с отсутствием налипания механи- ческих включений, входящих в состав пластовой жидкости.
  6. Повышена ремонтопригодность, т.к. самая дорогая в стандартных насосах и быстроиз- нашивающаяся деталь насоса – цилиндр – может быть заменена на новую с меньшими затратами.
  7. Работает в условиях повышенной вязкости жидкости за счет оснащения увеличенным всасывающим клапаном.
  8. Обеспечивает простоту извлечения насоса из скважины благодаря сбивному штифту.
  9. Обеспечивает возможность значительно повысить межремонтный период и работо- способность насоса путем установки газопесочного якоря ЯГП2-105-2000 ТУ 3665-016- 26602587-2013.

В настоящее время насосы эксплуатируются в Татарии, Башкирии, Казахстане и на Саха- лине. Новое оборудование ПКНМ позволило увеличить наработку в 1,5–2 раза в сравне- нии с базовым. (ПКНМ имеет патент на полезную модель.)п

Трубный насос для добычи нефти с высоким газовым фактором

В конструкции насоса применяется разгрузочный клапан, позволяющий исключить блокирование всасывающего клапана газом, выделяющимся в полости под нагнетательным клапаном. Насос оснащен всасывающим клапаном со сбивным штифтом.

СШН для добычи высоковязкой нефти

изготавливается по Патенту «Лукойл-Коми»

Назначение насоса.

Насос предназначен для добычи высоковязкой нефти.

Состав насоса.

Насос состоит из неподвижного цилиндра (8) с верхним (6) и нижним (12) удлинителями и присоединительной муфты (1). К нижнему удлинителю (12) крепится корпус (15) разрядного клапана, состоящего из шарика (17) и седла (18), зафикси- рованного держателем седла (19) и закрытого крышкой (20). Внутри неподвижного цилиндра (8) к корпусу (15) закреплен патрубок (14), который через переводник (13) связан с неподвижным плунжером (11). В верхней части плунжера (11) установлен всасывающий клапан, состоящий из клетки (9), шарика (3), седла (4) и переводника (10). Кроме того, внутри цилиндра (8) с зазором, соответствующим заданной группе посадки, установлен подвижный цилиндр (7). В верхней части цилиндра (7) находится нагнетательный клапан, состоящий из клетки (2), шарика (3), седла (4) и переводника (5). Цилиндр (7) и плунжер (11) также образуют пару с зазором, соответствующим необходимой группе посадки. К корпусу (15) разрядного клапана посредством муфты (16) крепится переводник (21), который служит для присоединения фильтра или хвостовика (в состав насоса не входят).

Читайте также:
Сталь 12х18н10т: расшифровка маркировки и характеристики, область применения, достоинства и недостатки

Работа насоса

Наземный привод – станок-качалка – посредством штанговой колонны, к которой с помощью автоматического сцепного устройства (в состав насоса не входит) крепится клетка (2), приводит в возвратно-поступательное движение подвижный цилиндр (7) с установленным в нем нагнетательным клапаном. При ходе подвижного цилиндра (7) вверх (цикл всасывания) давление в надплунжерной зоне снижается, и под давлением столба жидкости в затрубном пространстве открывается всасывающий клапан, установленный на плунжере (11). Происходит заполнение надплунжерной зоны скважинной жид- костью. В разрядной камере, образуемой свободным пространством между неподвижными удлинителем (12) и патруб- ком (14), давление снижается от давления на приеме насоса при крайнем нижнем положении подвижного цилиндра (7) (нижняя мертвая точка) до давления разрежения, соответствующего термодинамическим условиям среды, находящейся в разрядной камере насоса при крайнем верхнем положении подвижного цилиндра (7) (верхняя мертвая точка). Давление разрежения определяется длиной хода подвижного цилиндра (7), величиной «мертвого» пространства в разрядной камере и величиной утечек в разрядную камеру. При ходе подвижного цилиндра (7) вниз газожидкостная смесь в надплунжерной зоне сжимается до давления, равного давлению на выходе насоса в колонне НКТ, нагнетательный клапан открывается, и скважинная жидкость из надплунжерной зоны нагнетается в колонну НКТ. При этом всасывающий клапан закрыт. Давление в разрядной камере изменяется от давления разрежения при положении подвижного цилиндра (7) в верхней мертвой точке до давления на приеме насоса при положении подвижного цилиндра (7) в нижней мертвой точке. Утечки жидкости, по- павшей в разрядную камеру во время движения подвижного цилиндра( 7) вверх, выдавливается в затрубное пространство подвижным цилиндром (7) при его ходе вниз через разрядный клапан. Далее цикл повторяется. Давление разрежения, создаваемое в разрядной камере насоса, создает дополнительное, направленное вниз, усилие, воз- действующее на подвижный цилиндр (7), а следовательно, и на колонну насосных штанг, которое снижает вероятность их «зависания» в процессе работы при добыче высоковязких нефтей.

Основные технические данные

Динамическая вязкость откачиваемой жидкости, мПа·с. до 780

Идеальная подача насоса при ходе подвижного цилиндра 3 м

и десяти двойных ходах в минуту, м3 / сут 67,0

Ход подвижного цилиндра, м 1,5…3,5

Присоединительные резьбы к НКТ 73 (резьба гладких труб)

рисоединительная резьба к штангам Ш19 Наружный диаметр, мм 114

Работа штангового насоса

К погружному оборудованию, скважины с ШГНУ относят:

¨ Штанговый глубинный насос.

¨ Различные защитные устройства (газовые или песочные якоря, фильтры).

Принцип работы ШГНУ

Плунжерный насос приводится в действие от станка-качалки. Где вращательное движение, получаемое от электродвигателя при помощи редуктора, кривошипно-шатунного механизма и балансира, преобразуется в возвратно-поступательное движение, передаваемое плунжеру штангового насоса через колонну штанг.

При ходе плунжера вверх под ним снижается давление и жидкость из межтрубного пространства через открытый всасывающий клапан поступает в цилиндр насоса.

При ходе плунжера вниз всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный клапан открывается, и жидкость из цилиндра переходит в подъёмные трубы.

При непрерывной работе насоса уровень жидкости в НКТ повышается, жидкость доходит до устья скважины и через тройник переливается в выкидную линию.

Штанговые насосы по конструкции и способу установки подразделяют на невставные (трубные) и вставные.

Невставные насосы отличаются тем, что основные их узлы в скважину спускают раздельно: цилиндр – на насосно-компрессорных трубах, а плунжер и всасывающий клапан – на насосных штангах. Поднимают невставной насос также раздельно: сначала на штангах поднимают плунжер с всасывающим клапаном, затем на НКТ – цилиндр.

