Профильные трубы из стали 20: сортамент и механические характеристики
Профильные трубы из стали 20 — это холоднодеформированные и горячедеформированные изделия прямоугольного и квадратного сечения, изготавливаемые из конструкционной углеродистой качественной стали. Материал относится к группе нелегированных сталей с содержанием углерода 0,17–0,24%, что определяет его прочностные характеристики и обрабатываемость. Трубы профильные сталь 20 применяются в узлах, где требуется сочетание умеренной несущей способности и технологичности при сварке, гибке и механической обработке.
Химический состав и механические свойства стали 20
Химический состав стали 20 регламентируется ГОСТ 1050 и характеризуется следующими показателями: массовая доля углерода — 0,17–0,24%, марганца — 0,35–0,65%, кремния — 0,17–0,37%. Содержание серы и фосфора ограничено значениями 0,040% и 0,035% соответственно. Хром, никель и медь присутствуют в остаточных количествах, не превышающих 0,25% каждого элемента.
Механические свойства профильных труб из стали 20 после нормализации: временное сопротивление разрыву — 410–530 МПа, предел текучести — не менее 245 МПа, относительное удлинение — не менее 25%. Твердость материала составляет 131–163 HB. Ударная вязкость KCU при температуре 20 C — не менее 59 Дж/см. Рабочий диапазон температур для статически нагруженных элементов — от –40 до +425 C.
Сортамент профильных труб из стали 20
Профильные трубы сталь 20 выпускаются по ГОСТ 8639 (квадратные) и ГОСТ 8645 (прямоугольные), а также по ГОСТ 30245 для электросварных гнутых замкнутых профилей. Размерный ряд охватывает сечения от 15 15 мм до 300 300 мм для квадратных труб и от 20 10 мм до 400 200 мм для прямоугольных. Толщина стенки варьируется от 1,0 до 12,0 мм. Длина мерная — 6,0 и 12,0 м, немерная — от 4,0 до 12,5 м.
| Сечение, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг | Момент сопротивления, см | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 40 40 | 2,0 | 2,33 | 3,55 | Опорные стойки |
| 60 60 | 3,0 | 5,25 | 10,80 | Каркасы оборудования |
| 80 80 | 4,0 | 9,29 | 23,40 | Несущие балки |
| 100 50 | 3,0 | 6,64 | 16,20 | Рамы транспортёров |
| 120 120 | 5,0 | 17,80 | 63,10 | Колонны эстакад |
Технологические особенности производства
Электросварные профильные трубы из стали 20 изготавливаются из штрипса с последующей формовкой на непрерывных станах и сваркой токами высокой частоты. После сварки труба проходит калибровку в четырехвалковых клетях, что обеспечивает точность геометрических размеров по классу точности А или Б. Холоднодеформированные трубы дополнительно проходят термическую обработку — нормализацию или высокий отпуск — для снятия внутренних напряжений и выравнивания структуры металла.
Свариваемость стали 20 оценивается как хорошая без ограничений. Материал не склонен к образованию холодных трещин при сварке в диапазоне температур от –10 C. Для ответственных сварных конструкций рекомендуется предварительный подогрев до 100–150 C при толщине стенки более 20 мм. Допускается гибка труб в холодном состоянии с радиусом не менее 2,5 диаметра сечения при толщине стенки до 4 мм.
Области применения профильных труб из стали 20
Профильные трубы сталь 20 востребованы в отраслях, где требуется сочетание конструкционной прочности и экономической эффективности. Основные направления использования:
- Несущие металлоконструкции производственных зданий — колонны, прогоны, связи жесткости;
- Рамы и станины технологического оборудования, конвейерные системы и рольганги;
- Опорные конструкции трубопроводов и технологических эстакад;
- Элементы сельскохозяйственной техники — рамы посевных агрегатов, культиваторов;
- Ограждающие конструкции, перила, лестничные марши промышленных объектов;
- Малоэтажное строительство — стропильные системы, фермы покрытий.
Для машиностроительных предприятий профильные трубы из стали 20 поставляются с допуском на кривизну не более 1 мм на 1 м длины и скручиванием до 1 на 1 м. При заказе труб для гидравлических систем и пневмолиний требуется дополнительное согласование по чистоте внутренней поверхности и отсутствию окалины.
Вопросы и ответы
Чем отличается сталь 20 от стали 09Г2С в профильных трубах?
Сталь 20 — углеродистая качественная сталь с пределом текучести 245 МПа, сталь 09Г2С — низколегированная с добавлением марганца и кремния, предел текучести — 345 МПа. Трубы из стали 09Г2С применяются при более высоких нагрузках и низких температурах до –70 C, тогда как сталь 20 эффективна при умеренных нагрузках и температурах не ниже –40 C.
Какая длина профильных труб из стали 20 считается мерной?
Мерная длина составляет 6,0 или 12,0 метров с предельными отклонениями +50 мм. Немерная длина варьируется от 4,0 до 12,5 метров. Допускается поставка труб длиной от 3,0 м в объеме не более 5% от партии.
Требуется ли термическая обработка профильных труб из стали 20 после сварки?
Для большинства конструкций термическая обработка после сварки не требуется, так как сталь 20 не склонна к закалке в зоне термического влияния. Для толстостенных труб (свыше 20 мм) в ответственных узлах рекомендуется отпуск при 600–650 C для снятия остаточных напряжений.
Какие виды коррозионной защиты применяются для профильных труб из стали 20?
Для защиты от атмосферной коррозии применяется окраска эмалями на эпоксидной или полиуретановой основе, горячее цинкование толщиной 45–85 мкм, а также комбинированные покрытия цинк-полимер. Выбор метода зависит от условий эксплуатации и требований к сроку службы конструкции.
