Прямоугольные бесшовные стальные трубы 20кп: конструкционный прокат из углеродистой стали обыкновенного качества
Прямоугольные бесшовные трубы 20кп — горячедеформированный профильный прокат, изготовленный из углеродистой стали марки 20кп (кипящая). В отличие от спокойной стали 20, кипящая сталь 20кп раскислена только марганцем без алюминия и кремния, что даёт повышенное содержание кислорода в металле и характерное строение слитка: плотная корковая зона и развитая осевая пористость. Бесшовная технология (прошивка гильзы, продольная прокатка, редуцирование) обеспечивает монолитность стенки без сварного шва и равнопрочность по всему периметру сечения.
Сортамент и геометрические параметры
Профиль формируется на редукционно-растяжных станах или в калибрах продольной прокатки. Типовые размеры: сторона 20–180 мм, толщина стенки 2–14 мм, длина мерная 4–12,5 м. Отклонения по стенке — в пределах 12,5 % для горячедеформированных труб, кривизна — не более 1,5 мм на 1 м длины. Углы профиля выполняются с наружным радиусом скругления, регламентированным ГОСТ 8639-82 и ГОСТ 8732-78.
| Типоразмер, мм | Толщина стенки, мм | Площадь сечения, см | Масса 1 м, кг | Момент инерции, см |
|---|---|---|---|---|
| 40 40 | 3,0 | 4,28 | 3,36 | 7,84 |
| 60 40 | 4,0 | 7,44 | 5,84 | 31,2 |
| 80 60 | 5,0 | 12,9 | 10,1 | 98,5 |
| 100 80 | 6,0 | 19,7 | 15,5 | 248 |
| 120 80 | 8,0 | 29,3 | 23,0 | 462 |
| 140 100 | 10,0 | 43,4 | 34,1 | 1080 |
Механические свойства стали 20кп
Сталь 20кп по ГОСТ 1050-2013 имеет следующие нормируемые характеристики в состоянии поставки (горячекатаная):
- предел прочности в — 412–432 МПа;
- предел текучести т — не менее 245 МПа;
- относительное удлинение — не менее 25 %;
- ударная вязкость KCU при +20 C — не менее 88 Дж/см;
- твёрдость — 156–170 HB (без термообработки).
Кипящая сталь склонна к деформационному старению: после холодной правки или гибки ударная вязкость снижается на 20–30 %. Для ответственных конструкций, работающих при отрицательных температурах, применение 20кп ограничено — хладноломкость проявляется уже при –20 C. Трубы из 20кп не предназначены для эксплуатации в диапазоне –40…–60 C без дополнительных испытаний на ударный изгиб.
Технологические особенности и свариваемость
Бесшовные прямоугольные трубы 20кп обрабатываются резанием, гибкой, развальцовкой. Свариваемость ограниченно удовлетворительная: из-за повышенного содержания серы и фосфора (до 0,040 % каждого) в зоне термического влияния возможно образование горячих трещин. Рекомендуется сварка электродами с основным покрытием (Э50А, Э46) с предварительным подогревом до 150–200 C при толщине стенки свыше 10 мм. Для конструкций с динамическими нагрузками предпочтительна замена на спокойную сталь 20 или 20Г2С.
Области применения
- Несущие рамы и каркасы металлоконструкций в гражданском строительстве (ограждения, лестничные марши, навесы).
- Элементы сельскохозяйственной техники: бороны, культиваторы, стойки подвески.
- Опоры трубопроводов и воздуховодов систем вентиляции промышленных цехов.
- Металлическая мебель, стеллажные системы, торговое оборудование.
- Заготовки для механической обработки в станкостроении (при невысоких требованиях к прочности).
Нормативная база
Производство регламентируется ГОСТ 8732-78 (горячедеформированные бесшовные), ГОСТ 8639-82 (профильные), ГОСТ 1050-2013 (марка стали). Приёмка — по ГОСТ 10692-2015. Трубы поставляются без термообработки, с испытанием гидравлическим давлением или без него (по согласованию).
Вопросы и ответы
Чем сталь 20кп отличается от стали 20?
20кп — кипящая сталь, раскисленная только марганцем, с повышенным содержанием кислорода и развитой осевой пористостью слитка. Сталь 20 — спокойная, раскислена кремнием и алюминием, имеет более плотную структуру и стабильные свойства при отрицательных температурах.
Допускается ли эксплуатация труб 20кп при –40 C?
Нет. Ударная вязкость стали 20кп резко падает при температурах ниже –20 C. Для климатических зон с расчётной температурой –40 C и ниже применяют трубы из спокойных марок (20, 20Г2С) или низколегированных сталей.
Можно ли гнуть прямоугольные бесшовные трубы 20кп?
Да, холодная гибка возможна при радиусе не менее 3–4 наружных сторон профиля. После гибки рекомендуется отжиг при 680–720 C для снятия наклёпа, так как кипящая сталь склонна к деформационному старению.
Какие электроды применяются для сварки труб 20кп?
Для ручной дуговой сварки используют электроды типа Э46 или Э50А с основным покрытием. При толщине стенки более 10 мм необходим предварительный подогрев до 150–200 C для предотвращения горячих трещин.
