Круглые бесшовные стальные трубы из стали 20: сортамент, режимы и применение
Круглые бесшовные трубы из стали 20 — горячедеформированный или холоднодеформированный трубный прокат из углеродистой качественной конструкционной стали марки 20 (аналог: DIN 1.0402, AISI 1020). Материал относится к низкоуглеродистым спокойным сталям, не склонен к отпускной хрупкости, сохраняет пластичность при отрицательных температурах и хорошо сваривается всеми видами сварки без предварительного подогрева. Трубы поставляются по ГОСТ 8732-78 (горячекатаные), ГОСТ 8734-75 (холоднодеформированные), ГОСТ 9567-75 (высокоточные) и ГОСТ 550-75 (для нефтегазовой отрасли).
Химический состав и механические свойства стали 20
Сталь 20 нормируется по ГОСТ 1050-2013. Массовая доля углерода — 0,17–0,24 %, кремния — 0,17–0,37 %, марганца — 0,35–0,65 %. Сера и фосфор — не более 0,040 % и 0,035 % соответственно. Механические характеристики горячедеформированных труб: временное сопротивление — не менее 412 МПа, предел текучести — не менее 245 МПа, относительное удлинение — не менее 21 %. Твёрдость — не более 156 HB. Ударная вязкость KCU при –40 C — не менее 39 Дж/см.
Сортамент и точность изготовления
Горячедеформированные трубы выпускаются наружным диаметром 32–550 мм при толщине стенки 2,5–75 мм. Холоднодеформированные — диаметром 5–250 мм, стенка 0,6–24 мм. Точность изготовления: обычная, повышенная, высокая и особо высокая. Кривизна на 1 м длины — не более 1,5 мм для горячекатаных и 1,0 мм для холоднодеформированных. Овальность и разностенность регламентируются в зависимости от класса точности.
| Тип трубы | Наружный диаметр, мм | Толщина стенки, мм | Стандарт | Типовая длина, м |
|---|---|---|---|---|
| Горячедеформированная | 57 | 3,5 | ГОСТ 8732-78 | 4–12,5 |
| Горячедеформированная | 108 | 6 | ГОСТ 8732-78 | 4–12,5 |
| Холоднодеформированная | 25 | 2 | ГОСТ 8734-75 | 1,5–11,5 |
| Холоднодеформированная | 45 | 3 | ГОСТ 8734-75 | 1,5–11,5 |
| Высокоточная | 32 | 2,5 | ГОСТ 9567-75 | 4–12,5 |
Технологические операции и обработка
Трубы из стали 20 подвергаются горячей прокатке на пилигримовых или непрерывных станах, холодной прокатке на станах ХПТ и волочению на цепных волочильных станах. Термическая обработка — нормализация при 880–920 C или отжиг при 700–740 C. Для повышения точности применяется обточка и расточка концов под механическую обработку. Гидроиспытания проводятся при давлении до 20 МПа в зависимости от типоразмера.
Области применения
- Трубопроводы тепловых сетей и котельных установок с рабочим давлением до 1,6 МПа и температурой до 300 C.
- Технологические обвязки компрессорных и насосных станций, включая системы КИПиА.
- Металлоконструкции мостовых кранов, опор ЛЭП, элементов сельхозтехники.
- Машиностроение: валы, оси, втулки, элементы гидроцилиндров после механической обработки.
- Нефтегазовая отрасль: обсадные и насосно-компрессорные трубы по ГОСТ 550-75.
- Мебельное производство и строительные леса — холоднодеформированные трубы малых диаметров.
Условия эксплуатации и ограничения
Сталь 20 сохраняет работоспособность в диапазоне от –40 C до +425 C при отсутствии агрессивных сред. В средах с повышенной влажностью и содержанием сероводорода требуется защитное покрытие или замена на легированные марки. Предельное рабочее давление для труб 57 3,5 мм при 200 C — около 8,5 МПа с учётом запаса прочности. Склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением минимальна, однако при контакте с кислотами необходима внутренняя футеровка.
Вопросы и ответы
Какие виды сварки применимы для труб из стали 20?
Ручная дуговая, аргонодуговая, автоматическая под флюсом и контактная сварка. Предварительный подогрев не требуется при толщине стенки до 36 мм.
Какой максимальный диаметр горячедеформированных труб из стали 20?
По ГОСТ 8732-78 наружный диаметр достигает 550 мм при толщине стенки до 75 мм.
Чем отличается сталь 20 от стали 10?
Сталь 20 содержит больше углерода (0,17–0,24 % против 0,07–0,14 %), что обеспечивает более высокую прочность при сохранении достаточной пластичности.
Применяются ли трубы из стали 20 для паропроводов?
Да, при температуре пара до 300 C и давлении до 1,6 МПа. Для более высоких параметров используют легированные стали 12Х1МФ, 15ГС.