Невставные насосы бывают:

· двухклапанные НГН-1 (насос глубинный невставной первого типа);

Насос НГН-1 имеет три основных узла: первый – цилиндр, который состоит из собственно цилиндра 2, патрубка-удлинителя 4 и седла конуса 6; второй – плунжер, в состав которого входят сам плунжер 3 и шариковый нагнетательный клапан 1; третий – шариковый всасывающий клапан 5 с захватным штоком 7, головка которого находится в полости цилиндра.

После спуска на НКТ цилиндра с седлом конуса 6 в скважину спускают плунжер 3 с всасывающим клапаном 5, который висит на захватном штоке 7. Всасывающий клапан вставляют в седло конуса.

Для нормальной работы насоса длину хода полированного штока выбирают таким образом, чтобы при ходе плунжера вниз он не доходил до всасывающего клапана, а при ходе вверх – не зацеплял головку балансира.

Насос НГН-1 – предназначен для эксплуатации скважин при глубине подвески до 1500м.

Существенный недостаток насоса НГН-1 – слишком большой объём вредного пространства. Этот недостаток устранён в трёхклапанных насосах НГН-2, в нижней части плунжера которого имеется второй нагнетательный клапан 8. Всасывающий клапан в скважину спускают посаженным в седло конуса, а поднимают с помощью укороченного захватного штока 10 с поперечной шпилькой на головке. Перед подъёмом плунжера спускают до упора на всасывающий клапан. Укороченный шток с поперечной шпилькой заходит в фигурный паз 9, находящийся в нижней части плунжера, и при повороте штанг с плунжером вправо на четверть оборота зацепляется с ним. Возвращение всасывающего клапана после осмотра на своё место осуществляют также с помощью укороченного штока. Для этого после посадки всасывающего клапана в седло конуса штанги поворачивают влево и приподнимают таким образом, чтобы при ходе плунжера вниз они не доходили до укороченного штока.

Читайте также:
Что такое и как устроен дифавтомат

Недостатком невставных насосов типа НГН является то, что для устранения неисправностей или смены насоса необходимо поднимать сначала штанги с плунжером и всасывающим клапаном, затем – насосно-компрессорные трубы с цилиндром, на что затрачивается много времени.

Поэтому предложены вставные насосы типа НГВ, которые спускаются в скважину сразу в собранном виде на штангах.

На практике широко применяют насосы типа НГВ-1, предназначенные для эксплуатации скважин при глубине подвески до 2500м.

Цилиндр насоса 5 на нижнем конце имеет всасывающий клапан 8, а на верхнем конце – конус 3, который входит в замковую опору 4 и герметизирует насосно-компрессорные трубы (НКТ) 7. Плунжеры 6 подвершивают на колонне штанг при помощи штока 1 таким образом, чтобы при ходе вниз он не касался всасывающего клапана, а при ходе вверх не доходил до ниппеля 2. Ниппель смонтирован на верхнем конусе и служит для направления штока 1. На нижнем конце НКТ смонтирована направляющая труба.

Плунжеры насоса типа НГВ-1 изготавливают диаметрами 28, 32, 38 и 43мм.

Для эксплуатации скважин глубиной от 2500 до 3500м применяют насосы типа НГВ-2, у которых замковая опора 1 перенесена в нижнюю часть кожуха 2, что позволяет разгрузить его от растягивающих усилий при ходе вниз.

Цилиндр насоса собирается из отдельных втулок длиной 300мм, которые изготавливают из модифицированного серого чугуна или из легированной стали. С целью повышения износостойкости и твёрдости рабочей поверхности втулки подвергают специальной термической обработки. В зависимости от типа насоса и их подачи рабочие цилиндры насосов собирают из 2 – 29 втулок.

Плунжеры штанговых насосов изготавливают из цельнотянутых стальных труб длиной 1200м и толщиной стенок от 5 до 9,5мм.

Для эксплуатации скважин с нефтяными без механических примесей применяют плунжеры с гладкой внешней поверхностью.

При содержании в извлекаемой продукции незначительного количества песка на внешней поверхности плунжера делают кольцевые канавки-ловушки. При этом отдельные песчинки попадают в эти канавки и вероятность повреждения полированных поверхностей плунжера и цилиндра уменьшается.

На скважинах с большим содержанием песка в откачиваемой жидкости применяют специальные плунжеры типа «пескобрей».

На штанговых насосах применяют шариковые клапаны, их седла имеют или бурт, или гладкую поверхность. Последние применяют в качестве нагнетательных клапанов.

Швеллер — 100 фото, основные характеристики, сфера применения и базовые размеры

Неотъемлемым элементом практически любого строительства является швеллер — универсальный стальной профиль, имеющий П-образное сечение. Для производства этой категории металлопроката применяется два способа: гнутье профиля при помощи специализированного оборудования или технология горячей прокатки.


Швеллер гнутый по своим прочностным характеристикам уступает классическим горячекатаным изделиям, но при этом отличается малым весом, экономичностью и другими весомыми преимуществами, делающими его применение целесообразным не только в строительной сфере, но и в различных промышленных отраслях.

Технология производства

Гнутый стальной швеллер, как и стандартный горячекатаный профиль, делится на две группы изделий: равнополочные и неравнополочные. Производство каждого из видов регламентируется нормами отдельных ГОСТов: создание гнутых равнополочных профилей подчиняется требованиям ГОСТ 8278, а неравнополочных — ГОСТ 8281.

Изготовление такой категории швеллеров осуществляется по технологии холодного деформирования, при котором заготовка в виде листовой стали или штрипса проходит обработку на профилегибочном станке. Формирование профиля с требуемыми параметрами и формой осуществляется за счет того, что парные прессующие валы с возрастающим давлением воздействуют на используемую заготовку, преобразуя ее в швеллер. В качестве производственного сырья для создания продукции используются стали различного вида, в частности:

  • Листовая холоднокатаная. Применение такой категории материалов позволяет увеличить прочность швеллера, обеспечить хорошую стойкость к деформациям и способность выдерживать более высокие нагрузки. Это обусловлено тем, что процесс обработки стали происходит при умеренных температурах, в результате чего кристаллическая решетка в структуре материала остается неизменной.
  • Листовая горячекатаная. Стали, полученные способом горячего проката, отличаются большей гибкостью и пластичностью.
  • Углеродистая.
  • Оцинкованная и нержавеющая. Эта группа сталей обладает повышенной коррозионной устойчивостью, что обеспечивает большую долговечность материала.
  • Низколегированные. Характеристики швеллеров, сделанных из низколегированных сталей, зависят от типа добавок в составе материала, что позволяет подобрать изделие с оптимальными для заданных условий эксплуатационными параметрами.
  • Конструкционная.

