Легированные трубы 09ГСФ: характеристики стали и область применения
Легированные трубы 09ГСФ — это трубный прокат, изготовленный из низколегированной кремнемарганцовистой стали с добавлением ванадия, микролегированной ниобием и алюминием. Сталь марки 09ГСФ относится к классу низколегированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности, применяемых в сварных металлоконструкциях ответственного назначения. Трубы из 09ГСФ поставляются по ГОСТ 19281-2014, ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8732-78, а также по ТУ производителей для трубопроводов с рабочей температурой от –60 C до +450 C.
Химический состав стали 09ГСФ: углерод — не более 0,12 %, кремний — 0,5–0,8 %, марганец — 1,3–1,7 %, ванадий — 0,05–0,10 %, ниобий — 0,02–0,05 %, алюминий — 0,02–0,05 %, сера и фосфор — не более 0,035 % каждый. Такое сочетание обеспечивает предел текучести не менее 355 МПа при толщине стенки до 20 мм и не менее 325 МПа при толщине 20–40 мм, предел прочности — 490–590 МПа, относительное удлинение — не менее 21 %. Ударная вязкость при –60 C (KCU) — не менее 39 Дж/см.
Сортамент и способы производства
Легированные трубы 09ГСФ выпускаются в двух основных исполнениях:
- горячедеформированные бесшовные — наружный диаметр 25–426 мм, толщина стенки 3–40 мм, длина 4–12,5 м;
- холоднодеформированные бесшовные — наружный диаметр 5–250 мм, толщина стенки 0,8–24 мм, повышенная точность по ГОСТ 9567-75;
- электросварные прямошовные — диаметр 530–1420 мм, стенка 8–32 мм, для магистральных трубопроводов;
- профильные трубы (квадрат, прямоугольник) — 40 40 мм, 60 60 мм, 80 80 мм, 100 100 мм, 120 120 мм;
- трубы с термообработкой (нормализация, закалка + высокий отпуск) для повышения хладостойкости.
Бесшовные трубы из 09ГСФ производятся методом горячей прокатки на пилигримовых или непрерывных станах с последующей нормализацией. Электросварные прямошовные трубы изготавливаются методом формовки листа с продольным сварным швом, выполняемым дуговой сваркой под флюсом. Сварные соединения стали 09ГСФ обладают стойкостью к образованию холодных трещин благодаря низкому углеродному эквиваленту (Cэкв 0,44).
Механические свойства и режимы эксплуатации
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 355 | толщина 20 мм | МПа | ГОСТ 19281-2014 |
| Предел прочности | 490–590 | нормализация | МПа | ГОСТ 19281-2014 |
| Относительное удлинение | 21 | , продольные образцы | % | ГОСТ 1497-84 |
| Ударная вязкость KCU | 39 | при –60 C | Дж/см | ГОСТ 9454-78 |
| Рабочая температура | –60…+450 | длительная эксплуатация | C | ТУ 14-3Р-55-2001 |
| Углеродный эквивалент | 0,44 | свариваемость | — | ГОСТ 19281-2014 |
Области применения
Трубы 09ГСФ применяются в условиях знакопеременных нагрузок, низких климатических температур и агрессивных сред умеренной коррозионной активности:
- магистральные и промысловые нефтегазопроводы, в том числе в районах Крайнего Севера и Западной Сибири;
- технологические трубопроводы НПЗ и газоперерабатывающих заводов с рабочей температурой до +450 C;
- металлоконструкции мостовых кранов, экскаваторов, буровых вышек, карьерной техники;
- трубопроводы тепловых сетей и систем парового отопления с температурой теплоносителя до +450 C;
- опорные конструкции и элементы подъёмно-транспортного оборудования, работающего при –60 C;
- сосуды и аппараты, работающие под давлением, в химической и нефтехимической промышленности.
Сварка и монтаж
Сталь 09ГСФ сваривается всеми видами дуговой сварки: ручной дуговой (РД), автоматической под флюсом (АФ), в среде защитных газов (MIG/MAG), а также электрошлаковой сваркой. Рекомендуемые сварочные материалы: электроды типа Э50А (например, УОНИ-13/55), сварочная проволока Св-08ГСМТ, Св-10НМА. Предварительный подогрев до 100–150 C требуется при толщине стенки свыше 25 мм и температуре окружающего воздуха ниже 0 C. Термообработка сварных соединений — высокий отпуск при 620–660 C — назначается для ответственных узлов с толщиной стенки более 36 мм.
Вопросы и ответы
Чем сталь 09ГСФ отличается от 09Г2С?
Сталь 09ГСФ дополнительно микролегирована ванадием (0,05–0,10 %) и ниобием (0,02–0,05 %), что повышает предел текучести до 355 МПа против 345 МПа у 09Г2С и улучшает хладостойкость при –60 C.
При какой минимальной температуре допускается эксплуатация труб 09ГСФ?
Трубы из стали 09ГСФ в нормализованном состоянии допускают эксплуатацию при температуре до –60 C без снижения ударной вязкости ниже 39 Дж/см. Для термообработанных труб (закалка + высокий отпуск) допускается до –70 C.
Какой сортамент труб 09ГСФ доступен для заказа?
Бесшовные горячедеформированные трубы диаметром 25–426 мм со стенкой 3–40 мм, холоднодеформированные — 5–250 мм, электросварные прямошовные — 530–1420 мм, профильные — от 40 40 мм до 120 120 мм.
Требуется ли термообработка сварных швов труб 09ГСФ?
Высокий отпуск при 620–660 C назначается при толщине стенки свыше 36 мм, для сосудов под давлением и узлов, работающих при температуре ниже –40 C. При меньшей толщине термообработка не требуется.
