Бесшовные трубы Ст2сп: сортамент и механические характеристики
Бесшовные трубы Ст2сп — горячедеформированные изделия из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст2сп (спокойная сталь). Материал регламентируется ГОСТ 380, а сортамент и технические требования к трубам — ГОСТ 8731 и ГОСТ 8732. Ключевая особенность данной марки — пониженное содержание углерода (0,09–0,15%), что обеспечивает высокую пластичность и свариваемость, но ограничивает применение в высоконагруженных узлах.
Спокойная сталь Ст2сп раскисляется марганцем и алюминием без применения кипящих добавок, что гарантирует однородность структуры по сечению стенки. Это важно для труб, работающих под внутренним давлением: отсутствие локальных скоплений неметаллических включений снижает риск зарождения трещин при гидроиспытаниях и в процессе эксплуатации.
Сортамент и геометрические параметры
Горячекатаные бесшовные трубы Ст2сп выпускаются с наружным диаметром от 25 до 530 мм и толщиной стенки от 2,5 до 24 мм. По точности изготовления изделия подразделяются на классы А и Б согласно ГОСТ 8732. Длина труб — от 4 до 12,5 м немерной, либо мерной с допуском +10 мм. Кривизна на 1 м длины не превышает 1,5 мм для труб с толщиной стенки до 20 мм.
Предельные отклонения по наружному диаметру составляют 1,5% для диаметров до 219 мм и 1,25% для больших размеров. Отклонения по толщине стенки — 12,5% при толщине до 20 мм. Овальность и разностенность не выводят фактические размеры за пределы указанных допусков.
| Наружный диаметр, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| 25 | 2,5 | 1,39 | 215 | 31 |
| 57 | 3,5 | 4,62 | 215 | 31 |
| 108 | 4,0 | 10,26 | 215 | 31 |
| 159 | 6,0 | 22,64 | 215 | 31 |
| 219 | 8,0 | 41,63 | 215 | 31 |
| 325 | 10,0 | 77,68 | 215 | 31 |
Механические свойства и эксплуатационные характеристики
Временное сопротивление разрыву для бесшовных труб Ст2сп находится в диапазоне 333–412 МПа. Предел текучести составляет не менее 215 МПа, относительное удлинение — не менее 31%. Ударная вязкость KCU при +20 C — не ниже 78 Дж/см. Твердость по Бринеллю не превышает 131 HB.
Материал сохраняет работоспособность при температурах от –20 до +300 C. Нижний температурный порог ограничен отсутствием легирующих добавок, повышающих хладостойкость. При температурах ниже –20 C рекомендуется применять трубы из сталей 09Г2С или 20, обладающих более высоким сопротивлением хрупкому разрушению.
Технологические свойства и свариваемость
Бесшовные трубы Ст2сп отличаются отличной свариваемостью без ограничений. Углеродный эквивалент Ceq не превышает 0,25%, что исключает необходимость предварительного подогрева и последующей термообработки сварных соединений при толщине стенки до 20 мм. Сварка может выполняться всеми видами дуговой сварки: ручной электродуговой, аргонодуговой, полуавтоматической в среде CO.
Материал хорошо поддается холодной деформации: гибке, развальцовке, отбортовке. Радиус гиба при холодной обработке — не менее 2,5 наружных диаметров. При необходимости получения малых радиусов гиба (до 1,5 DN) рекомендуется горячая гибка с нагревом до 900–950 C.
Применение бесшовных труб Ст2сп
Благодаря сочетанию пластичности, свариваемости и невысокой стоимости, трубы Ст2сп востребованы в следующих областях:
- строительные металлоконструкции — колонны, фермы, связи жесткости, ограждения;
- трубопроводы низкого давления для транспортировки воды, воздуха, пара при температуре до 200 C;
- элементы систем отопления и вентиляции — воздуховоды, стояки, регистры;
- опоры линий электропередачи и осветительные мачты;
- сельскохозяйственное машиностроение — рамы, стойки, гидравлические цилиндры низкого давления;
- производство мебели и торгового оборудования — каркасные элементы.
Трубы Ст2сп не применяются для трубопроводов высокого давления (свыше 10 МПа), для сред с агрессивными компонентами, а также для ответственных сварных конструкций, работающих при температурах ниже –20 C или испытывающих динамические нагрузки. В этих случаях следует использовать трубы из сталей 20, 09Г2С или 12Х18Н10Т.
Контроль качества и испытания
Каждая партия бесшовных труб Ст2сп проходит гидравлические испытания пробным давлением, рассчитываемым по формуле ГОСТ 3845. Для труб диаметром до 108 мм испытательное давление составляет не менее 7 МПа, для больших диаметров — не менее 3 МПа. По требованию заказчика проводятся механические испытания на растяжение, замер твердости и контроль геометрических параметров.
Химический состав стали Ст2сп контролируется на каждой плавке. Содержание серы не превышает 0,05%, фосфора — 0,04%. Допустимое содержание хрома — до 0,30%, никеля — до 0,30%, меди — до 0,30%.
Вопросы и ответы
Чем Ст2сп отличается от Ст2пс?
Ст2сп — спокойная сталь, раскисленная марганцем и алюминием, с однородной структурой и меньшим содержанием газов. Ст2пс — полуспокойная сталь, имеющая незначительную химическую неоднородность. Для труб, работающих под давлением, предпочтительна спокойная сталь Ст2сп.
Какое максимальное рабочее давление допускается для труб Ст2сп?
Расчетное давление зависит от диаметра и толщины стенки. Для трубы 573,5 мм допускаемое давление составляет около 10 МПа, для трубы 1084 мм — около 6 МПа. Точный расчет выполняется по ГОСТ 32388 с учетом коэффициента запаса прочности.
Можно ли использовать трубы Ст2сп для сварных конструкций, работающих при отрицательных температурах?
При температурах до –20 C применение допустимо при отсутствии динамических нагрузок. Для ответственных конструкций, эксплуатируемых при –40 C и ниже, следует применять трубы из низколегированных сталей типа 09Г2С с гарантированной ударной вязкостью при отрицательных температурах.
Требуется ли термообработка сварных швов труб Ст2сп?
При толщине стенки до 20 мм и температуре эксплуатации до +300 C термообработка сварных соединений не требуется. Для толстостенных труб (свыше 20 мм) рекомендуется отпуск при 600–650 C для снятия остаточных напряжений.
