Труба стальная диаметром 110 мм из стали 20ХГР: характеристики и применение
Труба стальная диаметром 110 мм из стали марки 20ХГР — горячедеформированная бесшовная продукция, изготовляемая по ГОСТ 8732-78 и ГОСТ 8734-75. Сталь 20ХГР — низколегированная хромомарганцевая конструкционная сталь, содержащая 0,8–1,1 % хрома и 0,8–1,1 % марганца, что обеспечивает предел текучести не менее 355 МПа и ударную вязкость KCU не ниже 59 Дж/см при температуре –40 C. Труба с наружным диаметром 110 мм выпускается с толщиной стенки от 4 до 20 мм и применяется в условиях знакопеременных и ударных нагрузок.
Сортамент и геометрические параметры
Наружный диаметр 110 мм соответствует ряду стандартных размеров бесшовных труб. В зависимости от толщины стенки масса погонного метра изменяется от 10,45 кг (стенка 4 мм) до 44,38 кг (стенка 20 мм). Предельные отклонения по наружному диаметру — 1 % при обычной точности изготовления, 0,8 % при повышенной. Кривизна на любом участке длиной 1 м не превышает 1,5 мм. Трубы поставляются длиной 4–12,5 м, немерной, мерной или кратной длины.
| Толщина стенки, мм | Внутренний диаметр, мм | Масса 1 м, кг | Площадь сечения, см | Момент сопротивления, см |
|---|---|---|---|---|
| 4,0 | 102,0 | 10,45 | 13,32 | 34,1 |
| 6,0 | 98,0 | 15,39 | 19,60 | 48,4 |
| 8,0 | 94,0 | 20,13 | 25,64 | 61,3 |
| 10,0 | 90,0 | 24,66 | 31,42 | 72,6 |
| 12,0 | 86,0 | 29,00 | 36,94 | 82,5 |
| 16,0 | 78,0 | 37,10 | 47,25 | 98,7 |
Механические свойства стали 20ХГР
Термическая обработка труб из 20ХГР — нормализация или улучшение (закалка + высокий отпуск). После улучшения достигаются следующие показатели:
- предел прочности в — 590–735 МПа;
- предел текучести т — не менее 355 МПа;
- относительное удлинение 5 — не менее 18 %;
- ударная вязкость KCU при –40 C — не менее 59 Дж/см;
- твёрдость после нормализации — 170–217 HB.
Хромомарганцевая композиция обеспечивает прокаливаемость до 25–30 мм, что при толщине стенки до 20 мм гарантирует сквозную закалку по сечению. Сталь сохраняет работоспособность в интервале температур от –60 C до +450 C. При содержании углерода 0,16–0,23 % свариваемость ограниченно свариваемая — требуется предварительный подогрев до 150–200 C и последующая термообработка сварных соединений.
Области применения
Труба 110 8–16 мм из 20ХГР востребована в следующих инженерных системах и оборудовании:
- несущие металлоконструкции мостовых кранов и порталов, работающих при динамических нагрузках;
- элементы буровых установок и нефтегазового оборудования — переводники, ведущие трубы, обсадные колонны;
- гидроцилиндры и пневмоцилиндры строительной и горнодобывающей техники;
- трубопроводы высокого давления в системах гидроразрыва пласта;
- каркасы грузовых вагонов и рам тяжёлого транспортного машиностроения;
- теплообменное оборудование металлургических агрегатов с рабочей температурой до 450 C.
Нормативная база и контроль качества
Поставка осуществляется по ГОСТ 8732-78 (горячедеформированные бесшовные) и ГОСТ 8734-75 (холоднодеформированные). Химический состав регламентируется ГОСТ 4543-2016. Обязательные испытания включают: растяжение, ударный изгиб при отрицательных температурах, гидравлическое испытание давлением до 20 МПа, ультразвуковую дефектоскопию. По требованию заказчика проводится контроль макро- и микроструктуры, определение загрязнённости неметаллическими включениями по ГОСТ 1778.
Вопросы и ответы
Какое максимальное рабочее давление выдерживает труба 110 мм из стали 20ХГР?
При толщине стенки 10 мм и пределе текучести 355 МПа допустимое рабочее давление составляет около 32 МПа с коэффициентом запаса 1,5. Точное значение рассчитывается по ГОСТ 32388 с учётом температурной поправки.
Требуется ли термообработка сварных швов трубы 20ХГР?
Да. Из-за содержания углерода до 0,23 % и хрома до 1,1 % сварные соединения склонны к образованию закалочных структур. Рекомендуется предварительный подогрев 150–200 C и высокий отпуск при 650–680 C после сварки.
Чем сталь 20ХГР отличается от стали 20 при том же диаметре трубы?
Сталь 20ХГР содержит хром и марганец, что повышает предел текучести с 245 до 355 МПа и ударную вязкость при –40 C. Это позволяет снизить металлоёмкость конструкции на 20–25 % при равной несущей способности.
Возможна ли поставка трубы 110 мм из 20ХГР с антикоррозионным покрытием?
Да. Применяются наружные покрытия на основе эпоксидных смол, трёхслойная полиэтиленовая изоляция, а также внутреннее цементно-песчаное или эпоксидное покрытие для трубопроводов водоснабжения и нефтесбора.
