Плиты для трубопроводов из стали 20: конструкционный материал для фланцев, днищ и опорных элементов
Плиты для трубопроводов из стали 20 — это толстолистовой прокат из низкоуглеродистой качественной конструкционной стали марки 20 (аналог: DIN 1.0402, AISI 1020), применяемый для изготовления фланцев, днищ, опорных пластин, переходников и элементов крепления трубопроводных систем. Сталь 20 выплавляется по ГОСТ 1050 и содержит 0,17–0,24 % углерода, до 0,37 % кремния, 0,35–0,65 % марганца. Такое сочетание обеспечивает хорошую свариваемость без предварительного подогрева при толщине до 36 мм и достаточную прочность для несущих элементов трубопроводной обвязки.
Технические характеристики и сортамент
Плиты поставляются в горячекатаном или нормализованном состоянии. Предел текучести при нормализации — не менее 245 МПа, временное сопротивление — 410–530 МПа, относительное удлинение — не менее 25 %. Ударная вязкость KCU при –20 C — не менее 34 Дж/см. Толщина плит для трубопроводных деталей обычно составляет 8–160 мм, ширина — 1500–3200 мм, длина — 4000–12000 мм. Для ответственных фланцевых соединений применяют плиты с гарантией ударной вязкости при отрицательных температурах.
| Параметр | Значение | Условия испытаний | Норматив | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 245 МПа | 20 C, нормализация | ГОСТ 1050 | Фланцы, опорные пластины |
| Временное сопротивление | 410–530 МПа | 20 C | ГОСТ 1050 | Несущие элементы |
| Относительное удлинение | 25 % | 20 C | ГОСТ 1050 | Гибка, вальцовка днищ |
| Ударная вязкость KCU | 34 Дж/см | –20 C | ГОСТ 9454 | Северное исполнение |
| Толщина плиты | 8–160 мм | — | ГОСТ 19903 | Фланцы, днища, пластины |
Технологические свойства
Сталь 20 хорошо обрабатывается резанием, штампуется в горячем состоянии и сваривается всеми видами сварки, применяемыми в трубопроводном строительстве: ручной дуговой, автоматической под флюсом, аргонодуговой. Для толщин свыше 36 мм рекомендуется подогрев до 100–150 C. Плиты допускают гибку, вальцовку и вырубку заготовок под фланцы и днища. После сварки не требуется термообработка для большинства трубопроводов с рабочим давлением до 2,5 МПа.
Области применения
- Фланцы плоские приварные и свободные для трубопроводов Dy 15–600 мм по ГОСТ 12820 и ГОСТ 12821.
- Днища эллиптические и плоские для сосудов и аппаратов, работающих под давлением до 2,5 МПа.
- Опорные пластины и подкладки под трубопроводы в системах отопления, водоснабжения и технологических трубопроводах.
- Переходники, заглушки и элементы крепления в нефтегазовой, химической и энергетической отраслях.
- Заготовки для фланцев арматуры в системах вентиляции и кондиционирования промышленных объектов.
- Элементы металлоконструкций трубопроводных эстакад и опор в условиях умеренного и холодного климата.
Нормативная база
- ГОСТ 1050 — прокат сортовой из качественной конструкционной стали.
- ГОСТ 19903 — прокат листовой горячекатаный, предельные отклонения по толщине.
- ГОСТ 14637 — прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества.
- ГОСТ 12820, ГОСТ 12821 — фланцы арматуры и трубопроводов.
- ГОСТ 9454 — метод испытания на ударный изгиб при пониженных температурах.
Вопросы и ответы
Какая максимальная толщина плиты из стали 20 для фланцев?
Для фланцевых заготовок применяют плиты толщиной до 160 мм. При толщине свыше 36 мм требуется предварительный подогрев до 100–150 C перед сваркой.
При какой температуре сохраняется ударная вязкость стали 20?
При нормализации сталь 20 обеспечивает KCU не менее 34 Дж/см при –20 C. Для эксплуатации при –40 C и ниже требуется гарантия ударной вязкости по ГОСТ 9454 после термообработки.
Можно ли использовать плиты из стали 20 для сосудов под давлением?
Да, при рабочем давлении до 2,5 МПа и температуре стенки от –20 до +300 C. Для более высоких параметров применяют стали 09Г2С или 16ГС.
Чем сталь 20 отличается от стали 3 для трубопроводных плит?
Сталь 20 — качественная конструкционная сталь с нормированным химическим составом и гарантированными механическими свойствами. Сталь 3 (Ст3) — сталь обыкновенного качества с более широким разбросом свойств, что ограничивает её применение в ответственных фланцах.