Изготовление

Секрет низкой стоимости гнутого стального швеллера — в его технологии производства. Для этого берется рулонная сталь — неважно горячекатаная или холоднокатаная, углеродистая или низколегированная — пропускается через профилегибочный станок, и вот мы получаем изделие, которое по целому ряду характеристик, кроме, пожалуй, прочности, превосходит полностью горячекатаный вариант.

Такая процедура проходит строго по ГОСТу. Равнополочные варианты проходят по ГОСТ 8278-83, а неравнополочные — по ГОСТ 8281.

Преимущества

Среди основных достоинств гнутых стальных швеллеров можно выделить следующие:

  • Максимально точная геометрия профилей.
  • Более высокая степень жесткости и меньший вес в сравнении с классическими прямолинейными балками.
  • Обширный диапазон возможных размеров и толщин, обеспечивающий возможность подбора изделия с параметрами, оптимально соответствующими предполагаемым эксплуатационным условиям и степени нагрузки.
  • Возможность использования изделий при обустройстве металлоконструкций без необходимости выполнения сварочных работ с применением болтовых соединений во время монтажа.
  • Простота в использовании, обеспечивающая более высокую скорость и продуктивность выполняемых работ.
  • Гнутый профиль способен легко переносить высокоинтенсивные осевые нагрузки и давление на изгиб.
  • Максимальная совместимость, обусловленная высокой точностью геометрических параметров.
  • Экономичность. Гнутые швеллеры являются хорошей альтернативой монолитным балкам и позволяют снизить металлоемкость конструкций при сохранении высокой надежности сооружения. Это положительно сказывается на стоимости строительства.
  • При необходимости профилю можно придать произвольную форму.
  • Изделия отлично поддаются сварке, что важно при возведении конструкций, в которых такой тип соединения является приоритетным.
Читайте также:
Уютная гостиная с модульной мебелью

Маркировка

Если посмотреть на сортамент швеллеров, то можно увидеть, что он включает в себя металлопрофили с широким диапазоном размеров. В таком разнообразии предлагаемых вариантов очень сложно сделать выбор именно той марки швеллера, которая будет оптимально подходить для решения определенной задачи. Естественно, производители учли этот момент. Для обозначения своей продукции они используют маркировку, по которой можно составить достаточно полное представление о характеристиках и размерах П-образного профиля.

Маркировка, соответствующая ГОСТ 8240-97, включает в себя как цифровые, так и буквенные обозначения. Цифра, стоящая первой в обозначении, является основной характеристикой, она соответствует размеру швеллера, то есть расстоянию между его полками. По букве в маркировке можно определить, к какому типу относится швеллер. Это могут быть изделия, у которых внутренние грани полок выполнены с уклоном или параллельны между собой («У» и «П» соответственно), металлопрофили экономичного («Э») или легкого («Л») типа, специального назначения («С»).

Если необходимо знать все остальные размеры швеллера определенной марки из сортамента, то для этого есть специальная таблица, в которой они и указаны. Выбор изделия определенной марки делают в зависимости от того, каким именно нагрузкам будет подвергаться конструкция, для изготовления которой его планируется использовать.

Технические характеристики

Все основные характеристики изделий прописываются в маркировке. Геометрические параметры изделия отображаются по принципу В×Ш×Т (к примеру, 250х125х6). При этом буквенное обозначение соответствует следующим параметрам:

  • В — отображает высоту профиля. Если рассматривать все типоразмеры представленного проката, то высота изделий, как правило, колеблется в диапазоне от 25 до 310 мм.
  • Ш — это буквенное обозначение присваивается ширине швеллера и отображает размер его полок. Обычные параметры ширины колеблются в диапазоне 26-100 мм.
  • Т — характеризует толщину стали, использованной при производстве швеллера. Как и другие величины, толщина измеряется миллиметрами и может составлять от 2 до 6 мм.

Помимо этого, существуют также и другие общепринятые обозначения, применяемые по отношению к гнутым стальным профилям:

  • h – показатели высоты;
  • b – показатели ширины (в случае с неравнополочными изделиями размеры полок обозначаются как a и b);
  • S – показатели толщины стали;
  • R – показатель радиуса закругления.


В зависимости от типа, изделия могут иметь различную длину:

  • Равнополочные профили согласно предписаниям ГОСТ производятся с длиной от 3 до 11,8 метров.
  • Неравнополочные изделия поставляются с длиной 4-11,8 метров.
  • В ассортименте многих производителей представлены швеллеры с длиной 12 метров, что вписывается в допустимый диапазон отклонений.

По точности прокатки профили подразделяются на три типа и представлены изделиями обычной, повышенной и высокой точности.

В соответствии с формой конструкции, гнутые швеллеры принято делить на четыре категории, каждая из которых обозначается соответствующей буквенной маркировкой:

  • У — значение характерно для профилей с наклонными полками.
  • Л — облегченный тип изделий с параллельно расположенными поверхностями полок.
  • П — маркировка свидетельствует о том, что грани полок расположены параллельно по отношению друг к другу.
  • С — изделия специального назначения.
  • Э — экономичная группа изделий.

В качестве сырья для производства металлопродукции используются определенные марки сталей, перечень которых обозначен в ГОСТе. В соответствии с требованиями стандартов на поверхности швеллера допустимо наличие вкатанных пузырей, небольших забоин и отпечатков, но при этом не должны присутствовать многочисленные вздутия, раковины, загрязнения или трещины. Торцы и кромки изделий должны обладать гладкой поверхностью, без расслоений, зазубрин и прочих дефектов. Вмятины или забоины, представленные в незначительном количестве, допускаются, но при этом их наличие не должно искажать стандартные размеры швеллера.

В большинстве случаев металлопрокат, произведенный по ГОСТу, имеет высокий уровень качества, а его ухудшение возможно только в случае неправильной калибровки прессующих валов.

Какой выбрать швеллер?

К этому вопросу стоит подойти комплексно — в зависимости от ваших задач. Если конструкция из швеллера будет нести ответственные нагрузки, стоит привлечь специалистов, произвести необходимые расчеты.

Если швеллер будет компонентом не ответственных конструкций, можно воспользоваться интернетом — поискать статьи на профильных форумах, реализованные проекты, похожие на ваш. Изучить отзывы тех, кто уже построил похожий проект, и повторить этот опыт, принимая всю полноту ответственности за самостоятельный выбор. Детали для проектов, и, соответственно, размер и сечение швеллера, будут уже рекомендованы.

