Бесшовные трубы 20пс: характеристики стали марки 20пс
Бесшовные трубы из стали марки 20пс — горячедеформированный трубный прокат, изготовленный из спокойной углеродистой конструкционной стали с нормированным химическим составом и гарантированными механическими свойствами. Марка 20пс расшифровывается как сталь с содержанием углерода около 0,20 % (0,17–0,24 %), «пс» — полуспокойная степень раскисления. Полуспокойная сталь занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной: она раскислена частично, что обеспечивает более плотную структуру слитка по сравнению с кипящей сталью при меньшей стоимости, чем у полностью спокойной. Именно это сочетание делает бесшовные трубы 20пс востребованными в тех областях, где требуется надёжность при контролируемой себестоимости.
Технические параметры и сортамент
Бесшовные трубы 20пс выпускаются по ГОСТ 8732-78 (горячедеформированные) и ГОСТ 8734-75 (холоднодеформированные). Наружный диаметр горячекатаных труб — от 20 до 550 мм, толщина стенки — от 2,5 до 75 мм. Холоднодеформированные трубы 20пс имеют диаметр 5–250 мм при толщине стенки 0,4–24 мм. Трубы поставляются в термически обработанном или без термообработки состоянии, с проведением гидравлических испытаний и неразрушающего контроля по требованию заказчика.
Механические свойства стали 20пс в состоянии поставки: предел текучести — не менее 245 МПа, временное сопротивление — 410–530 МПа, относительное удлинение — не менее 21 %. Ударная вязкость при температуре –40 C — не менее 29 Дж/см. Полуспокойная сталь сохраняет работоспособность в диапазоне от –40 C до +425 C, что определяет её применение в трубопроводах с умеренными и низкими температурами рабочих сред.
Химический состав стали 20пс
- Углерод (C) — 0,17–0,24 %
- Кремний (Si) — 0,05–0,17 % (пониженное содержание характерно для полуспокойной стали)
- Марганец (Mn) — 0,35–0,65 %
- Фосфор (P) — не более 0,030 %
- Сера (S) — не более 0,035 %
- Хром (Cr) — не более 0,25 %, никель (Ni) — не более 0,30 %, медь (Cu) — не более 0,30 %
Пониженное содержание кремния по сравнению со спокойной сталью 20 — ключевое отличие марки 20пс. Это снижает склонность к образованию дефектов при сварке и улучшает обрабатываемость, однако требует более тщательного контроля при гибке и вальцовке.
Области применения
Бесшовные трубы 20пс применяются в трубопроводах тепловых сетей, системах отопления и водоснабжения с рабочим давлением до 2,5 МПа, в конструкциях металлоконструкций, в машиностроении для изготовления втулок, осей, роликов, а также в нефтегазовой отрасли для обвязки устьевого оборудования при умеренных температурах. В химической промышленности трубы 20пс используются для транспортировки неагрессивных сред и в теплообменных аппаратах.
- Теплоэнергетика — трубопроводы горячей воды и пара низкого давления
- Машиностроение — несущие элементы рам, втулки, шпиндели
- Нефтегаз — обвязка фонтанной арматуры, выкидные линии
- Строительство — металлоконструкции, опоры, связи
- ЖКХ — системы центрального отопления и водоснабжения
Сравнение марок 20, 20пс и 20кп
| Параметр | 20 (спокойная) | 20пс (полуспокойная) | 20кп (кипящая) | Условия эксплуатации |
|---|---|---|---|---|
| Кремний, % | 0,17–0,37 | 0,05–0,17 | 0,07 | — |
| Предел текучести, МПа | 245 | 245 | 225 | Статические нагрузки |
| Ударная вязкость при –40 C, Дж/см | 39 | 29 | не нормируется | Низкие температуры |
| Свариваемость | Хорошая | Удовлетворительная | Ограниченная | Ручная и автоматическая сварка |
| Склонность к старению | Низкая | Средняя | Высокая | Длительный нагрев |
Особенности производства и контроля
Бесшовные трубы 20пс производятся методом горячей прокатки на трубопрокатных агрегатах с пилигримовыми или непрерывными станами, либо холодной деформацией на станах ХПТ. Полуспокойная сталь требует строгого контроля температуры нагрева заготовки — перегрев выше 1200 C приводит к росту зерна и снижению ударной вязкости. Готовые трубы подвергаются гидроиспытанию давлением, ультразвуковой дефектоскопии и, при необходимости, контролю макроструктуры.
Вопросы и ответы
Чем сталь 20пс отличается от стали 20?
Сталь 20пс — полуспокойная, с пониженным содержанием кремния (0,05–0,17 % против 0,17–0,37 % у спокойной стали 20). Это снижает стоимость, но уменьшает ударную вязкость при отрицательных температурах и ухудшает свариваемость.
При какой температуре можно эксплуатировать бесшовные трубы 20пс?
Диапазон рабочих температур — от –40 C до +425 C. При более низких температурах требуется применение сталей с повышенной хладостойкостью, например 09Г2С.
Какие стандарты регламентируют производство труб 20пс?
Горячедеформированные трубы — ГОСТ 8732-78, холоднодеформированные — ГОСТ 8734-75. Химический состав стали 20пс — по ГОСТ 1050-2013.
Можно ли использовать трубы 20пс для паропроводов высокого давления?
Нет. Для паропроводов с давлением выше 2,5 МПа и температурой выше 425 C применяются легированные стали, например 12Х1МФ или 15ГС.
