Бесшовные трубы Ст1сп: сортамент и механические характеристики
Бесшовные трубы из стали Ст1сп — востребованная позиция трубного проката для систем, работающих под умеренными нагрузками при температурах от –20 до +200 C. Марка Ст1сп относится к группе углеродистых сталей обыкновенного качества с гарантированным химическим составом и механическими свойствами. Буква «сп» в обозначении указывает на спокойную степень раскисления — металл не содержит активных газообразных включений, что обеспечивает однородность структуры и стабильность результатов механических испытаний.
Технология производства бесшовных труб методом горячей прокатки или холодной деформации исключает наличие продольного или спирального сварного шва. Это принципиально повышает надежность трубопровода в условиях циклических нагрузок и вибраций, поскольку зона шва отсутствует как концентратор напряжений. Для Ст1сп характерен умеренный предел прочности при достаточной пластичности, что позволяет применять трубы в конструкциях, где требуется последующая гибка, вальцовка или развальцовка без потери герметичности соединений.
Химический состав и механические свойства стали Ст1сп
Химический состав стали Ст1сп регламентируется ГОСТ 380 и характеризуется низким содержанием углерода — не более 0,06–0,12 %. Такое содержание углерода обеспечивает хорошую свариваемость без предварительного подогрева и без риска образования закалочных структур в околошовной зоне. Содержание марганца находится в пределах 0,25–0,50 %, кремния — 0,15–0,30 %. Сера и фосфор ограничены значениями 0,040 и 0,030 % соответственно, что гарантирует отсутствие красноломкости и хладноломкости при обработке давлением.
Механические свойства труб из Ст1сп после горячей прокатки:
- временное сопротивление разрыву — 310–430 МПа;
- предел текучести — не менее 185 МПа;
- относительное удлинение после разрыва — не менее 32 %;
- ударная вязкость KCU при +20 C — не менее 98 Дж/см.
Твердость металла по Бринеллю обычно не превышает 131 HB, что позволяет выполнять механическую обработку резанием стандартным инструментом из быстрорежущей стали.
Сортамент и геометрические параметры
Бесшовные трубы Ст1сп выпускаются по ГОСТ 8732 (горячедеформированные) и ГОСТ 8734 (холоднодеформированные). Наружные диаметры варьируются от 25 до 530 мм для горячекатаного исполнения и от 5 до 250 мм для холоднотянутого. Толщина стенки составляет от 2,5 до 40 мм в зависимости от диаметра и способа производства. По точности изготовления трубы подразделяются на обычную и повышенную точность по наружному диаметру и толщине стенки.
| Наружный диаметр, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг | Рабочее давление, МПа | Способ производства |
|---|---|---|---|---|
| 25 | 2,5 | 1,39 | 6,3 | холоднодеформированная |
| 57 | 3,5 | 4,62 | 4,0 | горячедеформированная |
| 108 | 4,0 | 10,26 | 2,5 | горячедеформированная |
| 159 | 4,5 | 17,15 | 1,6 | горячедеформированная |
Длина труб поставляется немерной — от 4 до 12,5 м, мерной или кратной мерной с допускаемыми отклонениями, установленными нормативной документацией. Кривизна трубы на любом участке длиной 1 м не превышает 1,5 мм для труб с наружным диаметром до 140 мм и 2,0 мм для труб большего диаметра.
Применение бесшовных труб Ст1сп
Трубы из стали Ст1сп применяются в трубопроводных системах общего назначения, где не требуется повышенная коррозионная стойкость или работа при криогенных температурах. Основные области использования:
- технологические трубопроводы для транспортировки воды, пара и нейтральных сред на предприятиях энергетики и ЖКХ;
- элементы систем отопления и горячего водоснабжения с рабочим давлением до 1,6 МПа;
- воздуховоды и пневмолинии компрессорных станций;
- конструкционные элементы строительных металлоконструкций — колонны, связи, распорки;
- валы, оси и детали машин после механической обработки;
- заготовки для последующего холодного деформирования — гибки, отбортовки, обжима.
Благодаря отсутствию сварного шва трубы Ст1сп пригодны для изготовления змеевиков теплообменного оборудования, где требуется сочетание пластичности и способности выдерживать многократные знакопеременные нагрузки при изгибе. Спокойная сталь обеспечивает более высокую однородность механических свойств по сечению стенки по сравнению с кипящей сталью Ст1кп, что важно для ответственных узлов, работающих при динамическом нагружении.
Особенности монтажа и сварки
Сварка труб из Ст1сп выполняется электродами типа Э42 и Э46 по ГОСТ 9467 или полуавтоматической сваркой проволокой Св-08Г2С в среде углекислого газа. Предварительный подогрев не требуется при толщине стенки до 20 мм и температуре окружающего воздуха не ниже –10 C. После сварки рекомендуется термическая обработка только для труб с толщиной стенки более 20 мм или при наличии требований к снятию остаточных напряжений в проектной документации.
Резьбовые соединения на трубах Ст1сп нарезаются только на холоднодеформированных трубах с толщиной стенки не менее 3 мм. Для горячекатаных труб с окалиной перед нарезанием резьбы требуется механическая зачистка поверхности. Допускается соединение труб на фланцах с приваркой встык или внахлест, а также на муфтах с уплотнительными кольцами для низкотемпературных сред.
Вопросы и ответы
Чем отличается труба Ст1сп от трубы Ст1пс?
Ст1сп — спокойная сталь, раскисленная кремнием и марганцем, с минимальным содержанием газов и равномерной структурой. Ст1пс — полуспокойная сталь, содержащая больше газообразных включений, что снижает ударную вязкость и однородность свойств по сечению стенки.
Можно ли использовать трубы Ст1сп для трубопроводов пара?
Да, при температуре пара до 200 C и рабочем давлении до 1,6 МПа трубы Ст1сп применяются в системах низкого давления. Для более высоких параметров необходимы трубы из легированных или теплоустойчивых сталей.
Какая максимальная толщина стенки доступна для бесшовных труб Ст1сп?
Для горячедеформированных труб по ГОСТ 8732 максимальная толщина стенки составляет 40 мм при наружном диаметре от 219 мм. Для холоднодеформированных труб по ГОСТ 8734 толщина стенки ограничена 12 мм.
Требуется ли термообработка после сварки труб Ст1сп?
Для большинства случаев сварки труб с толщиной стенки до 20 мм термообработка не требуется. Исключение составляют ответственные конструкции, работающие при циклических нагрузках, где снятие остаточных напряжений выполняется по требованию проекта.