Металлопрокат выпускается разнообразных конфигураций, и в каждой конкретной ситуации оптимально подойдет свой профиль, будь то швеллер, профильная труба, или любой другой профиль. В компании “Первая Металлобаза” в Санкт-Петербурге вы найдете большое разнообразие черного металла. Если в наличии нет того изделия, которое вам необходимо, мы сможем привезти его под заказ.

Особенности

Среди наиболее характерных отличительных особенностей гнутых швеллеров можно выделить следующие:

  • Одинаковая толщина стенок.
  • Округленность всех наружных углов.
  • Максимальная точность геометрических параметров.
Читайте также:
Угловой диван Монстад от Икеа (20 фото)

Эти особенности на первый взгляд кажутся несущественными, но играют очень важную роль. Наличие четкой геометрии и неизменность толщин обеспечивают идеальную совместимость профиля и значительно облегчают процесс его монтажа с использованием сварки или других типов обработки.

Еще одной важной особенностью является минимальное количество брака при производстве, чему способствует технология изготовления с использованием профилегибочных установок.

Гнутый швеллер – заготовки для производства и основные свойства

Этот вид П-образного профиля изготавливается из листовой горяче- или холоднокатаной стали обыкновенного качества, качественной конструкционной, низколегированной стали. Оборудование – профилегибочные станки. Размеры гнутого швеллера определяются так же, как и горячекатаного, – номерами. Разновидности продукции – равнополочная и неравнополочная.

Отличия гнутого швеллера от горячекатаного:

  • Визуальная характеристика – скругление наружных углов.
  • Преимуществом гнутых изделий является исправление дефектов заготовки при обработке на профилегибочных станках. Это исключает потребность в последующей обработке продукции, например, снятии фасок.
  • Гнутый швеллер – более дешёвый и меньший по весу вариант, по сравнению с горячекатаными изделиями.

Хранение и транспортировка


Для обеспечения правильных условий складирования и хранения швеллеров любого типа используются крытые помещения, уровень влажности в которых не превышает 70%. Благодаря отсутствию различных внешних воздействий и оптимальному уровню влажности обеспечивается хорошая сохранность проката. Профили не подвергаются коррозионному разрушению, поэтому их качество и эксплуатационные параметры остаются неизменными, что имеет особое значение для потребителей.

Хранение изделий швеллерного сечения в большинстве случаев осуществляется в виде связок. Для их комплектации используются профили одинакового размера, которые группируются и перевязываются при помощи стальной проволоки или ленты, при этом нанесение маркировки часе всего осуществляется на каждое изделие и представлено в виде специального штампа, отпечатанного на поверхности швеллера.

Транспортировка изделий преимущественно выполняется в открытом или закрытом кузове специального грузового автотранспорта. В случае перевозки в открытом кузове груз можно укрыть непромокаемым тентом для его ограждения от внешних воздействий в пути. При транспортировке швеллеры могут быть упакованы двумя способами:

  • Поштучно. Этот тип запаковки актуален при перевозке на дальние расстояния, особенно когда продукция переправляется морским сообщением. Кроме того, поштучная упаковка целесообразна для изделий из нержавеющей стали или с наличием защитного покрытия на поверхности. В этом случае каждая единица продукции оборачивается промасленной бумагой или специальными пленочными материалами, что позволяет оградить поверхность профилей от механических воздействий и загрязнений.
  • В связках. Наиболее часто при перевозке швеллеры упаковывают в связки, поскольку это не только ускоряет процесс погрузки, но и способствует минимизации затрат на хранение и транспортировку.

Применение

Гнутые швеллеры востребованы во многих отраслях, но наиболее часто эту категорию металлопроката применяют в строительстве при выполнении следующих задач:

  • Строительство металлоконструкций различного типа и назначения.
  • Реконструкция зданий и выполнение строительно-ремонтных работ, включая проведение капитальных ремонтов. Благодаря малому весу изделия особо востребованы при реконструкции зданий старого фонда, поскольку позволяют снизить нагрузку на фундамент.
  • Обустройство каркасов стен сооружений и их фасадов.
  • Выполнение кровельных работ.
  • Создание обрешеток для последующего крепления определенных разновидностей облицовочных материалов.
  • Обустройство перегородок, колонн, связей.
  • При прокладке различных коммуникаций, создании ложбин для воды и прочих типах работ.
  • Усиление и армирование различных конструкций.

Стоит отметить, что гнутые профили, ввиду меньшей прочности в сравнении с обычными горячекатаными швеллерами, редко применяются при обустройстве несущих конструкций, где предполагается высокий уровень нагрузки.

Помимо использования в различных строительных процессах, гнутые швеллеры востребованы и для других целей:

  • Монтаж каркасов теплиц и прочих групп объектов.
  • Создание разнообразных рамных конструкций для оформления рекламных щитов, изготовление навесов, прицепов, кузовных элементов и прочего.
  • Изготовление стеллажей и складского оборудования.
  • Производство нестандартного оборудования.
  • Различные отрасли производства: вагоностроение, станкостроение, автомобиле- и судостроение.

Благодаря сбалансированной симметрии для выполнения различных задач чаще всего используются равнополочные изделия, которые просты в монтаже и отличаются более высокой прочностью.

Алюминиевый швеллер

Классическая П-образная конструкция, изготовленная из стали имеет не только большую устойчивость к изгибам, но и неплохо противостоит деформации кручения, поэтому область применения подобных изделий очень широка. Использование алюминия еще больше увеличило ту сферу, где сегодня применяют эти металлоконструкции.

Швеллер 16, размеры которого идеально подходят для тех сооружений, которые испытывают небольшие нагрузки, применяют не реже, чем его стальную разновидность. Алюминиевые конструкции хорошо подходят для случаев, когда требуется удерживать элементы, контактирующие с окружающей средой. Сам алюминий выгодно отличается от стали тем, что он не взаимодействует с воздухом или водой, поэтому и надежность будущего сооружения не оказывается в зависимости от таких случайных факторов, как непогода или неправильный уход за окрашенными элементами.

В заключение отметим, что одним из главных преимуществ большинства типов швеллеров является возможность сооружать металлоконструкции без использования сварки. Это позволяет создавать разборные сооружения, которые могут быть перенесены на другое место полностью или частично. Например, данная технология применяется при создании разнообразных сезонных сооружений, временных построек или складов. Швеллер, размеры которого пропорциональны его весу, — это современный стройматериал, который не спешит сдавать свои позиции пластику или бетону.В общем случае алюминиевый швеллер намного выгоднее, чем профильная труба того же размера, поскольку он позволяет еще больше снизить вес будущей конструкции.

