Трубы диаметром 20 мм из стали 15кп — сортамент и применение
Труба диаметром 20 мм из стали 15кп — это востребованная позиция трубного проката, изготавливаемая из низкоуглеродистой кипящей стали с содержанием углерода 0,12–0,19%. Кипящая сталь 15кп характеризуется пониженным содержанием кремния (не более 0,07%) и повышенным — газов, что определяет её специфические механические свойства и поведение при сварке. Трубы данного типоразмера производятся по ГОСТ 8732-78 (горячедеформированные) и ГОСТ 8734-75 (холоднодеформированные), а также по сортаменту ГОСТ 10704-91 для электросварных прямошовных труб.
Наружный диаметр 20 мм относится к категории труб малого сечения, которые широко применяются в системах с умеренными рабочими давлениями и температурами. Толщина стенки для данного диаметра варьируется в диапазоне 1,0–4,0 мм в зависимости от способа производства и требуемых прочностных характеристик. Теоретическая масса погонного метра при стенке 2,0 мм составляет 0,888 кг, при стенке 3,0 мм — 1,26 кг.
Технические характеристики стали 15кп
Сталь 15кп — кипящая разновидность стали 15, которая не подвергается полному раскислению в ковше. Это обеспечивает высокую пластичность и хорошую обрабатываемость давлением, но ограничивает применение в конструкциях, работающих при отрицательных температурах и динамических нагрузках. Основные механические характеристики труб из стали 15кп:
- Временное сопротивление разрыву — 370–470 МПа;
- Предел текучести — не менее 205 МПа;
- Относительное удлинение — не менее 24%;
- Ударная вязкость KCU — не менее 29 Дж/см при +20 C;
- Температурный диапазон эксплуатации — от –20 C до +425 C.
Химический состав стали 15кп регламентируется ГОСТ 1050-2013. Помимо углерода, в составе присутствуют марганец (0,35–0,65%), хром (до 0,25%), никель (до 0,30%), медь (до 0,30%), мышьяк (до 0,08%). Содержание серы и фосфора ограничено 0,040% и 0,035% соответственно.
Способы производства и сортамент
Трубы диаметром 20 мм из стали 15кп выпускаются в нескольких исполнениях, различающихся технологией изготовления и точностью геометрических параметров:
- Горячедеформированные бесшовные (ГОСТ 8732-78) — с толщиной стенки 2,0–4,0 мм, обычной и повышенной точности по наружному диаметру;
- Холоднодеформированные бесшовные (ГОСТ 8734-75) — с толщиной стенки 1,0–3,5 мм, отличаются более точными размерами и чистой поверхностью;
- Электросварные прямошовные (ГОСТ 10704-91) — со стенкой 1,0–3,0 мм, применяются при невысоких рабочих давлениях.
Предельные отклонения по наружному диаметру для труб обычной точности составляют 0,4 мм, для повышенной — 0,2 мм. Длина труб поставляется немерная (4–12,5 м), мерная и кратная мерной.
Применение труб 20 мм из стали 15кп
Трубы данного типоразмера из кипящей стали 15кп востребованы в отраслях, где требуется сочетание пластичности, свариваемости и умеренной прочности при невысокой стоимости проката. Основные области использования:
- Трубопроводы низкого давления для транспортировки воды, пара и неагрессивных жидкостей в системах отопления и водоснабжения;
- Элементы пневматических и гидравлических линий станков и промышленного оборудования;
- Детали сельскохозяйственной техники — стойки, распорки, элементы навесного оборудования;
- Конструкции металлокаркасов лёгкого типа, ограждения, стеллажные системы;
- Заготовки для последующей механической обработки — втулки, ролики, оси;
- Теплообменное оборудование — змеевики и регистры в системах с температурой теплоносителя до 200 C.
Благодаря высокой пластичности, трубы из стали 15кп хорошо поддаются гибке, вальцовке и развальцовке, что позволяет изготавливать из них криволинейные участки трубопроводов без применения фитингов. Сварка выполняется электродами типа Э42 и Э46 без предварительного подогрева, однако для ответственных сварных соединений рекомендуется применять стали с полным раскислением.
| Наружный диаметр, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг | Способ производства | Рабочее давление, МПа |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 1,0 | 0,469 | Электросварная | до 2,5 |
| 20 | 2,0 | 0,888 | Холоднодеформированная | до 6,3 |
| 20 | 3,0 | 1,260 | Горячедеформированная | до 10,0 |
Ограничения по применению
Кипящая сталь 15кп склонна к хладноломкости и старению, поэтому трубы из неё не рекомендуется применять для ответственных сварных конструкций, работающих при температурах ниже –20 C, а также в средах, вызывающих коррозионное растрескивание. Для трубопроводов, транспортирующих агрессивные среды, следует использовать коррозионностойкие стали или трубы с защитными покрытиями. При монтаже методом сварки необходимо учитывать повышенную склонность кипящей стали к образованию пор в шве из-за выделения газов при кристаллизации металла.
Вопросы и ответы
Какая толщина стенки доступна для трубы 20 мм из стали 15кп?
Для горячедеформированных труб — 2,0–4,0 мм, для холоднодеформированных — 1,0–3,5 мм, для электросварных — 1,0–3,0 мм. Конкретный сортамент зависит от стандарта поставки.
Можно ли использовать трубу 20 мм 15кп для сварных конструкций?
Да, но с ограничениями. Сталь 15кп сваривается без подогрева, однако из-за склонности к старению и хладноломкости не рекомендуется для конструкций, эксплуатируемых при температурах ниже –20 C и подверженных динамическим нагрузкам.
Чем отличается труба из стали 15кп от трубы из стали 20?
Сталь 15кп — кипящая, содержит меньше кремния и углерода, обладает более высокой пластичностью, но меньшей прочностью и ударной вязкостью. Сталь 20 — спокойная, имеет предел текучести около 245 МПа против 205 МПа у 15кп.
Какое максимальное рабочее давление выдерживает труба 202 мм из стали 15кп?
Для холоднодеформированной трубы 202 мм допускаемое рабочее давление при температуре до 100 C составляет ориентировочно 6,3 МПа с учётом коэффициента запаса прочности 1,5.
