Трубы диаметром 20 мм по EN 10216-2: бесшовные котлотрубные изделия из нелегированных и легированных сталей
Трубы диаметром 20 мм по EN 10216-2 — бесшовные горячедеформированные или холоднодеформированные изделия круглого сечения с наружным диаметром 20 мм, изготовленные из нелегированных и легированных сталей с нормированными характеристиками при повышенных температурах. Стандарт распространяется на трубопроводы котлов, пароперегревателей, коллекторов и технологических линий, работающих под давлением при температуре стенки до 600 C и выше в зависимости от марки стали. Наружный диаметр 20 мм соответствует типоразмерному ряду, применяемому для импульсных линий, дренажных и продувочных трубопроводов, змеевиков пароперегревателей и обвязки контрольно-измерительных приборов.
Сортамент и предельные отклонения
Для диаметра 20 мм стандарт регламентирует толщину стенки в диапазоне от 2,0 до 5,0 мм в зависимости от способа производства. Горячедеформированные трубы поставляются с толщиной стенки 2,5–5,0 мм, холоднодеформированные — 2,0–4,0 мм. Предельные отклонения по наружному диаметру для холоднодеформированных труб составляют 0,15 мм, для горячедеформированных — 0,5 мм или 1 % в зависимости от класса точности. Кривизна на 1 м длины не превышает 1,5 мм для холоднодеформированных и 2,5 мм для горячедеформированных труб. Длина поставляется мерной от 4 до 12 м, немерной — от 4 до 13 м, кратной — с шагом от 0,5 м.
Марки сталей и механические свойства
Стандарт EN 10216-2 охватывает широкий спектр марок сталей, каждая из которых имеет собственные нормированные значения при комнатной и повышенных температурах. Для труб диаметром 20 мм наиболее востребованы следующие марки:
- P235GH — нелегированная сталь, предел текучести не менее 235 МПа, применяется для трубопроводов с температурой стенки до 400 C.
- P265GH — нелегированная сталь, предел текучести не менее 265 МПа, рабочая температура до 450 C.
- 16Mo3 — легированная молибденом сталь, предел текучести не менее 275 МПа, температура до 530 C.
- 13CrMo4-5 — хромомолибденовая сталь, предел текучести не менее 290 МПа, температура до 550 C.
- 10CrMo9-10 — хромомолибденовая сталь, предел текучести не менее 310 МПа, температура до 580 C.
- X10CrMoVNb9-1 — высоколегированная сталь, предел текучести не менее 450 МПа, температура до 600 C.
Ударная вязкость для всех марок нормируется при температуре 20 C и для отдельных марок — при пониженных температурах до –20 C. Испытания проводятся на образцах Шарпи с V-образным надрезом.
Химический состав и легирование
Химический состав регламентирован для каждой марки отдельно. Нелегированные стали P235GH и P265GH содержат углерод в пределах 0,16–0,20 %, кремний 0,10–0,35 %, марганец 0,40–1,20 %. Легированные стали дополнительно содержат хром, молибден, ванадий и ниобий в количествах, обеспечивающих жаропрочность и сопротивление ползучести. Например, сталь 10CrMo9-10 содержит 2,00–2,50 % хрома и 0,90–1,10 % молибдена, сталь X10CrMoVNb9-1 — 8,00–9,50 % хрома, 0,85–1,05 % молибдена, 0,18–0,25 % ванадия и 0,06–0,10 % ниобия. Сера и фосфор ограничены на уровне 0,025 % и 0,020 % соответственно для обеспечения технологичности сварки и стойкости к хрупкому разрушению.
Технические характеристики труб диаметром 20 мм
| Марка стали | Толщина стенки, мм | Предел текучести, МПа | Макс. температура стенки, C | Тип производства |
|---|---|---|---|---|
| P235GH | 2,0–5,0 | 235 | 400 | горячедеформированная |
| P265GH | 2,0–5,0 | 265 | 450 | горячедеформированная |
| 16Mo3 | 2,0–4,0 | 275 | 530 | холоднодеформированная |
| 13CrMo4-5 | 2,0–4,0 | 290 | 550 | холоднодеформированная |
| 10CrMo9-10 | 2,0–4,0 | 310 | 580 | холоднодеформированная |
Области применения
Трубы 20 мм по EN 10216-2 применяются в следующих системах и оборудовании:
- Импульсные линии и обвязка датчиков давления, расхода и температуры на энергетических котлах и парогенераторах.
- Дренажные и продувочные трубопроводы барабанных котлов высокого давления.
- Змеевики пароперегревателей и промежуточных пароперегревателей тепловых электростанций.
- Трубопроводы технологического пара и горячей воды в нефтехимических установках каталитического риформинга и гидроочистки.
- Теплообменное оборудование с температурой стенки до 600 C в составе установок первичной переработки нефти.
- Системы подвода пара к турбинам малой мощности и вспомогательным механизмам.
Контроль качества и испытания
Каждая партия труб диаметром 20 мм проходит гидравлические испытания давлением, рассчитанным по формуле с учётом наружного диаметра и минимальной толщины стенки. Для холоднодеформированных труб обязательны испытания на сплющивание и раздачу. Неразрушающий контроль включает ультразвуковую дефектоскопию продольных и поперечных дефектов, вихретоковый контроль для холоднодеформированных труб. При температуре эксплуатации выше 450 C проводятся испытания на длительную прочность и ползучесть с экстраполяцией на 100 000 часов. Сертификаты 3.1 по EN 10204 сопровождают каждую партию с указанием результатов химического анализа, механических испытаний и неразрушающего контроля.
Вопросы и ответы
Какая максимальная температура эксплуатации для труб 20 мм из стали P265GH?
Для стали P265GH максимальная температура стенки ограничена 450 C. При более высоких температурах применяются легированные стали, например 16Mo3 или 13CrMo4-5, обеспечивающие сопротивление ползучести.
Какие виды испытаний обязательны для труб диаметром 20 мм по EN 10216-2?
Обязательны гидравлические испытания, испытания на растяжение при 20 C, ударный изгиб при 20 C. Для холоднодеформированных труб дополнительно проводятся испытания на сплющивание и раздачу, а также неразрушающий контроль — ультразвуковой или вихретоковый.
Чем отличаются горячедеформированные и холоднодеформированные трубы 20 мм?
Горячедеформированные трубы имеют толщину стенки от 2,5 до 5,0 мм и предельные отклонения по диаметру 0,5 мм. Холоднодеформированные — толщину стенки от 2,0 до 4,0 мм с отклонениями 0,15 мм, более точной геометрией и лучшим качеством поверхности.
Какие марки стали по EN 10216-2 пригодны для сварных конструкций при температуре до 550 C?
Для сварных конструкций при температуре до 550 C применяются стали 13CrMo4-5 и 10CrMo9-10. Они обладают достаточной технологичностью при сварке и нормированными характеристиками длительной прочности.