Купить с металлобазы

На выгодных условиях купить гнутые швеллеры, которые отличаются высоким уровнем качества и отвечают требованиям ГОСТ, предлагает . У нас представлен широкий ассортимент изделий с различными типоразмерами и эксплуатационными характеристиками, благодаря чему каждый потребитель может выбрать металлопрокат с оптимальными параметрами.

Читайте также:
Стоит ли устанавливать натяжные потолки на кухне?

Помимо гнутых и горячекатаных швеллеров, наша металлобаза также реализует другие категории стального металлопроката, предлагая покупателям следующие типы товаров:

  • Арматуру.
  • Проволоку.
  • Сетку.
  • Профнастил.
  • Сортовой, фасонный, трубный и листовой прокат.

Уточнить стоимость металлопроката можно по контактному телефону нашей металлобазы или при оформлении заказа на официальном сайте. Отгрузка и доставка партий стального проката с личного склада нашей компании выполняется по территории Санкт-Петербурга и всей Ленинградской области, а также обеспечивается поставка заказов в любые населенные пункты России.

Что такое швеллер: сортамент, характеристики, сферы применения

Сортамент швеллеров: соотношение характеристик

Возведение несущих конструкций предполагает использование надежных материалов. Именно к этому перечню принадлежат стальные швеллеры, имеющие П-образную форму. В изготовлении профилей применяют различные технологии и используют разные виды стали. Классифицируют материал по нескольким характеристикам, а их соотношение определяет такое понятие, как сортамент швеллеров.
Что такое швеллер, сферы применения, характеристики сортамента и соответствие швеллеров ГОСТу посвящена данная статья.

Швеллеры наиболее широко применяются в строительстве, производстве и автомобилестроении.

Что такое швеллер: особенности и преимущества изделия

Швеллер – это металлопрокатный профиль с П-образным поперечным сечением. Производят его из нескольких видов стали, включая нержавейку. Именно поэтому характеристики сортамента швеллеров включают не только массу, размер, но и материал, а также технологию производства. Их изготавливают холоднокатаным или горячекатаным способом.

Гарантией качества швеллера служит его соответствие подходящему ГОСТу.

П-образные профили имеют конструктивные особенности. Большинство видов швеллеров с параллельными гранями полок, но существуют и такие, где грани не имеют параллельного расположения по отношению друг к другу, а выполнены с определенным наклоном. Главная особенность сортамента П-образных профилей заключается в высокой жесткости при небольшом весе, что обуславливает широкое применение материала в строительстве конструкций с высокой нагрузкой.

Благодаря главному качеству швеллеры имеют ряд преимуществ, среди которых:

  • высокая степень прочности;
  • отличная устойчивость к нагрузкам, действующим на изгиб;
  • возможность противостоять нагрузкам разного направления, таких как сжатие или разрыв;
  • противостояние ударным нагрузкам, которые могут привести к повреждениям готового сооружения механического характера.

У качественных швеллеров из высокопрочной стали, произведенных согласно требованиям ГОСТа, фактически отсутствуют слабые стороны, способные спровоцировать разрушения разного вида и характера.

Швеллер выполненный согласно всем стандартам отличается высокой прочностью и надежностью.

Сферы применения металлических швеллеров

Все перечисленные преимущества предполагают их широкое использование в разных сферах производства и строительства, в том числе и в автомобилестроении. Это необходимый компонент в изготовлении грузовых автомобилей. Именно швеллеры играют усиливающую роль у несущих конструкций.

В масштабном строительстве эти изделия незаменимы в качестве поперечных опор и перекрытий между этажами. Также профиль с п-образным сечением используется как главный материал в строительстве каркасных сооружений, монтаже пандусов. Именно стальные швеллерообразные балки выдерживают высокую поперечную или осевую нагрузку и способны в несколько раз, если сравнивать с материалом из дерева, усилить прочность перекрытия. Это особенно актуально в строительстве перекрытий с большими пролетами.

Кроме машиностроения и создания каркасов, швеллеры как дополнительный материал используют и в других видах транспортного производства, например, в крано- и вагоностроении, где они служат в качестве рам и каркасов. Могут быть также использованы в процессе армирования конструкций из железобетона.

Виды швеллеров: конструктивные и технологические критерии классификации

Швеллер изготавливают из обыкновенной горячекатаной и холоднокатаной стали с высоким содержанием углерода или из высококачественной углеродистой, нержавеющей или низколегированной стали.

В основе главной классификации лежит способ производства швеллеров. Исходя из этого принципа, продукцию разделяют на следующие виды:

  • сделанную из горячекатаной стали;
  • стальную специальную;
  • стальную равнополочную, изготовленную гнутым способом;
  • стальную гнутую с неравными полочками.

Для каждого вида швеллера разработаны свои стандарты производства материала.

Подразделяют швеллеры и в зависимости от сферы применения. При этом различают:

  • обычный профиль, который имеет широкую сферу использования, соответствует требованиям ГОСТ 8240-89;
  • специальный швеллер, который применяют в машиностроительной промышленности, сортамент определяют по ГОСТ 19425-74;
  • специальный профиль, употребляемый в вагоностроении, соответствует ГОСТ 5267.1-90.

Стальной горячекатаный профиль, отвечающий ГОСТ 535-88, подразделяется на подвиды:

  1. Швеллеры с полками, имеющими уклонения граней. Их различают в зависимости от размеров, которые варьируют от 5 до 40 мм.
  2. Швеллер, в котором грани полок отличаются параллельным строением, или П-образный швеллер, имеющий такие обозначения: 5П или 16а П и т. д. – до 40П. Маркировка выглядит следующим образом – швеллер 18П.

Размер швеллера — немаловажный критерий определяющий назначение и область применения продукта.

Если брать во внимание размер, то швеллеры бывают мерной и немерной длины. Мерный прокат соответствует показателям 11,7 м или 12 м. Немерная продукция производится размером от 3 м и выше. Но максимальная длина любого швеллера – 12 м. Именно поэтому длина материала часто не указывается в таблице сортамента швеллеров.

Классификация гнутых швеллеров: сортамент согласно ГОСТу

В свою очередь, гнутый швеллер из стали классифицируют по таким признакам:

  • равнополочный;
  • неравнополочный.

