Квадратные бесшовные стальные трубы 15пс: характеристики и применение
Квадратные бесшовные трубы из стали марки 15пс — горячедеформированный сортовой прокат с наружным размером стороны квадрата от 10 10 до 180 180 мм и толщиной стенки 1,5–20 мм. Марка 15пс — углеродистая спокойная сталь с нормированным химическим составом по ГОСТ 1050, содержание углерода — 0,12–0,19 %, кремния — 0,17–0,37 %, марганца — 0,35–0,65 %. Спокойная степень раскисления обеспечивает плотную макроструктуру и минимальную ликвационную неоднородность по сечению стенки.
Сортамент и нормативная база
Квадратные бесшовные трубы 15пс изготавливают методом горячей деформации на прошивных и редукционных станах с последующей правкой и резкой в мерные длины. Геометрические параметры регламентируются:
- ГОСТ 8639 — сортамент квадратных труб, поле допуска по стороне квадрата 1,25 % для горячекатаных;
- ГОСТ 8732 — бесшовные горячедеформированные трубы, предельные отклонения по стенке +12,5 / –15 %;
- ГОСТ 8731 — технические требования, группы поставки А, Б, В, Г, Д;
- ГОСТ 1050 — химический состав стали марки 15пс;
- ГОСТ 10692 — правила приёмки, маркировка и упаковка.
Трубы поставляют без термообработки или в нормализованном состоянии. Кривизна на 1 м длины — не более 1,5 мм для труб со стороной до 60 мм и не более 2 мм для крупных сечений. Скручивание вокруг продольной оси не должно превышать 2 на 1 м.
Механические свойства и режимы эксплуатации
Предел текучести стали 15пс в нормализованном состоянии — не менее 225 МПа, временное сопротивление — 380–490 МПа, относительное удлинение — не менее 23 %. Ударная вязкость KCU при +20 C — не ниже 60 Дж/см. Трубы сохраняют работоспособность в диапазоне температур от –40 C до +425 C; при длительной эксплуатации выше 450 C начинается интенсивное окалинообразование.
| Типоразмер, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг | Предел текучести, МПа | Рабочее давление, МПа |
|---|---|---|---|---|
| 40 40 | 3,0 | 2,73 | 235 | 6,4 |
| 60 60 | 4,0 | 6,90 | 235 | 5,0 |
| 80 80 | 6,0 | 13,68 | 225 | 4,0 |
| 100 100 | 8,0 | 22,70 | 225 | 3,2 |
| 120 120 | 10,0 | 33,90 | 225 | 2,5 |
Технологические особенности производства
Спокойная сталь 15пс раскисляется кремнием и марганцем без применения алюминия, что снижает склонность к образованию неметаллических включений. При горячей деформации заготовка нагревается до 1180–1220 C, прошивка выполняется на двухвалковом стане с углом подачи 10–12. Квадратный профиль формируется в калибрах редукционного стана с последующей калибровкой на трёхвалковом стане. Такая схема обеспечивает равностенность и прямые углы с радиусом закругления не более 2,5 толщины стенки.
Свариваемость стали 15пс — удовлетворительная без предварительного подогрева при толщине стенки до 12 мм. Ручная дуговая сварка электродами Э42А и автоматическая сварка под флюсом АН-348А применяются при монтаже металлоконструкций. Углеродный эквивалент Ceq — 0,28–0,34 %, что исключает холодные трещины при положительных температурах окружающей среды.
Области применения
- Несущие элементы металлоконструкций: колонны, связи, прогоны в промышленных каркасах;
- Трубопроводы систем отопления, водоснабжения и пароснабжения с рабочим давлением до 6,4 МПа;
- Ограждающие конструкции и рамы технологического оборудования в цехах металлообработки;
- Опоры и стойки конвейерных линий, рольгангов, крановых путей в прокатных производствах;
- Элементы теплообменных аппаратов и кожухотрубных испарителей в химической промышленности;
- Каркасы сельскохозяйственной техники, прицепной и навесной оснастки.
В системах теплоснабжения квадратные трубы 15пс применяются для изготовления регистров отопления, компенсаторов и опорных конструкций теплотрасс. В машиностроении — для рамных элементов станков, кронштейнов и стоек промышленных роботов. Трубы поставляются длиной 4–12,5 м, возможна резка в размер по требованию заказчика.
Вопросы и ответы
Чем сталь 15пс отличается от 15кп?
Сталь 15пс — спокойная, раскислена кремнием и марганцем, содержит 0,17–0,37 % Si. Сталь 15кп — кипящая, без кремния, с повышенной ликвацией и пониженной ударной вязкостью при отрицательных температурах. Трубы 15пс предпочтительны для ответственных конструкций и трубопроводов.
При какой температуре можно эксплуатировать трубы 15пс?
Диапазон рабочих температур — от –40 C до +425 C. При более высоких температурах требуется защита от окалинообразования или замена марки на легированную сталь.
Какой максимальный размер квадрата выпускается по ГОСТ 8639?
Стандарт предусматривает квадратные трубы со стороной до 180 мм включительно. Толщина стенки для максимальных сечений — до 20 мм.
Допускается ли сварка труб 15пс без подогрева?
Да, при толщине стенки до 12 мм сварка выполняется без предварительного подогрева электродами Э42А или под флюсом АН-348А. При толщине свыше 12 мм рекомендуется подогрев до 100–150 C.
