Стальные трубы Сталь 3: сортамент, характеристики и применение
Стальные трубы из стали марки Ст3 — это трубный прокат из углеродистой стали обыкновенного качества, выпускаемый по ГОСТ 380 и поставляемый по ГОСТ 10704 (прямошовные электросварные), ГОСТ 8732 и ГОСТ 8734 (бесшовные горячедеформированные и холоднодеформированные), ГОСТ 3262 (водогазопроводные). Марка Ст3 относится к группе спокойных, полуспокойных и кипящих сталей с гарантированным пределом прочности при растяжении 370–490 МПа и пределом текучести 235–245 МПа в зависимости от толщины стенки. Именно сочетание «труба + Ст3» определяет область применения: неответственные металлоконструкции, трубопроводы низкого давления, системы отопления, водоснабжения и технологические обвязки.
Сортамент и геометрические параметры
Трубы из стали 3 выпускаются в широком диапазоне типоразмеров. Наружный диаметр электросварных прямошовных труб по ГОСТ 10704 составляет от 10 до 1420 мм, толщина стенки — от 1,0 до 32 мм. Бесшовные горячедеформированные трубы по ГОСТ 8732 охватывают диапазон 20–550 мм по наружному диаметру при стенке 2,5–75 мм. Водогазопроводные трубы по ГОСТ 3262 имеют условный проход DN 6–150 мм и подразделяются на лёгкие, обыкновенные и усиленные серии.
Длина мерных труб — 4–12 м, немерных — 1,5–12 м. Кривизна на 1 м длины не превышает 1,5 мм для бесшовных и 2 мм для сварных. Овальность и разностенность регламентируются стандартом и не должны выводить размеры за предельные отклонения. Для труб из Ст3 характерна поставка без термической обработки или после нормализации.
Механические свойства и химический состав
Сталь 3 содержит 0,14–0,22 % углерода, 0,40–0,65 % марганца, 0,15–0,30 % кремния (для спокойной), до 0,30 % кремния (для кипящей), не более 0,30 % серы и 0,040 % фосфора. Относительное удлинение — не менее 21–26 % в зависимости от категории. Ударная вязкость при температуре –20 C для категории 3 составляет не менее 34 Дж/см.
| Параметр | Ст3сп | Ст3пс | Ст3кп | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 370–490 | 370–490 | 370–490 | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести, МПа | 245 | 245 | 235 | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение, % | 26 | 25 | 23 | ГОСТ 1497 |
| Ударная вязкость, Дж/см | 34 | 34 | 34 | ГОСТ 9454 |
| Свариваемость | без ограничений | без ограничений | ограниченная | ГОСТ 380 |
Технологические особенности и сварка
Трубы из стали 3 обладают удовлетворительной свариваемостью. Для Ст3сп и Ст3пс применяют ручную дуговую сварку электродами Э42 или Э46, автоматическую сварку под флюсом, а также сварку в среде защитных газов. Кипящая сталь Ст3кп склонна к образованию горячих трещин и требует ограничения погонной энергии. Предварительный подогрев не требуется при толщине стенки до 36 мм и температуре окружающей среды выше 0 C.
Гибка труб выполняется в холодном состоянии для диаметров до 40 мм и с нагревом до 900–950 C для больших сечений. Резка возможна газоплазменным, механическим или абразивным способом. Обработка резанием не вызывает затруднений благодаря низкой твёрдости — 120–150 HB.
Области применения
- Трубопроводы систем отопления, холодного и горячего водоснабжения с рабочим давлением до 1,6 МПа.
- Металлоконструкции каркасов зданий, опор ЛЭП, эстакад и пролётных строений мостов.
- Технологические обвязки компрессорных и насосных станций, воздуховоды систем аспирации.
- Элементы кожухов теплообменников, бункеров и ёмкостей в металлургическом производстве.
- Опоры трубопроводов, хомуты, траверсы и крепёжные элементы грузоподъёмных механизмов.
- Ограждающие конструкции, перила, лестничные марши в промышленном строительстве.
Условия эксплуатации и ограничения
Трубы из стали 3 работоспособны в диапазоне температур от –40 C до +425 C. При температуре выше 425 C начинается интенсивное окалинообразование, а при отрицательных температурах ниже –40 C возрастает риск хрупкого разрушения, особенно для кипящей стали. Для эксплуатации в агрессивных средах требуется защитное покрытие: цинкование, эпоксидная или полиуретановая изоляция. В средах с сероводородом применение ограничено из-за склонности к сульфидному растрескиванию.
Вопросы и ответы
Чем отличаются трубы из Ст3сп, Ст3пс и Ст3кп?
Ст3сп — спокойная сталь с полным раскислением кремнием, наиболее однородная по структуре. Ст3пс — полуспокойная, занимает промежуточное положение. Ст3кп — кипящая, содержит меньше кремния, имеет повышенную ликвацию и ограниченную свариваемость.
При какой температуре можно эксплуатировать трубы из стали 3?
Диапазон рабочих температур — от –40 C до +425 C. Для кипящей стали нижний предел ограничен –20 C из-за склонности к хрупкому разрушению.
Какие стандарты регламентируют производство труб из стали 3?
Электросварные прямошовные — ГОСТ 10704, бесшовные горячедеформированные — ГОСТ 8732, холоднодеформированные — ГОСТ 8734, водогазопроводные — ГОСТ 3262. Марка стали по ГОСТ 380.
Допускается ли гибка труб из стали 3 без нагрева?
Холодная гибка допустима для труб наружным диаметром до 40 мм с радиусом гиба не менее 3–4 диаметров. Для больших сечений применяют местный нагрев до 900–950 C.