Равнополочные гнутые профили соответствуют ГОСТ 8278-93, их изготавливают на трубных станах. Сырьем в их производстве служит рулонная сталь обычного качества и углеродистая конструкционная сталь. Полки в этом виде швеллера имеют высоту от 50 до 400 мм. Ширина изделия колеблется от 32 до 115 мм.

Материалом для производства гнутых швеллеров служит листовая или рулонная сталь.

Неравнополочные швеллеры производят на профилегибочных станках. Сырье – рулонная холоднокатаная и горячекатаная сталь обычного или высокого качества согласно ГОСТ 8281-80. Еще их классифицируют по номерам, соответствующим расстоянию (в миллиметрах) между полками. Разновидности длины такие же, как и у равнополочных швеллеров.

Читайте также:
Электрогрили: характеристики и критерии выбора

Точность прокатки у гнутого профиля соответствует такой маркировке швеллеров:

  • А – высокая точность;
  • Б – повышенная точность;
  • В – обычная точность.

Гнутые швеллеры подразделяют по форме. Обозначение швеллера буквой «У» указывает на то, что внутренние грани полочек имеют уклон. Маркировка «П» говорит о параллельности граней, «Л» – о легкой серии профилей с параллельными гранями полочек. Буква «С» служит для обозначения специального швеллера.

Основные характеристики сортамента и соответствие швеллеров ГОСТу

Сортамент подразумевает разные характеристики швеллеров. В частности, учитываются:

  • уклон внутренних граней;
  • толщина стенок и полок;
  • радиус закругления внутри швеллера;
  • ширина;
  • площадь поперечного сечения;
  • масса швеллера и погонного метра.
  • марка стали, от которой зависят практически все физико-механические качества (твердость, устойчивость к нагрузкам и коррозии).

Широкое использование п-образных швеллеров в различных сферах строительства и производства привело к созданию большого количества нормативов их изготовления.

Широкий ассортимент таких профилей повлек за собой разработку большого количества ГОСТов и других технических нормативов. Главным условием высокого качества является именно соответствие швеллеров этим регламентам.

Среди существующих нормативов, утвержденных Госстандартом, необходимо упомянуть следующие:

  1. ГОСТ 8240-97. Ему соответствуют все швеллеры, произведенные из стали горячекатаным методом.
  2. ГОСТ 19425-74. По этому регламенту производят двутавровые балки и спецшвеллеры.
  3. ГОСТ 8278-83. Гнутый швеллер, сортамент включает требования к равнополочным профилям.
  4. ГОСТ 8281-80. Это гнутые изделия с неравными полками.
  5. ГОСТ 5422-73. Швеллеры из горячекатаной стали, производимые специально для тракторов.
  6. ГОСТ 5267.0-90. Горячекатаный п-образный металлопрокат для вагоностроения.
  7. ГОСТ 21026-75. Стальные профили, произведенные горячекатаным способом с отогнутой полочкой для вагонеток.

По одному ГОСТу на швеллер производят разные виды металлопроката. Например, горячекатаный профиль уклоном граней полок от 4 до 10%, изготавливается согласно ГОСТ 8240-97. Для отличия его маркируют буквой «У» и соответствующим числом, указывающим на расстояние от полки до полки. По такому же ГОСТу изготавливают и швеллер, имеющий параллельные грани.

Двутавровые швеллеры чаще всего используют для создания каркасных опорных конструкций, предполагающих усиленные нагрузки.

Марка швеллера: соответствие буквенным и числовым данным

Для различия видов и подвидов швеллеров используют не только обозначения ГОСТа, но и пометку буквами и цифрами, что называется маркировкой металлопроката. Это обусловлено в первую очередь широким диапазоном размеров, различной площадью поперечного сечения и, соответственно, массой швеллера.

Профили, производимые в соответствии с ГОСТ 8240-97, имеют дополнительные и числовые, и буквенные шифры. Цифра, которая стоит первой, свидетельствует о главной характеристике, которая подчеркивает размер швеллера, определяемый расстоянием между полками.

Буква в маркировке обозначает тип п-образной продукции, указывая на особенности строения и расположения граней. Их расшифровка приведена ниже:

  • «П» – указывает на параллельность;
  • «У» – обозначает наличие уклона на гранях;
  • «Э» – свидетельствует об экономичности;
  • «Л» – подразумевает лёгкость;
  • «С» – говорит о специальном назначении профиля.

Типы п-образных швеллеров и их маркировка.

Для определения остальных параметров металлопроката конкретной марки можно воспользоваться специальной таблицей, где указаны ГОСТ швеллера, размеры и другие данные.

Для компактности информации в таблицах используют специальные условные обозначения:

  • h – указывает на высоту стенок металлопроката (основная величина);
  • b – обозначает ширину полочек;
  • S – определяет не площадь, а толщину главной стенки;
  • R – указывает на радиус закругленной стороны полочки;
  • t – обозначает толщину полочек;
  • r – определяет общий радиус закругленности полок.

«Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент» – ГОСТ 8240 97: описание документа

Главное отличие горячекатаного швеллера от гнутого состоит в том, что его производят методом горячего проката. Его изготавливают согласно нескольким ГОСТам, в соответствии с запросами той или иной отрасли. Сортамент швеллеров ГОСТ 8240 97 был утвержден Госстандартом еще в 1997 году и впоследствии одобрен практически всеми постсоветскими странами. 5 апреля 2001 года постановлением Госкомитета РФ по стандартизации и метрологии документ был введен в действие на территории России.

Чертеж стандартного металлического швеллера 80 мм с размерами.

В качестве непосредственного Госстандарта в Российской Федерации он начал действовать с некоторыми изменениями с начала 2002 года взамен действующего до этого времени ГОСТ 8240 89 «Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент». Документ указывает на все качественные характеристики металлопрокатных стройматериалов, произведенных горячекатаным методом.

Действующий документ указывает на область применения изделий, устанавливает сортамент стальных горячекатаных швеллеров высотой 5-40 см и шириной полочек 32–115 мм.

ГОСТ включает различные параметры форм и размеров, подразделяя изделия на разные серии:

  • с уклоном граней внутри;
  • с гранями полок, расположенными параллельно;
  • экономичные модели с параллельными гранями;
  • легкие изделия с гранями полок, расположенными параллельно.

Каждая определенная серия, в соответствии с размерами и качествами стали, из которых производится металлопрокат, предусматривает свою расширенную таблицу сортамента швеллеров ГОСТ 8240-97. Всего документ содержит 7 таблиц, благодаря которым можно выбрать наиболее подходящий материал для строительства.

Для каждого типа швеллеров существует своя таблица госстандартов, в которой указаны основные характеристики материала.

