
Полособульб: характеристики, виды, производство и применение
Полособульб — простой способ усилить листовые конструкции без лишнего веса. Разбираем, какие бывают профили, чем отличаются стальные и алюминиевые, как их производят и где применяют. В конце — таблицы размеров по ГОСТ и короткий чек-лист выбора под ваш проект.
Полособульб — фасонный прокат с бульбообразным утолщением на одной кромке. За счёт распределения металла он работает как эффективное ребро жёсткости для листовых конструкций: при той же жёсткости узел получается легче, чем из уголка или полосы.
Основные сферы применения: судостроение (стрингеры, бимсы, ребра набора корпуса и палуб), мостостроение и инфраструктура, металлоконструкции промышленного назначения, машиностроение.
Именно форма «бульбы» увеличивает момент инерции сечения, что повышает изгибную жёсткость листа при сравнительно небольшом увеличении массы.
Основные характеристики полособульба
Ниже — ключевые характеристики, которые влияют на расчёт жёсткости, массу и технологичность узла:
- Высокая удельная жёсткость при умеренной массе: профиль оптимизирован для работы в составе листовых панелей.
- Размерный ряд: ширина полки обычно от ~60 до ~430 мм, типовые толщины ~4–17 мм (конкретные значения зависят от сортамента и ТУ производителя).
- Точность геометрии: нормируется прямолинейность, допуски по толщине, скруглениям и высоте бульбы.
- Свариваемость и технологичность: профиль рассчитан на автоматическую/полуавтоматическую сварку; допускаются гибка и правка в технологических пределах.
- Защита от коррозии: для эксплуатации в морской/речной среде применяются соответствующие марки и покрытия.
Виды полособульба
В зависимости от требований проекта, условий эксплуатации и характеристик нагрузки полособульб выбирают из нескольких типов — по области применения, геометрии и материалу:
По области применения:
- Судостроительный полособульб. Разрабатывается под набор корпуса, палуб и надстроек. Ключевые требования — сертификация, гарантированная свариваемость, стабильная геометрия и поставки крупными партиями.
- Строительный полособульб. Используется в мостах, пролётных строениях, пешеходных галереях, слабонагруженных или второстепенных ребрах жёсткости металлических панелей.
- Полособульб для машиностроения. Применяется как продольное ребро в кузовах спецтехники, модульных платформах, технологических кожухах и т.п., где важна жёсткость при ограничении массы.
По геометрии:
- Несимметричный. Бульбообразное утолщение смещено к одной кромке полки; со стороны «бульбы» предусмотрены скругления/утолщение. Зачем: даёт максимальный момент сопротивления при меньшей массе по сравнению с полосой/уголком, оптимален как продольное/поперечное ребро листовых панелей. Где применяют: судостроение (набор корпуса и палуб), ортотропные плиты мостов, технологические настилы. Монтаж и нюансы: ориентация профиля важна (расположение «бульбы» задают проектом); выполняют сплошные угловые швы по полке, контролируют кручение и прямолинейность, выдерживают зазоры у корня «бульбы».
- Симметричный. Полка и утолщение симметричны относительно продольной оси профиля. Зачем: упрощает стыковку и разворот на монтаже, обеспечивает одинаковое поведение при реверсе нагрузок; удобен для центральных рёбер панелей и узлов с вероятностью смены ориентации. Особенности: как правило, немного уступает несимметричному по показателю «жёсткость/масса», но выигрывает в технологичности и унификации; встречается реже в массовых сортаментах, чаще — как специальный профиль по ТУ. Где применяют: специальные металлоконструкции, машиностроение, вспомогательные элементы настилов.
По материалу:
- Стальной. Основной вариант для несущих узлов. Зачем: высокая прочность и жёсткость, предсказуемость при сварке. Марки: обычной прочности (A/B/D) и повышенной/высокой прочности (AH/DH36 и аналоги). Где применяют: корпус и палубы судов, ортотропные плиты мостов, силовые панели и рамы. Особенности: требует антикоррозионной защиты (металлизация, цинк-наполнённые грунты, ЛКМ); масса выше, чем у алюминия, но выгоден по стоимости и доступности; поставки мерными длинами 6–12 м, удобен для серийных партий.
- Алюминиевый. Профиль получают экструзией из коррозионно-стойких сплавов. Зачем: снижение массы на 30–50% относительно стали и высокая стойкость в морской среде. Где применяют: надстройки, скоростные суда, транспортные платформы, элементы в коррозионно-активных средах. Особенности: термообработанные/наклёпные состояния (например, T5/T6/Н-состояния); сварка MIG/TIG с учётом понижения прочности в зоне термического влияния; обязательная электроизоляция от стали для исключения гальванопары; меньший модуль упругости требует корректировки толщин.
