Трубы диаметром 110 мм 20ХГР в Минске


Трубы диаметром 110 мм из стали 20ХГР: характеристики и применение

Трубы диаметром 110 мм из стали марки 20ХГР — это горячедеформированный или холоднодеформированный трубный прокат конструкционного назначения, изготовляемый из низколегированной хромомарганцевой стали. Марка 20ХГР содержит 0,17–0,24 % углерода, 0,70–1,10 % хрома, 0,80–1,10 % марганца и до 0,30 % кремния; суммарное легирование обеспечивает прокаливаемость в сечениях до 25–30 мм и предел текучести не ниже 315 МПа в нормализованном состоянии. Наружный диаметр 110 мм при толщине стенки 4–16 мм формирует сортамент, востребованный в машиностроении, нефтегазовой и энергетической отраслях.

Сортамент и геометрические параметры

Трубы 110 мм из 20ХГР поставляются по ГОСТ 8732 (горячедеформированные), ГОСТ 8734 (холоднодеформированные) и ТУ производителей. Типовые сочетания наружного диаметра и стенки:

  • 110 4 мм — холоднодеформированная, для трубопроводов КИПиА и гидросистем;
  • 110 6 мм — горячекатаная, для несущих металлоконструкций и рамных элементов;
  • 110 8 мм — горячедеформированная, для буровых штанг и переходников;
  • 110 10 мм — для корпусных деталей и втулок под механическую обработку;
  • 110 12 мм — для гильз цилиндров и толстостенных обойм;
  • 110 16 мм — для высоконагруженных узлов горно-шахтного оборудования.

Предельные отклонения по наружному диаметру для горячедеформированных труб — от +1,25 % до –1,5 %, для холоднодеформированных — по квалитету h10–h12. Кривизна на 1 м длины не превышает 1,5 мм для холоднодеформированных и 2,5 мм для горячедеформированных труб. Длина мерных отрезков — 4–12 м.

Механические свойства и термообработка

Сталь 20ХГР относится к улучшаемым: после закалки 850–870 C в масле и высокого отпуска 550–600 C достигается сочетание прочности и ударной вязкости. Для труб диаметром 110 мм с толщиной стенки до 16 мм прокаливаемость обеспечивает сквозную закалку, что критично для деталей, работающих при знакопеременных нагрузках.

Состояниев, МПат, МПа, %KCU, Дж/см
Нормализация 490 315 21 59
Закалка + отпуск 600 C 780 640 14 49
Улучшение 550 C 880 740 12 39
Горячедеформированное 470 275 20 49

Твёрдость после улучшения — 240–280 HB. Склонность к отпускной хрупкости второго рода требует ограничения скорости охлаждения после высокого отпуска при толщине стенки более 12 мм.

Технологические свойства

Свариваемость стали 20ХГР ограниченно свариваемая: углеродный эквивалент Cэкв = 0,42–0,52 %, что требует подогрева до 150–200 C при сварке труб со стенкой более 10 мм и последующей термообработки шва. Резка труб 110 мм выполняется на отрезных станках с ЧПУ, ленточнопильных или абразивных установках; механическая обработка — токарная, фрезерная, сверлильная без предварительной термообработки при HB 240.

Обрабатываемость резанием в нормализованном состоянии удовлетворительная, после улучшения — пониженная, что учитывается при назначении режимов на станках с ЧПУ. Гибка в холодном состоянии возможна при радиусе не менее 3,5D для стенки 4–6 мм; для толстостенных труб применяется горячая гибка с нагревом ТВЧ.

Области применения

  • Буровые штанги и переходники для установок колонкового бурения;
  • Гидроцилиндры и пневмоцилиндры экскаваторов, бульдозеров, кранов-манипуляторов;
  • Элементы несущих рам и стрел грузоподъёмной техники;
  • Трубопроводы высокого давления в системах гидропривода металлургических агрегатов;
  • Втулки, гильзы, обоймы подшипниковых узлов прокатных станов;
  • Детали горно-шахтного оборудования: секции крепи, штанги анкеров.

В нефтегазовой отрасли трубы 110 мм из 20ХГР применяются в обвязке устьевого оборудования и манифольдах с рабочим давлением до 32 МПа при температуре –40…+200 C. В энергетике — в трубопроводах питательной воды и системах регулирования паровых турбин.

Контроль качества и маркировка

Трубы проходят гидравлические испытания давлением, рассчитанным по ГОСТ 3845, ультразвуковую дефектоскопию по ГОСТ 17410, контроль химического состава и механических свойств на образцах от партии. Маркировка наносится несмываемой краской или клеймением с указанием марки стали, номера плавки, партии и клейма ОТК. Сертификат качества включает результаты испытаний на растяжение, ударный изгиб и сплющивание.

Вопросы и ответы

Чем сталь 20ХГР отличается от 20Х при изготовлении труб 110 мм?

Марганец в составе 20ХГР (0,80–1,10 %) повышает прокаливаемость и прочность по сравнению с 20Х, что позволяет получать сквозную закалку в стенке до 16 мм без применения более дорогих легирующих элементов.

При какой температуре эксплуатируются трубы 110 8 мм из 20ХГР?

Диапазон рабочих температур — от –40 C до +450 C. При температурах ниже –40 C требуется проверка ударной вязкости на образцах с концентратором, при нагреве выше 450 C начинается интенсивное окалинообразование.

Возможна ли сварка труб диаметром 110 мм из стали 20ХГР без термообработки?

При толщине стенки до 6 мм сварка возможна без подогрева с применением электродов типа Э50А. Для стенки 8 мм и более обязателен предварительный подогрев 150–200 C и высокий отпуск шва при 600–650 C.

Какой ресурс имеют гидроцилиндры из труб 110 12 мм марки 20ХГР?

При твёрдости внутренней поверхности 240–280 HB и шероховатости Ra 0,32 мкм ресурс составляет 8000–12000 циклов до появления допустимого износа, что соответствует 5–7 годам эксплуатации в составе экскаваторной техники.