Штампосварные отводы из стали 20: характеристики, сортамент и применение
Штампосварной отвод из стали 20 — деталь трубопровода, изготовленная методом горячей штамповки двух полугибов (полуотводов) с последующей продольной сваркой. Сталь 20 (ГОСТ 1050) — углеродистая качественная конструкционная сталь с содержанием углерода 0,17–0,24 %, обеспечивающая предел прочности 410–450 МПа и предел текучести не менее 245 МПа. Такое сочетание технологичности штамповки и достаточной прочности делает отводы востребованными в системах с рабочим давлением до 16 МПа и температурой среды от –40 C до +425 C.
Конструктивные особенности и технология
Заготовку получают горячей штамповкой на кривошипных прессах или гидравлических прессах при температуре 1150–1250 C, после чего два полуотвода стыкуют и сваривают продольным швом. Сварной шов проходит неразрушающий контроль: радиографию или ультразвуковую дефектоскопию по ГОСТ 3242. Термообработка — нормализация при 880–920 C — снимает остаточные напряжения и восстанавливает структуру после деформации. Угол гиба стандартно составляет 45, 90 или 180; радиус гиба — 1,0D или 1,5D (D — наружный диаметр трубы).
По сравнению с секторными и крутоизогнутыми аналогами штампосварная конструкция даёт меньшую толщину стенки при равной прочности и снижает гидравлическое сопротивление за счёт плавного профиля гиба. Коэффициент гидравлического сопротивления — 0,2–0,3.
Сортамент и технические параметры
| Наружный диаметр, мм | Толщина стенки, мм | Угол гиба | Радиус гиба | Рабочее давление, МПа |
|---|---|---|---|---|
| 57 | 3,5–5,0 | 90 | 1,5D | 16,0 |
| 108 | 4,0–6,0 | 90 | 1,5D | 10,0 |
| 159 | 5,0–8,0 | 45 | 1,0D | 6,3 |
| 219 | 6,0–10,0 | 90 | 1,5D | 4,0 |
| 325 | 8,0–12,0 | 90 | 1,5D | 2,5 |
| 426 | 10,0–14,0 | 45 | 1,0D | 1,6 |
Нормативная база
- ГОСТ 17375 — отводы крутоизогнутые штампосварные, основные размеры и технические требования;
- ГОСТ 1050 — сталь 20, химический состав и механические свойства;
- ГОСТ 3242 — контроль качества сварных соединений;
- ГОСТ 17380 — детали трубопроводов бесшовные и сварные, общие технические условия;
- ТУ 1461-001-XXXXXXX — при изготовлении по техническим условиям заказчика.
Области применения
- Технологические трубопроводы нефтеперекачивающих станций и установок подготовки нефти;
- Тепловые сети и системы отопления с теплоносителем — перегретой водой или паром;
- Пневмотранспортные линии и воздуховоды систем аспирации на металлургических предприятиях;
- Водопроводы технической воды и оборотные системы охлаждения компрессорных установок;
- Трубопроводы химических производств, транспортирующие неагрессивные и слабоагрессивные среды.
Условия эксплуатации и ограничения
Отводы из стали 20 не предназначены для сред с высокой коррозионной активностью (сероводород, концентрированные кислоты, хлориды) без дополнительного защитного покрытия. При температуре ниже –40 C наблюдается охрупчивание металла шва, поэтому для криогенных систем применяют легированные стали. Для агрессивных сред используют отводы из 09Г2С, 12Х18Н10Т или с внутренним антикоррозионным покрытием.
Вопросы и ответы
Какое максимальное рабочее давление выдерживает штампосварной отвод из стали 20?
Для отводов диаметром 57 мм с толщиной стенки 5,0 мм рабочее давление достигает 16 МПа. С увеличением диаметра и снижением толщины стенки давление уменьшается до 1,6–2,5 МПа.
Чем штампосварной отвод отличается от крутоизогнутого?
Штампосварной изготавливается сваркой двух полуотводов, крутоизогнутый — гибкой цельной трубы. Штампосварной дешевле при больших диаметрах, но имеет продольный сварной шов, требующий контроля.
При какой температуре эксплуатируются отводы из стали 20?
Диапазон рабочих температур — от –40 C до +425 C. При более высоких температурах начинается интенсивное окалинообразование и ползучесть.
Какой радиус гиба выбрать — 1,0D или 1,5D?
Радиус 1,5D обеспечивает меньшее гидравлическое сопротивление и применяется в большинстве трубопроводов. Радиус 1,0D используется при ограниченном пространстве монтажа.
