Профильные стальные трубы 15ГФ: характеристики и применение
Профильные стальные трубы из стали марки 15ГФ — это гнутые и горячекатаные замкнутые профили (квадратные, прямоугольные, овальные), изготовленные из низколегированной конструкционной стали, легированной марганцем и ванадием. Марка 15ГФ регламентируется ГОСТ 19281-2014 и ГОСТ 19282-73; содержание углерода — 0,12–0,18 %, марганца — 0,8–1,1 %, ванадия — 0,05–0,10 %. Ванадий обеспечивает мелкозернистую структуру, повышая предел текучести до 355–390 МПа при сохранении удовлетворительной свариваемости (углеродный эквивалент Ceq 0,46).
Сортамент и геометрические параметры
Профильные трубы 15ГФ выпускаются по ГОСТ 30245-2003 (гнутые замкнутые сварные профили) и ГОСТ 8645-68 (прямоугольные). Типовые размеры: квадрат 40 40 – 180 180 мм, прямоугольник 40 20 – 200 120 мм, толщина стенки — 2–12 мм. Предельные отклонения по стенке — 10 %, по наружному размеру — 1,5 %. Кривизна — не более 1,5 мм на 1 м длины. Трубы поставляются длиной 6–12 м (мерная, немерная, кратная).
| Типоразмер, мм | Толщина стенки, мм | Предел текучести, МПа | Масса 1 м, кг | Способ производства |
|---|---|---|---|---|
| 60 60 | 4,0 | 355 | 6,82 | гнутый сварной |
| 80 80 | 5,0 | 355 | 11,44 | гнутый сварной |
| 100 100 | 6,0 | 355 | 17,22 | гнутый сварной |
| 120 80 | 5,0 | 355 | 14,30 | гнутый сварной |
| 140 140 | 8,0 | 355 | 32,10 | горячекатаный |
| 180 180 | 10,0 | 355 | 51,30 | горячекатаный |
Механические свойства и хладостойкость
Сталь 15ГФ после нормализации или контролируемой прокатки обеспечивает:
- предел прочности в — 490–590 МПа;
- предел текучести т — 355–390 МПа;
- относительное удлинение 5 — не менее 21 %;
- ударная вязкость KCU при –40 C — не менее 39 Дж/см;
- ударная вязкость KCU при –60 C — не менее 29 Дж/см (для категории 6);
- твердость — не более 180 HB.
Хладостойкость до –60 C позволяет применять профильные трубы 15ГФ в металлоконструкциях, эксплуатируемых в климатических зонах с расчетной температурой ниже –40 C (районы Крайнего Севера, нефтегазовые промыслы Западной Сибири).
Технологические особенности
Сварка профильных труб 15ГФ выполняется электродами Э50А или сварочной проволокой Св-08Г2С в среде CO. Предварительный подогрев не требуется при толщине стенки до 20 мм и температуре окружающего воздуха выше –10 C. Резка — плазменная, лазерная или абразивная. Гибка в холодном состоянии допустима при радиусе не менее 3 h (h — высота профиля).
Области применения
- Несущие каркасы быстровозводимых зданий и ангаров (колонны, фермы, прогоны).
- Металлоконструкции мостовых кранов и крановых путей в цехах металлургических производств.
- Опорные рамы буровых установок и вышек в нефтегазодобыче.
- Мачты освещения, опоры ЛЭП, антенно-мачтовые сооружения связи.
- Рамы сельскохозяйственной техники (сеялки, культиваторы, прицепы).
- Элементы конвейерных галерей и эстакад на горно-обогатительных комбинатах.
Вопросы и ответы
Чем сталь 15ГФ отличается от стали 09Г2С применительно к профильным трубам?
Сталь 15ГФ содержит ванадий, который обеспечивает более высокий предел текучести (355–390 МПа против 345 МПа у 09Г2С) при меньшем содержании марганца. Это позволяет снизить металлоемкость конструкций на 5–8 % при равной несущей способности.
При какой минимальной температуре можно эксплуатировать профильные трубы 15ГФ?
Для категории поставки 6 по ГОСТ 19281-2014 ударная вязкость нормируется при –60 C, что допускает эксплуатацию в условиях Крайнего Севера. Для категории 5 минимальная расчетная температура — –40 C.
Требуется ли термообработка сварных соединений труб 15ГФ?
При толщине стенки до 20 мм и использовании электродов Э50А термообработка не требуется. При толщине свыше 20 мм или повышенных требованиях к ударной вязкости шва рекомендуется высокий отпуск при 600–650 C.
Какой углеродный эквивалент у стали 15ГФ и как он влияет на свариваемость?
Углеродный эквивалент Ceq составляет 0,40–0,46 %, что соответствует удовлетворительной свариваемости без предварительного подогрева при толщине стенки до 20 мм и температуре воздуха выше –10 C.