Производство полособульба
Стальной полособульб получают горячей прокаткой на профилегибочных/рельсобалочных станах с последующей правкой, резкой в размер и контролем геометрии. На этапах контроля проверяют:
- Прямолинейность и винтоватость — измерение стрелы прогиба по всей длине, контроль кручения; при необходимости выполняют дополнительную правку на многовалковых станах.
- Размеры b, t и высоту бульбы c — выборочный контроль штангенинструментом и калибрами, сверка с сортаментом/ТУ; фиксируют отклонения и принимают/бракуют по допускам.
- Радиусы скруглений и качество поверхностей — отсутствие трещин, закатов, раковин и расслоений; допустимые риски и следы правки — в пределах ТУ; контроль визуально-измерительный.
- Массу погонного метра — сравнение фактической массы партии с расчётной по площади сечения.
- Механические свойства — по партии/плавке: испытания на растяжение (σ0.2/σв), относительное удлинение, по требованию — ударная вязкость; сверка химсостава по сертификату, при необходимости НК (например, УЗК) на подозрительных участках.
Алюминиевый полособульб изготавливают методом горячего прессования (экструзии) через профилирующую матрицу с последующей термообработкой (закалка/естественное или искусственное старение), правкой и мерной резкой. На этапах контроля проверяют:
- Прямолинейность и винтоватость — измерение по длине; при необходимости выполняют корректирующую правку (ролик-правка/растяжение).
- Размеры b, t и высоту бульбы c — выборочный контроль калибрами/штангенинструментом, сверка с ТУ и картой профиля; фиксация отклонений.
- Радиусы, корень «бульбы» и поверхность — отсутствие складок, надрывов, вмятин и задиров; следы вытяжки/правки — в пределах ТУ; контроль визуально-измерительный.
- Состояние термообработки — проверка твёрдости/прочности по образцам; при необходимости — измерение электропроводности для подтверждения режимов Т5/Т6.
- Массу погонного метра и длину — соответствие спецификации; контроль общей массы партии при приёмке.
Размерный ряд и сортамент полособульба
Ниже приведены таблицы сортамента для двух исполнений: несимметричный полособульб по ГОСТ 21937-76 и симметричный полособульб по ГОСТ 9235-59.
Размеры несимметричного полособульба (ГОСТ 21937-76)
Номер | h, мм | b, мм | s, мм | A, см² | Масса, кг/м |
---|---|---|---|---|---|
5 | 50 | 16 | 4,0 | 2,86 | 2,25 |
5,5 | 55 | 17 | 4,5 | 3,47 | 2,73 |
6 | 60 | 19 | 5,0 | 4,28 | 3,36 |
7 | 70 | 21 | 5,0 | 5,07 | 3,98 |
8 | 80 | 22 | 5,0 | 5,84 | 4,58 |
9 | 90 | 24 | 5,5 | 7,03 | 5,52 |
10 | 100 | 26 | 6,0 | 8,63 | 6,76 |
12 | 120 | 30 | 6,5 | 11,13 | 8,75 |
14а | 140 | 33 | 7,0 | 14,05 | 11,05 |
14б | 140 | 35 | 9,0 | 16,85 | 13,23 |
16а | 160 | 36 | 8,0 | 17,94 | 14,08 |
16б | 160 | 38 | 10,0 | 21,11 | 16,60 |
18а | 180 | 40 | 9,0 | 22,18 | 17,41 |
18б | 180 | 42 | 11,0 | 25,78 | 20,24 |
20а | 200 | 44 | 10,0 | 27,36 | 21,47 |
20б | 200 | 46 | 12,0 | 31,36 | 24,60 |
22а | 220 | 48 | 11,0 | 32,82 | 25,75 |
22б | 220 | 50 | 13,0 | 37,22 | 29,20 |
24а | 240 | 52 | 12,0 | 38,75 | 30,42 |
24б | 240 | 54 | 14,0 | 43,55 | 34,18 |
Размеры симметричного полособульба (ГОСТ 9235-59)
Номер профиля | h, мм | b, мм | s, мм | r₁=r₂, мм | A, см² | Масса, кг/м |
---|---|---|---|---|---|---|
414 | 40 | 17 | 4 | 2,5 | 2,28 | 1,79 |
415 | 40 | 18 | 5 | 2,5 | 2,68 | 2,10 |
524 | 50 | 20 | 4 | 3,0 | 3,01 | 2,36 |
525 | 50 | 21 | 5 | 3,0 | 3,51 | 2,76 |
526 | 50 | 22 | 6 | 3,0 | 4,01 | 3,15 |
624 | 60 | 23 | 4 | 3,0 | 3,66 | 2,87 |
625 | 60 | 24 | 5 | 3,0 | 4,26 | 3,34 |
626 | 60 | 25 | 6 | 3,0 | 4,86 | 3,82 |
724 | 70 | 24,5 | 4,5 | 3,5 | 4,65 | 3,65 |
725 | 70 | 25,5 | 5,5 | 3,5 | 5,35 | 4,20 |
726 | 70 | 26,5 | 6,5 | 3,5 | 6,05 | 4,75 |
Применение полособульба
Полособульб используют там, где нужно повысить жёсткость и устойчивость листовых панелей при минимальном приросте массы — ниже ключевые области применения:
Судостроение
Используется как эффективное ребро жёсткости для наборов корпуса и палуб, где важны масса, свариваемость и стабильная геометрия.
