Стальные трубы Ст6пс: характеристики, сортамент и применение
Стальные трубы Ст6пс — это трубный прокат, изготовленный из углеродистой стали полуспокойной степени раскисления с гарантированным химическим составом по ГОСТ 380. Маркировка «пс» указывает на полуспокойную технологию разливки: сталь занимает промежуточное положение между спокойной и кипящей, что обеспечивает более плотную структуру слитка по сравнению с кипящей сталью при меньшей стоимости, чем у спокойной. Содержание углерода в стали Ст6пс — 0,38–0,49 %, что относит её к высокоуглеродистым конструкционным сталям общего назначения. Именно повышенное содержание углерода определяет прочностные характеристики труб и одновременно ограничивает их свариваемость.
Нормативная база и сортамент
Трубы из стали Ст6пс выпускают по нескольким стандартам в зависимости от способа производства и назначения. Бесшовные горячедеформированные трубы регламентируются ГОСТ 8732 (сортамент) и ГОСТ 8731 (технические требования). Электросварные прямошовные — ГОСТ 10704 (сортамент) и ГОСТ 10705 (технические требования). Водогазопроводные трубы с резьбой — ГОСТ 3262. Основные параметры сортамента:
- наружный диаметр бесшовных труб — 20–550 мм;
- толщина стенки — 2,5–75 мм;
- наружный диаметр электросварных — 10–1420 мм;
- толщина стенки электросварных — 1,5–32 мм;
- длина мерная — 4–12,5 м, немерная — 1,5–12,5 м;
- кривизна на 1 м длины — не более 1,5 мм для бесшовных.
Механические свойства и химический состав
Механические характеристики труб Ст6пс определяются состоянием поставки. В горячекатаном состоянии без термообработки предел прочности составляет 590–740 МПа, предел текучести — не менее 315 МПа, относительное удлинение — 14–20 %. После нормализации показатели снижаются: в — 410–590 МПа, т — не менее 245 МПа. Ударная вязкость при температуре –40 C для труб ответственного назначения — не менее 29 Дж/см. Химический состав по ГОСТ 380: углерод 0,38–0,49 %, кремний 0,05–0,17 % (остаток от раскисления), марганец 0,50–0,80 %, фосфор 0,040 %, сера 0,050 %, хром 0,30 %, никель 0,30 %, медь 0,30 %.
| Параметр | Горячекатаное состояние | Нормализация | Электросварные | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 590–740 | 410–590 | 590 | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести, МПа | 315 | 245 | 315 | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение, % | 14–18 | 18–22 | 14 | ГОСТ 1497 |
| Ударная вязкость KCU, Дж/см | 29 | 39 | 29 | ГОСТ 9454 |
| Твёрдость HB, не более | 241 | 197 | 241 | ГОСТ 9012 |
Технологические особенности
Высокое содержание углерода в стали Ст6пс ограничивает свариваемость: углеродный эквивалент Cэкв = C + Mn/6 + Si/24 + Cr/5 + Ni/15 + Cu/14 достигает 0,55–0,62 %, что превышает порог 0,45 %, выше которого требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 150–250 C, а также последующая термообработка сварного шва. Для ручной дуговой сварки применяют электроды типа Э50А, для автоматической — проволоку Св-08Г2С под флюсом АН-348А. Без подогрева сварка допустима только для тонкостенных труб при толщине стенки до 4 мм с использованием электродов с низким содержанием водорода.
Обрабатываемость резанием удовлетворительная в нормализованном состоянии; в горячекатаном — пониженная из-за высокой твёрдости. Гибочные операции выполняют с радиусом не менее 3D при холодной гибке и не менее 1,5D при горячей (900–1050 C).
Области применения
Трубы Ст6пс применяют там, где требуется повышенная прочность при умеренной пластичности и не предъявляются высокие требования к свариваемости:
- несущие металлоконструкции мостовых кранов и крановых путей;
- элементы каркасов промышленных зданий и эстакад;
- буровые штанги и обсадные колонны в горнодобывающей отрасли;
- трубопроводы технической воды и пульпы на обогатительных фабриках;
- детали сельскохозяйственной техники — стойки культиваторов, рамы плугов;
- опоры линий электропередачи и антенно-мачтовые сооружения.
Вопросы и ответы
Чем сталь Ст6пс отличается от Ст6сп?
Ст6сп — спокойная сталь с кремнием 0,15–0,35 % и более плотной структурой слитка; Ст6пс — полуспокойная с кремнием 0,05–0,17 %. Механические свойства близки, но спокойная сталь имеет меньшую анизотропию и лучше работает при отрицательных температурах.
Можно ли сваривать трубы из Ст6пс без подогрева?
При толщине стенки до 4 мм — да, с электродами типа Э50А с низким содержанием водорода. При большей толщине требуется подогрев 150–250 C и последующая термообработка из-за углеродного эквивалента выше 0,55 %.
Какие трубы из Ст6пс поставляются с гидроиспытанием?
Бесшовные трубы по ГОСТ 8731 проходят гидравлическое испытание давлением, рассчитанным по формуле ГОСТ 3845, при условии заказа «трубы с испытательным давлением». Электросварные по ГОСТ 10705 испытывают на герметичность шва.
При какой температуре эксплуатируются трубы Ст6пс?
Диапазон — от –40 C до +425 C. Ниже –40 C ударная вязкость падает ниже нормативных значений; выше +425 C начинается интенсивное окалинообразование и снижение длительной прочности.