Швеллеры 10П, 12П и 10У, соответствующие ГОСТ 8240‒97

В перечне продукции, отвечающей требованиям ГОСТ 8240-97, наиболее популярными являются швеллеры размерами 10 и 12 см. Все они производятся путем горячей прокатки. При этом количество прокаток зависит от первоначальных габаритов заготовки и от требуемой точности изделия. Заготовку подвергают температурной обработке, достигающей 1250 °C.

Швеллер 10П имеет следующие характеристики:

  • вес погонного метра равен 8,59 кг;
  • в 1 тонне помещается 116,4 м швеллера;
  • высота профиля соответствует его главному размеру и равна 100 мм;
  • ширина швеллера – 46 мм;
  • стенки профиля имеют толщину 4,5 мм;
  • толщина полок швеллера достигает 7 мм.
Читайте также:
Универсальный набор инструментов электромонтажника

В зависимости от назначения швеллеры подразделяют на легкие и усиленные профили.

Швеллер 10У, как и 10П, имеет аналогичные показатели номинальной высоты 100 мм, веса погонного метра величиной 8,59 кг, ширины 46 мм и толщины, равной 4,5 мм. В одной тонне материала содержится 116,4 м. Различия заключаются в характеристиках закругленных полок. В частности, радиус округлой стороны полочки равен 7 мм, а радиус закругленности полок – не более 3 мм.

Учитывая различия в основном размере, то есть в высоте металлопроката, швеллер 12П имеет существенные отличия в параметрах. Его характеристики следующие:

  • вес погонного метра равен 10,40 кг;
  • в 1 тонне помещается 96,15 м швеллера;
  • высота изделия – 120 мм;
  • ширина швеллера – 52 мм;
  • стенки профиля имеют толщину 4,8 мм;
  • толщина полок швеллера не должна превышать 7,8 мм.

Сортамент швеллеров: двутавр и другие формы металлопроката

Разбирая тему сортамента металлопроката, следует упомянуть о такой его разновидности, как швеллер двутавр. Собственно, форма продукции не соответствует общей характеристике изделий, имеющих п-образную форму, так как этот профиль имеет вид двутавровой балки. В сечении изделие по форме напоминает букву «Н». Фото швеллера двутавр наглядно демонстрирует его отличие от обыкновенного профиля.

Чертеж с типовыми размерами двутавра и обычного швеллера.

Такие изделия очень популярны в разных сферах строительства, так как их использование позволяет значительно снизить вес и нагрузку на конструкцию. Кроме этого, н-образная балка обладает высокой прочностью. Двутавры, как и обыкновенные швеллеры, производят горячекатаным или сварным способом. Методика гнутья в данном случае неприменима. Сварку используют в изготовлении больших деталей или с учетом индивидуальных особенностей стройки.

Для производства стальных балок применяют низколегированную (С255) или углеродистую сталь С345 (09Г2С). Их изготавливают путем горячего либо холодного проката, а сварку балок выполняют с использованием специального сварного оборудования. Контроль прочности продукции осуществляют с применением ультразвука.

Производство металлопрокатных н-образных балок происходит согласно специальному ГОСТу. Госстандарт различает отдельные типы балок. Основная классификация –разделение изделий на горячекатаные и специальные. Первый вид представляет собой двутавры с наклонными гранями полок. Они регламентированы ГОСТ 8239, где предусмотрен угол наклона с предельными значениями 6-12%.

Единые стандарты изготовления швеллеров позволяют выбрать наиболее подходящий тип материала для любой конструкции.

Другой вид швеллеров характеризуется параллельными гранями полочек, их изготавливают согласно ГОСТ 26020. Высота таких изделий колеблется от 100 до 1000 мм, а ширина полочек может варьировать от 55 до 400 мм. Такие н-образные балки разделяют на нормальные, колонные или изделия с широкими полками.

Выбирая материал для строительства, важно учитывать стандартные типоразмеры, которые подразумевают сортамент металлопрокатной продукции. Опираясь на требования Госстандарта, процесс проектирования значительно упрощается, так как благодаря проведению расчетов можно определить точное количество необходимых швеллеров, рассчитать допустимую нагрузку и сэкономить на приобретении лишних материалов.

Видео: как подобрать правильный швеллер

5 востребованных швеллеров в строительстве

Что такое швеллер: понятие, схема изготовления с ГОСТами производства + 9 достоинств использования швеллеров + 4 типа классификации строительного элемента + разбор швеллеров по силе нагрузке + применение популярных размеров швеллеров в строительстве.

В строительстве элементы армирования являются неотъемлемыми составляющими общей конструкции. Сегодня мы разберем что такое швеллер в строительстве – его разновидности, применение в промышленных/домашних конструкциях и особенности маркировки уже готовых элементов в точках продаж.

Что такое швеллер: фото + описание и классификация изделия

Что такое швеллер? По сути, – это П-образное изделие из металла, относящееся к фасонам стального проката. Благодаря оговоренной форме, элемент обеспечивает высокие показатели прочности, что важно для тяжелого машиностроения, строительства зданий и прочих отраслей промышленности или домашнего хозяйства.

1) Изготовление швеллеров и ГОСТы

Металлический монтажный П-образный элемент производят из высокопрочных сплавов либо нержавейки. В основе лежит марки AISI 304 или AISI 316. В промышленности имеется 2 полноценных метода изготовления швеллеров – метод прокатки и метод лазерной сварки. Высокий уровень прочности выдает нержавеющий швеллер – он комбинирует в себе длительный срок службы и прочность. Для тяжелого машиностроения в швеллерах используется черная сталь.

Как делают швеллер методом прокатки:

  1. Заготовка материала – черный или цветной металл.
  2. Нагрев болванки до мягкости.
  3. Прокатка на специализированном сортовом станке.
  4. Охлаждение и нарезка швеллеров.
  5. Изгиб на профилегибочном станке, если того требует технология.
  6. Упаковка и отправка на продажу.

Если в качестве основы используется специфичный сплав металла, меняющий физические свойства при нагревании, метод прокатки не зайдет. При производстве путем лазерной сварки, происходит нагрев только в местах соединения конструкции, что позволяет производить крупногабаритные швеллеры с нестандартными параметрами.

На втором месте по популярности в производстве стоят алюминиевые швеллеры. Их размеры меньше, а благодаря легкости получаемых конструкций, спрос на продукцию стабильно высок в самолетостроении и прочих смежных сферах строительства.

