Легированные трубы 13ХФА: характеристики стали и область применения
Легированные трубы 13ХФА — это трубный прокат, изготовленный из низколегированной конструкционной стали марки 13ХФА (класс по ГОСТ 19281, тип 13ХФА с химическим составом C 0,11–0,16 %, Cr 0,5–0,8 %, V 0,05–0,10 %, N 0,008 %). Сталь относится к хладостойким и коррозионно-стойким в атмосферных условиях маркам, применяется для изготовления бесшовных горячедеформированных и холоднодеформированных труб, работающих при температурах от –60 C до +450 C. Микролегирование ванадием и азотом обеспечивает дисперсионное твердение, повышающее предел текучести до 390–440 МПа при сохранении ударной вязкости KCU 39 Дж/см при –60 C.
Сортамент и нормативная база
Трубы из стали 13ХФА выпускаются по ГОСТ 8731–74, ГОСТ 8733–74 (бесшовные холодно- и горячедеформированные), а также по ТУ 14-3Р-55–2001 для труб нефтегазового сортамента. Диапазон наружных диаметров — 57–426 мм, толщина стенки — 4–40 мм. Поставляются в термообработанном состоянии (нормализация или нормализация с отпуском) с гарантией механических свойств в состоянии поставки.
- Бесшовные горячедеформированные — диаметр 57–426 мм, стенка 4–40 мм
- Бесшовные холоднодеформированные — диаметр 5–250 мм, стенка 0,8–24 мм
- Трубы с резьбой и муфтами для нефтегазопроводов по ГОСТ 633–80
- Трубы для трубопроводов высокого давления по ГОСТ 8734–75
- Профильные и специальные трубы по отраслевым ТУ
Механические свойства стали 13ХФА
| Показатель | Нормализация | Нормализация + отпуск | Закалка + отпуск | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести т, МПа | 323 | 343 | 440 | ГОСТ 1497 |
| Предел прочности в, МПа | 470 | 490 | 590 | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение 5, % | 21 | 20 | 16 | ГОСТ 1497 |
| Ударная вязкость KCU, Дж/см | 39 при –60 C | 39 при –60 C | 49 при –40 C | ГОСТ 9454 |
| Твёрдость HB | 170 | 165 | 220 | ГОСТ 9012 |
Технологические и эксплуатационные особенности
Сталь 13ХФА обладает ограниченной свариваемостью — углеродный эквивалент Cэкв 0,46 %, что требует предварительного подогрева до 150–200 C при сварке труб с толщиной стенки свыше 20 мм и последующей термообработки сварных соединений. Обрабатываемость резанием удовлетворительная. Склонность к отпускной хрупкости второго рода выражена слабо благодаря микролегированию ванадием.
Коррозионная стойкость в атмосферных условиях и в средах нефти с сероводородом (HS) ограничена — при парциальном давлении HS выше 0,0003 МПа требуется применение ингибиторов или переход на коррозионно-стойкие марки. В углекислотных средах (CO) скорость коррозии достигает 0,3–0,5 мм/год без защитных покрытий.
Области применения
- Трубопроводы систем поддержания пластового давления (ППД) на нефтяных месторождениях
- Технологические трубопроводы установок подготовки нефти и газа
- Трубы для паровых котлов и теплообменного оборудования с рабочей температурой до 450 C
- Металлоконструкции крановых путей и мостовых сооружений в северных регионах
- Трубные системы гидравлики горно-шахтного оборудования
- Элементы буровых вышек и противовыбросового оборудования
Вопросы и ответы
При какой температуре сохраняется работоспособность труб из стали 13ХФА?
Нижний предел эксплуатации — –60 C при условии ударной вязкости KCU 39 Дж/см. Верхний предел ограничен 450 C из-за интенсивного окалинообразования и снижения длительной прочности.
Чем отличается сталь 13ХФА от 09Г2С?
13ХФА содержит хром и ванадий вместо марганца, что обеспечивает более высокий предел текучести (до 440 МПа после закалки с отпуском) и лучшую хладостойкость при отрицательных температурах. 09Г2С имеет т не выше 345 МПа.
Требуется ли термообработка сварных швов труб 13ХФА?
Да, при толщине стенки свыше 20 мм обязателен высокий отпуск сварного соединения при 620–680 C для снятия остаточных напряжений и предотвращения холодных трещин.
Какой срок службы трубопровода из 13ХФА в системе ППД?
При отсутствии агрессивных примесей (HS, CO) и рабочем давлении до 20 МПа расчётный срок службы составляет 25–30 лет. При наличии CO без ингибирования — не более 8–12 лет.
