Квадратные бесшовные стальные трубы 20кп в Минске

Квадратные бесшовные стальные трубы 20кп: конструкционные характеристики и применение

Квадратные бесшовные стальные трубы из стали 20кп представляют собой холоднодеформированный или горячедеформированный сортамент с замкнутым профилем квадратного сечения, изготовленный из кипящей конструкционной углеродистой стали. Марка 20кп регламентируется ГОСТ 1050 и характеризуется пониженным содержанием кремния (не более 0,07%), что определяет специфику ее механического поведения и свариваемости. Бесшовное исполнение исключает наличие продольного сварного шва, что обеспечивает равнопрочность сечения по периметру и делает трубу пригодной для работы под внутренним давлением в гидравлических и пневматических системах.

Металлургические особенности стали 20кп

Кипящая сталь 20кп отличается от спокойной стали 20 пониженной степенью раскисления, что отражается на ее химическом составе и технологических свойствах. Содержание углерода находится в диапазоне 0,17–0,24%, марганца — 0,35–0,65%. Отсутствие полного раскисления кремнием и алюминием приводит к повышенной склонности к ликвации серы и фосфора в центральной зоне слитка, что необходимо учитывать при проектировании ответственных узлов, работающих при знакопеременных нагрузках.

Механические характеристики труб из стали 20кп после нормализации или горячей деформации: временное сопротивление разрыву — 410–530 МПа, предел текучести — не менее 245 МПа, относительное удлинение — не менее 24%. Твердость по Бринеллю обычно составляет 131–179 НВ. Ударная вязкость KCU при +20 C — не менее 59 Дж/см. Рабочий диапазон температур ограничен: сталь 20кп сохраняет пластичность до –20 C, при более низких температурах наблюдается склонность к хладноломкости.

Геометрические параметры и точность изготовления

Квадратные бесшовные трубы 20кп выпускаются со стороной сечения от 40 до 180 мм при толщине стенки 4–14 мм. По точности прокатки изделия подразделяются на трубы обычной и повышенной точности. Предельные отклонения по стороне квадрата составляют 1,5% для обычной точности и 0,8% для повышенной. Отклонение по толщине стенки не превышает 12,5% номинального значения. Скручивание профиля вокруг продольной оси не должно превышать 1 мм на 1 метр длины.

Кривизна трубы на любом участке длиной 1 метр не превышает 1,5 мм для профилей с толщиной стенки до 8 мм и 2,0 мм для более толстостенных. Овальность и разностенность контролируются в соответствии с требованиями ГОСТ 8639. Длина труб поставляется немерная (4–12,5 м), мерная или кратная мерной с допуском +50 мм.

Технология производства и контроль качества

Бесшовные квадратные трубы 20кп изготавливаются двумя способами: горячей прокаткой на трубопрокатных агрегатах с последующим калиброванием в квадратной калибровке или холодной деформацией (волочением) из круглой горячекатаной заготовки. Холоднодеформированные трубы отличаются более точными геометрическими размерами и повышенным качеством поверхности — шероховатость Ra не более 6,3 мкм. Горячедеформированные трубы имеют окалину на поверхности, которая удаляется травлением или дробеструйной обработкой по требованию заказчика.

Каждая партия труб проходит контроль химического состава, механических испытаний на растяжение, замеров геометрии и гидравлических испытаний пробным давлением. Для труб, работающих под давлением, проводится неразрушающий контроль ультразвуковым методом на сплошность материала. По требованию заказчика выполняется контроль твердости, испытание на сплющивание и загиб.

Применение в промышленных конструкциях

Квадратные бесшовные трубы 20кп востребованы в узлах, где сочетание замкнутого профиля и отсутствия сварного шва критично для несущей способности:

• несущие элементы строительных металлоконструкций — колонны, стойки, раскосы ферм, работающие на сжатие с потерей устойчивости;
• гидроцилиндры и пневмоцилиндры мобильной техники — штоки, корпуса, работающие под внутренним давлением до 20 МПа;
• валы и трансмиссионные элементы сельскохозяйственных машин, испытывающие крутящий момент;
• элементы грузоподъемного оборудования — стрелы кранов, траверсы, работающие при динамическом нагружении;
• рамные конструкции промышленных роботов и станков с ЧПУ, требующие высокой жесткости при минимальной массе;
• опорные конструкции конвейерных линий и вибрационных грохотов в горнорудной промышленности.

Свариваемость стали 20кп удовлетворительная, однако из-за повышенной склонности к старению и ликвации рекомендуется применять низкоуглеродистые электроды и предварительный подогрев до 100–150 C при толщине стенки более 10 мм. После сварки желателен отпуск для снятия остаточных напряжений. Для защиты от коррозии трубы окрашиваются, оцинковываются или подвергаются другим видам антикоррозионной обработки в зависимости от условий эксплуатации.

Вопросы и ответы