Труба стальная профильная бесшовная Ст2пс — конструкционные характеристики и применение
Труба стальная профильная бесшовная Ст2пс — это холодно- или горячедеформированное изделие квадратного или прямоугольного сечения, изготовленное из углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст2пс (полуспокойная). В отличие от электросварных профильных труб, бесшовный прокат не имеет продольного шва, что обеспечивает равнопрочность по всему периметру сечения и делает его пригодным для работы под высоким внутренним давлением, знакопеременными и вибрационными нагрузками.
Сталь Ст2пс характеризуется низким содержанием углерода (0,09–0,15%), что определяет её высокую пластичность, свариваемость и способность к холодной деформации без потери целостности. Полуспокойная раскислённость металла обеспечивает промежуточную степень раскисления между кипящей и спокойной сталью: изделие имеет более однородную структуру, чем Ст2кп, при этом сохраняет экономичность производства. Предел текучести стали — 215–235 МПа, временное сопротивление разрыву — 330–420 МПа, относительное удлинение — не менее 31%.
Сортамент и геометрические параметры
Профильные бесшовные трубы Ст2пс выпускаются по ГОСТ 8639-82 (квадратные) и ГОСТ 8645-68 (прямоугольные). Размерный ряд охватывает сечения от 40 40 мм до 180 180 мм для квадратных и от 50 30 мм до 200 120 мм для прямоугольных труб. Толщина стенки варьируется в диапазоне 3–14 мм. Длина мерная — 6–12 м, немерная — от 4 м.
| Сечение, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг | Момент сопротивления, см | Радиус инерции, см |
|---|---|---|---|---|
| 40 40 | 3,0 | 3,35 | 5,08 | 1,51 |
| 60 60 | 4,0 | 6,82 | 14,10 | 2,30 |
| 80 80 | 5,0 | 11,44 | 30,20 | 3,10 |
| 100 100 | 6,0 | 17,15 | 54,60 | 3,90 |
Технологические особенности производства
Бесшовные профильные трубы Ст2пс изготавливаются двумя способами. Горячедеформированный прокат получают прошивкой круглой заготовки на станах винтовой прокатки с последующей калибровкой в профильных калибрах. Холоднодеформированные трубы формуют волочением через профильную фильеру, что обеспечивает повышенную точность геометрии — допуск на размер сечения 0,5 мм и на толщину стенки 0,3 мм. После холодной деформации трубы подвергают низкому отпуску для снятия наклёпа и восстановления пластических свойств металла.
Механические свойства и эксплуатационные характеристики
Отсутствие сварного шва исключает концентраторы напряжений, характерные для зоны термического влияния электросварных труб. Это критически важно для элементов несущих конструкций, работающих на изгиб и кручение. Труба Ст2пс выдерживает гидравлическое давление до 10 МПа (в зависимости от типоразмера), что позволяет применять её в трубопроводных системах низкого и среднего давления.
Сталь Ст2пс сохраняет ударную вязкость при температурах до –30 C, что ограничивает применение изделия в условиях Крайнего Севера, однако делает его пригодным для большинства регионов с умеренным климатом. Материал хорошо поддаётся сварке всеми видами дуговой сварки без предварительного подогрева, а также допускает гибку, штамповку и правку в холодном состоянии.
Области применения
Профильные бесшовные трубы Ст2пс востребованы в отраслях, где сочетание замкнутого профиля и отсутствия шва определяет надёжность конструкции:
- строительные металлоконструкции — колонны, фермы, ригели, распорки в каркасном домостроении и промышленных зданиях;
- машиностроение — рамы транспортных средств, корпуса технологического оборудования, траверсы прессов и станков;
- производство гидроцилиндров и пневмоцилиндров — бесшовная труба квадратного сечения используется как корпусной элемент;
- сельскохозяйственная техника — стойки, балки, элементы навесного оборудования, работающие в условиях динамических нагрузок;
- энергетическое машиностроение — опорные конструкции, площадки обслуживания, лестничные марши;
- трубопроводы низкого давления — технологические линии транспортировки воды, воздуха, нейтральных сред.
Преимущества перед сварным профилем
Ключевое отличие бесшовной профильной трубы Ст2пс от электросварной — отсутствие шва, что даёт следующие преимущества: равномерное распределение напряжений по периметру сечения, отсутствие риска раскрытия шва при гибке и вальцевании, более высокая коррозионная стойкость внутренней поверхности (нет грата и окалины в зоне шва), возможность применения в средах с пульсирующим давлением. При этом стоимость бесшовного проката выше сварного на 20–40%, что делает его выбор экономически оправданным только при наличии повышенных требований к надёжности.
Вопросы и ответы
Чем отличается труба Ст2пс от Ст3сп?
Ст2пс имеет более низкое содержание углерода (0,09–0,15% против 0,14–0,22% у Ст3сп), что обеспечивает повышенную пластичность и свариваемость, но снижает прочностные характеристики. Предел текучести Ст2пс — 215–235 МПа, у Ст3сп — 245–275 МПа. Выбор марки определяется расчётными нагрузками конструкции.
Можно ли гнуть бесшовную профильную трубу Ст2пс?
Да, сталь Ст2пс допускает холодную гибку на трубогибочных станках с дорном. Минимальный радиус гиба составляет 2,5–3,0 наружного размера сечения при толщине стенки до 5 мм. Для толстостенных труб рекомендуется гибка с предварительным подогревом до 200–300 C.
Какие виды сварки применимы для трубы Ст2пс?
Материал сваривается ручной дуговой сваркой покрытыми электродами (Э42, Э46), полуавтоматической сваркой в среде CO проволокой Св-08Г2С, а также аргонодуговой сваркой. Предварительный подогрев не требуется при толщине стенки до 20 мм и температуре окружающей среды выше –10 C.
Какой допуск на геометрию бесшовной профильной трубы?
Для холоднодеформированных труб допуск на размер сечения составляет 0,5 мм, на толщину стенки — 0,3 мм. Горячедеформированные трубы имеют допуск 1,0–1,5 мм на сечение и 0,5 мм на стенку. Кривизна не превышает 1 мм на 1 м длины.