ГОСТ За что отвечает
8240-97 Общие требования к изготовлению швеллеров в промышленных масштабах на реализацию.
8240-89 Требования к изготовлению швеллеров, у которых грани боковых полок имеют внутренний уклон.
535-88 Требования к изготовлению швеллеров горячекатанным способом
19425-74 Швеллеры специального типа для автомобилестроения.
5267.1-90 Специализированные швеллеры, используемые в вагоностроении.
8278-93 Требования к изготовлению равнополочных швеллеров гнутого типа из высокопрочной стали.
8240 Требования к изготовке конструкций из стали углеродистого типа либо низколегированного сырья.
5420 Как нужно изготавливать швеллера для тракторов и прочей крупногабаритной техники.

Для рядового потребителя не имеет смысла вчитываться в ГОСТы, ведь 90% необходимой информации он имеет возможность найти на маркировки швеллера, при его закупке в специализированном магазине. Альтернатива – спросить совета у консультанта, или потребовать сопроводительную техническую документацию у продавца.

2) Достоинства и разновидности швеллеров

Достоинства швеллеров в строительстве:

  • богатое разнообразие видов изделий дает возможность конструировать объекты любой сложности;
  • коррозийная устойчивость не позволяет распространяться ржавчине и грибковым инфекциям;
  • высокопрочные элементы могут выдерживать громадные нагрузки;
  • небольшой вес при использовании легких металлов;

Описанные качества обеспечивают главную функцию элемента – придача устойчивости и прочности в отношении точечных нагрузок/изгибов со стороны внешних объектов. П-образная форма доказала свое качество в конструкциях еще советского образца.

Важно: швеллер крайне сложно сваривать. Для обеспечения высокой прочности конечной конструкции, придется применять нестандартные методы варения швов. Благо, в 2020 году решение данного вопроса не есть проблемой.

Теперь давайте рассмотрим полную квалификацию швеллеров по различным изначальным параметрам. Данные представлены в табличном виде.

Параметр Категория
По типу изготовления Горячекатаный
Специальный
Гнутый равнополочный
Гнутый неравнополочный
По назначению Обычные с широкой областью применения
Специальные для автомобилестроения
Специальные по вагоностроению
По точности «А» – высокий уровень
«Б» – повышенный уровень
«В» – обычный уровень
По форме «У» – имеется уклон по внутренней грани
«Э» – эконом модель с параллельными краями
«П» – параллельные грани
«Л» – параллельные грани + основа из легких металлов
«С» – специализированный швеллер

Имеются и нестандартные типы швеллеров + таковые, что разработаны под индивидуальный заказ. ГОСТы содержат сортаменты, где отображены типизированные размеры для всех категорий швеллеров – высота по профилю, какова толщина у перемычки, длина полочек и материалы справочного типа осей, по которым идут расчеты на будущие конструкции.

Описание ГОСТов, стоимости и технологических особенностей изготовления швеллера горячекатаного:

Объяснение, что такое швеллер в строительстве + алгоритм расчета нагрузки

Алгоритм просчета давления на швеллер:

  1. Выяснить 100% давление, что действует на балку.
  2. Перемножаем полученное значение с нормативным коэффициентом надежности.
  3. Множим полученное значение на шаг швеллеров.
  4. Рассчитываем пиковый момент изгиба.
  5. Вычисляем необходимый момент сопротивления балки через момент сопротивления, помноженный на коэффициент по условиях работы и деленный на значение деформации пластического типа.

Вся требуемая информация берется из маркировки и ГОСТа по швеллеру. Расчеты можно проводить как вручную, так и посредством онлайн-калькуляторов. Второй способ для рядовых граждан, желающих выбрать швеллер для бытовых нужд, в приоритете.

Классификация швеллеров по виду нагрузки

Вид Схема Особенности
А Равномерное распределение нагрузки. Конструкционные особенности – балки с заделками. Производство происходит посредством сварки. Примером таких конструкций служат козырьки подъездов и тому подобное.
Б Однопролетные балки с равномерной нагрузкой. Прием используется при перекрытии площадей между этажами.
С Балки с упором на шарнире. Распределение нагрузки происходит благодаря двум опорам с консолью. В строительстве используются при выведении балконных конструкций за пределы наружной стены.
D Перемычки с парным упором балок. Сила распределяется между двумя точками.
E Однопролетные балки, с шарнирным упором. Сосредоточенность силы идет только на одну точку.
F Балки консольного типа с одной сосредоточенной силой.

Теперь коснемся классификации швеллеров в строительстве по размерам. Наибольшим спросом пользуются элементы с номерными знаками от 7 до 21. Параметры геометрии относятся к «П» категории и «У» серии для всех размеров. Отличительные черты состоят в радиусах закругления и углах по наклону полок.

Какие швеллеры самые востребованные:

  • Ш-8. Используется строителями для укрепления конструкций внутри помещений. Широко распространен в быту и легком производстве. Благодаря основе из углеродистой стали полуспокойного/спокойного типа, элементы обеспечиваются прекрасными показателями свариваемости;
  • Ш-10. Применим в промышленности, а именно автомобиле- или станкостроение. Мостовые конструкции, стены и несущие опоры в производственных сооружениях также не обходятся без швеллера-10;
  • Ш-12. Похож на Ш-8, но благодаря увеличенным показателям прочности, его использование дает возможность получать крепкие остовы, без использования тяжелых несущих элементов;
  • Ш-14. Применим при армировании несущих деталей, обеспечивая повышенные значения прочности конструкции в целом. Имеет один из наибольших уровней спроса среди рассматриваемых типов швеллеров;
  • Ш-20. Назначение – несущие элементы для конструкций с высокими статическими/динамическими нагрузками. Используется в возведении мостов, перекрытиях многоэтажных домов, и прочих кровельных прогонах.

В строительстве встречаются и нестандартные виды швеллеров – тот же перфорированный, позволяет скреплять детали без использования сварки. Такой подход сильно экономит временные затраты на монтаж, что важно при сооружении временных конструкций – строительные леса или те же складские полки.

Косвенным применением швеллеров можно считать защиту проводов с высоким напряжением, или использования элементов в качестве направляющих грузоподъёмных устройств. Пандусы также можно конструировать на основании швеллера, что делает строительный объект незаменимым в решении массы строительных вопросов.

Из всего вышесказанного, понять, что такое швеллер, очень просто. Помимо основной задачи – укрепление конструкций, элемент широко применим в промышленном строительстве и повседневном быту, связанным с мелкими соорудительными задачами. Если у вас возникнет необходимость что-то быстро соорудить + не потерять в прочности, без швеллера в данной конструкции будет не обойтись на 100%.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: