Трубы стальные бесшовные Ст2пс — конструкционные характеристики и применение
Трубы стальные бесшовные Ст2пс — это горячедеформированные изделия общего назначения, изготавливаемые из углеродистой стали марки Ст2пс (полуспокойная) по ГОСТ 380. Материал относится к группе конструкционных сталей обыкновенного качества с гарантируемыми механическими свойствами. Химический состав регламентируется содержанием углерода в пределах 0,09–0,15 %, что обеспечивает высокую пластичность и свариваемость без ограничений по толщине стенки.
Бесшовная технология производства — прошивка горячей заготовки на стане винтовой прокатки с последующей раскаткой на автоматическом или пилигримовом стане — исключает наличие продольного или спирального шва. Это принципиально отличает изделие от электросварных аналогов и определяет его поведение под действием внутреннего давления и знакопеременных нагрузок. Трубы Ст2пс поставляются по ГОСТ 8732-78 (сортамент) и ГОСТ 8731-74 (технические требования), с обязательной проверкой механических свойств на образцах от каждой партии.
Механические свойства и рабочие параметры
Для полуспокойной стали Ст2пс характерно отсутствие полного раскисления, что обеспечивает промежуточные значения прочности между кипящей (Ст2кп) и спокойной (Ст2сп) сталями. Предел текучести составляет не менее 215 МПа, временное сопротивление разрыву — 333–412 МПа, относительное удлинение — не менее 31 % для продольных образцов. Ударная вязкость KCU при +20 C — не менее 98 Дж/см. Твердость по Бринеллю не превышает 131 HB.
Рабочий диапазон температур ограничен интервалом от –20 C до +300 C. При температурах ниже –20 C сталь Ст2пс склонна к хладноломкости, поэтому для ответственных узлов, эксплуатируемых в условиях Севера, рекомендуется применять трубы из сталей с гарантированной ударной вязкостью при отрицательных температурах (09Г2С, 20). Верхний предел +300 C обусловлен началом процессов старения и снижения прочностных характеристик.
Сортамент и геометрические параметры
Трубы стальные бесшовные Ст2пс выпускаются с наружным диаметром от 25 до 530 мм и толщиной стенки от 2,5 до 40 мм. По длине изделия подразделяются на немерные (4–12,5 м), мерные и кратные мерной длины. Предельные отклонения по наружному диаметру составляют 1,5 % для диаметров до 219 мм и 1,25 % для больших размеров; по толщине стенки — 12,5 % при толщине до 20 мм.
| Наружный диаметр, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| 57 | 3,5 | 4,62 | 215 | 31 |
| 89 | 5,0 | 10,36 | 215 | 31 |
| 159 | 8,0 | 29,79 | 215 | 31 |
Технологические свойства и обработка
Сталь Ст2пс характеризуется отличной свариваемостью всеми видами сварки: ручной дуговой (электроды Э42, Э46), автоматической под флюсом и в среде защитных газов. Предварительный подогрев не требуется при толщине стенки до 20 мм и температуре окружающей среды выше 0 C. После сварки рекомендуется снятие внутренних напряжений при 600–650 C для конструкций, работающих под давлением.
Материал хорошо поддается холодной деформации: гибке с радиусом не менее 2,5 диаметров трубы, развальцовке, отбортовке. Возможна высадка концов для последующего соединения. Обработка резанием — удовлетворительная, стружка сливная, рекомендуется применение быстрорежущих инструментов с охлаждением эмульсией.
Применение в промышленных системах
Трубы бесшовные Ст2пс востребованы в отраслях, где требуется сочетание пластичности, свариваемости и умеренной стоимости при отсутствии высоких требований к прочности:
- водопроводные и тепловые сети с рабочим давлением до 1,6 МПа и температурой теплоносителя до 150 C;
- строительные металлоконструкции — колонны, фермы, связи, элементы каркасов производственных зданий;
- машиностроение — валы, оси, ролики конвейеров, цилиндры пневмоаппаратуры;
- нефтепромысловое оборудование — обвязка устьев скважин, штуцерные линии, выкидные трубопроводы;
- энергетика — трубопроводы обвязки котлов малой мощности, дренажные и продувочные линии;
- сельскохозяйственное машиностроение — рамы, стойки, элементы навесного оборудования.
Контроль качества и испытания
Каждая партия труб Ст2пс проходит приемо-сдаточные испытания: проверку геометрических размеров, визуальный и измерительный контроль наружной и внутренней поверхности, гидравлические испытания пробным давлением. Для труб диаметром до 377 мм включительно испытательное давление составляет 20 МПа (200 кгс/см), для больших диаметров — не менее 6 МПа. По требованию заказчика проводятся испытания на сплющивание, загиб и механические испытания при повышенной температуре.
Маркировка наносится на расстоянии 0,5–1,0 м от торца: товарный знак предприятия, марка стали, номер партии, клеймо ОТК. Допускается дублирование маркировки на металлической бирке, прикрепляемой к пакету. Трубы поставляются в пакетах массой до 5 т, связанных не менее чем в двух местах, с защитой торцов от механических повреждений.
Вопросы и ответы
Чем отличается труба Ст2пс от трубы Ст20?
Ст2пс — сталь обыкновенного качества с содержанием углерода 0,09–0,15 %, поставляется с гарантированными механическими свойствами без контроля химического состава по плавке. Ст20 — качественная конструкционная сталь с содержанием углерода 0,17–0,24 %, имеет более высокую прочность (предел текучести не менее 245 МПа) и применяется для трубопроводов, работающих под давлением до 10 МПа.
Можно ли использовать трубы Ст2пс для сварных трубопроводов, работающих под давлением?
Да, при условии, что рабочее давление не превышает 1,6 МПа, температура среды находится в диапазоне от –20 C до +300 C, а проект выполнен с учетом нормативных требований СП 31.13330 и СП 60.13330. Для более ответственных систем следует применять трубы из стали 20 или 09Г2С.
Какие виды сварки применимы для труб Ст2пс?
Допускаются все промышленные виды сварки: ручная дуговая электродами Э42/Э46, автоматическая под флюсом, полуавтоматическая в среде CO, аргонодуговая. Предварительный подогрев не требуется при толщине стенки до 20 мм. После сварки для конструкций под давлением рекомендуется термообработка при 600–650 C.
Какой максимальный диаметр бесшовной трубы Ст2пс выпускается промышленностью?
Горячекатаные бесшовные трубы из стали Ст2пс выпускаются диаметром до 530 мм с толщиной стенки до 40 мм. Изделия большего диаметра (до 820 мм) изготавливаются по специальному заказу на станах с большим диаметром раскатки, однако их производство ограничено наличием заготовок соответствующего сечения.