- Продольные и поперечные ребра набора корпуса. Формируют жёсткую панель обшивки, уменьшают прогибы и вибрации на длинномерных участках.
- Бимсы и стрингеры палуб. Повышают жёсткость настила и распределяют нагрузку от палубных механизмов и грузов.
- Усиление настилов и комингсов люков. Предотвращают локальные прогибы у вырезов, повышают стойкость к ударным и циклическим нагрузкам.
- Переборки и набор надстроек. Обеспечивают устойчивость тонколистовых переборок и надстроек при минимальном приросте массы.
- Рамы вырезов, аппарелей и дверных проёмов. Создают жёсткий контур вокруг проёмов, снижают концентрации напряжений.
- Опорные пояса под оборудование. Локально усиливают места установки механизмов, лебёдок, мачт и т.п.
Мосты и инфраструктура
Применяется в ортотропных плитах и тонкостенных настилах, где нужно сочетать жёсткость и малую массу.
- Ребра ортотропных плит пролётного строения. Обеспечивают пространственную работу настила и устойчивость к усталости.
- Усиление настила и консолей тротуаров. Снижают прогибы на консольных участках, повышают комфорт и безопасность.
- Продольные стрингеры и поперечные диафрагмы. Улучшают распределение нагрузок и снижают местные напряжения.
- Переходные мостки и технологические галереи. Формируют лёгкие секционные настилы для обслуживания и коммуникаций.
- Настилы набережных и эстакад. Используются как ребро жёсткости в коррозионно-активной среде с защитными покрытиями.
- Элементы ограждений и шумопанелей (как ребро). Повышают устойчивость тонкостенных панелей к ветровым нагрузкам.
Промышленные металлоконструкции и машиностроение
Подходит для тонколистовых панелей и рам, где важен баланс «жёсткость/масса» и удобство сварки/монтажа.
- Силовые панели и обечайки корпусов. Обеспечивают форму и устойчивость тонкостенных оболочек.
- Кузова и надстройки спецтехники. Легчат конструкцию без потери прочности, упрощают крепление обшивки.
- Рамы, площадки обслуживания и настилы. Увеличивают жёсткость настилов, уменьшают прогибы при динамических нагрузках.
- Каркасы контейнеров и модульных блоков. Даёт лёгкое, но жёсткое ребро для панелей и дверных проёмов.
- Рёбра резервуаров и цистерн (наружное усиление). Стабилизируют тонкие стенки при перепадах давления и температур.
- Технологические кожухи, конвейерные и вентиляционные каналы. Повышают стойкость к вибрациям и локальным ударам.
Как выбрать полособульб: практическое руководство
- Назначение и расчёты. Определите механическую схему узла и требуемую жёсткость панели — это задаёт ширину b и толщину t.
- Материал. Для морской/речной среды и высоких нагрузок — стали повышенной/высокой прочности; для облегчённых надстроек и коррозионной стойкости — алюминиевые сплавы.
- Стандарты/сертификация. Уточните требования классификационного общества (РМРС/DNV/LR/ABS и др.) и совместимость с проектной документацией.
- Технологичность. Проверьте минимальные радиусы гиба, типы соединений (стык/нахлёст), режимы сварки; заложите допуски на правку.
- Длины и логистика. Согласуйте мерные длины (обычно 6–12 м), потребность в порезке, пакетировании, маркировке.
- Запас по массе. Сравните альтернативы (уголок/полоса/швеллер) на ту же жёсткость: полособульб часто даёт экономию массы 5–15% и более — важно на длинномерных узлах.
Почему выгодно покупать полособульб и металлопрокат в «Сталь-Инвест»
- Наличие и оперативная комплектация. Поддерживаем складской ряд ходовых типоразмеров; быстро формируем отгрузки под проекты любой сложности.
- Порезка и подготовка. Резка в размер, маркировка, пакетирование — для удобства монтажа на площадке.
- Документы. Паспорт качества и копии сертификатов на каждую партию.
- Логистика. Доставка по РФ и СНГ, аккуратная укладка и крепление длинномеров.
- Техническая поддержка. Помогаем подобрать эквивалент по жёсткости/массе, сверяемся с проектной документацией.