Трубы электросварные профильные из стали 20пс: сортамент и применение
Трубы электросварные профильные из стали 20пс — это холоднодеформированный или горячедеформированный сортамент прямоугольного и квадратного сечения, изготовленный из низколегированной конструкционной стали полуспокойной плавки. Сталь 20пс относится к группе качественных углеродистых сталей с содержанием углерода около 0,20%, что обеспечивает оптимальное сочетание прочностных характеристик и свариваемости для несущих металлоконструкций.
Полуспокойная раскисленность металла (обозначение «пс») определяет технологические особенности производства: сталь раскисляется частично — марганцем и кремнием без применения алюминия, что гарантирует стабильный химический состав и однородность механических свойств по сечению трубы. В отличие от кипящей стали (кп), полуспокойная сталь 20пс практически не подвержена старению и не образует газовых пузырей в сварном шве при электродуговой сварке.
Технические характеристики профильных труб 20пс
Профильные трубы из стали 20пс производятся по ГОСТ 8645-68 (прямоугольные) и ГОСТ 8639-82 (квадратные), а также по сортаменту ГОСТ 30245-2003 для холодногнутых замкнутых сварных профилей. Механические свойства труб соответствуют требованиям к прокату из стали 20пс по ГОСТ 1050-2013.
- Временное сопротивление разрыву — 410–530 МПа
- Предел текучести — не менее 245 МПа
- Относительное удлинение — не менее 25%
- Ударная вязкость KCU при +20 C — не менее 59 Дж/см
- Толщина стенки — от 1,5 до 12 мм
- Сечение — от 20 20 до 300 300 мм (квадрат), от 30 20 до 400 200 мм (прямоугольник)
Сварное соединение профильных труб 20пс формируется методом высокочастотной индукционной сварки с последующим удалением грата. Зона термического влияния после сварки проходит нормализацию, что обеспечивает равнопрочность шва и основного металла. Для ответственных конструкций допускается термообработка всей трубы — нормализация при 880–920 C.
Особенности эксплуатации и монтажа
Сталь 20пс демонстрирует удовлетворительную свариваемость без ограничений по толщине стенки. При выполнении сварочных работ в полевых условиях при отрицательных температурах (до –20 C) рекомендуется предварительный подогрев зоны сварки до 100–150 C для предотвращения образования холодных трещин. Для соединения элементов металлоконструкций применяются электроды типа Э42А и Э46А по ГОСТ 9467-75 либо полуавтоматическая сварка проволокой Св-08Г2С в среде CO.
Профильные трубы 20пс не предназначены для эксплуатации при температурах ниже –40 C без дополнительной проверки ударной вязкости, а также не применяются для транспортировки агрессивных сред без защитных покрытий. Рабочая температура эксплуатации — от –40 до +425 C, что позволяет использовать трубы в системах отопления и технологических трубопроводах низкого давления.
Применение профильных труб 20пс
Благодаря высокой несущей способности при относительно небольшой массе, профильные трубы 20пс широко востребованы в строительной отрасли и машиностроении. Основные области применения:
- Несущие каркасы производственных зданий, ангаров, торговых павильонов
- Строительные фермы, колонны, прогоны и связи жёсткости
- Опоры линий электропередачи, осветительные мачты и молниеотводы
- Рамы грузовых прицепов, платформ и сельскохозяйственной техники
- Элементы конвейерных линий, стапелей и такелажных конструкций
- Ограждения, перила, ворота и архитектурные элементы
В машиностроении профильные трубы 20пс используются для изготовления рамных конструкций станков, корпусов промышленного оборудования, транспортёров и рольгангов. Высокая точность геометрических размеров (кривизна не более 1 мм на 1 метр длины) позволяет применять трубы без дополнительной механической обработки в узлах с точной подгонкой.
| Сечение, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м.п., кг | Момент сопротивления Wx, см | Допустимая нагрузка, кН/м |
|---|---|---|---|---|
| 40 40 | 2,0 | 2,30 | 3,55 | 4,2 |
| 60 60 | 3,0 | 5,19 | 11,40 | 9,8 |
| 80 80 | 4,0 | 9,02 | 26,80 | 18,5 |
| 100 100 | 5,0 | 14,16 | 52,10 | 32,0 |
При проектировании несущих конструкций из профильных труб 20пс необходимо учитывать, что допустимые нагрузки рассчитываются с учётом коэффициента условий работы 0,9 для сжатых элементов и 1,0 для растянутых. Расчёт на устойчивость выполняется по СП 16.13330 для стальных конструкций с учётом гибкости элемента и эксцентриситета приложения нагрузки.
Вопросы и ответы
Чем отличается сталь 20пс от стали 20?
Сталь 20пс — полуспокойная разновидность стали 20. В отличие от спокойной стали (20сп), полуспокойная раскисляется меньшим количеством кремния и не содержит алюминия, что снижает стоимость проката при сохранении основных механических характеристик. Для сварных конструкций, работающих при статических нагрузках, применение 20пс экономически оправдано.
Можно ли использовать трубы 20пс для сварных конструкций, работающих при динамических нагрузках?
Применение допускается при условии, что расчётная температура эксплуатации не ниже –30 C и выполнена проверка ударной вязкости металла шва и зоны термического влияния. Для крановых путей и конструкций с вибрационными нагрузками рекомендуется применять трубы из стали 09Г2С или 17Г1С.
Какая длина труб поставляется?
Мерная длина составляет 6,0 и 12,0 метров с допуском 50 мм. Возможна поставка немерной длины в пределах 4–12 метров. По согласованию с производителем допускается изготовление труб длиной до 18 метров для бесстыкового монтажа колонн.
Требуется ли термообработка сварных соединений после монтажа?
Для конструкций, эксплуатируемых при положительных температурах, термообработка не требуется. При монтаже в условиях Севера (расчётная температура ниже –40 C) рекомендуется выполнить высокий отпуск сварных швов при 600–650 C для снятия остаточных напряжений.
