Марки стали для труб: основные характеристики и области применения

Трубопроводные системы различаются по нескольким параметрам – предназначению, протяженности, конструкционным характеристикам. Важной особенностью любых транспортировочных коммуникаций также является марка стали, используемая для изготовления труб. При выборе материала важно учитывать его свойства и состав, износоустойчивость и прочность. Это позволит гарантировать безопасность и долгий срок службы трубопровода.

Разновидности и основные регламентирующие стандарты

Для выпуска трубопроката используют несколько технологий. Стандарты ГОСТов регламентируют нормы изготовления бесшовных модификаций, а также металлоизделий с прямым и спиральным швом. Для каждой из этих разновидностей применяются определенные способы изготовления. Это может быть горячий или холодный прокат, а также создание конструкций из листовой стали.

Изделия со сварным швом отличаются меньшей герметичностью. Но такая технология изготовления позволяет производить модификации с разным профилем сечения большого диаметра при минимальной толщине стенок. Конфигурации на основе холодного и горячего проката более устойчивы к воздействию факторов внешней и внутренней среды, характеризуются точными размерными особенностями.

Виды и марки

В ГОСТ марки стали труб регламентированы для каждой технологии изготовления. Сырье для метизов напрямую влияет на сферу применения. В стандартах указаны все допустимые типы металлов, которые можно применять для конкретных трубопрокатных металлоизделий.

Для горячекатаных металлических труб используются такие стальные сплавы:

• углеродистые обычного качества;
• конструкционные с легированными включениями различного качества;
• повышенной прочности.

Холоднодеформированные метизделия производятся из конструкционных сталей качественного и легированного типа, а также рессорно-пружинных сплавов повышенной прочности. Для выполнения холоднокатаных изделий можно использовать ограниченное количество сплавов, так как не все металлы позволяют осуществлять эффективную деформацию без нагрева заготовок до высоких температур.

Сталь конструкционная углеродистая качественная

Конструкционную качественную углеродистую сталь можно считать универсальным материалом. Из нее получаются прочные изделия с продолжительным сроком эксплуатации. Для повышения прочностных характеристик составы обязательно подвергаются термообработке.

Распространенные марки металлосплавов, используемые при изготовлении трубопроката:

• СТ20. Применение состава регламентировано ГОСТом 8732-78. Используется при технологии горячего проката;
• СТ20 ПВ. Используется для изготовления трубопроката по ТУ 14-3р-55-2001;
• СТ40. Востребованный материал для холодного и горячего проката.

Составы отличаются высокой устойчивостью к процессам химической коррозии. Их часто используют при производстве трубопроводных коммуникаций для систем высокого давления, коллекторов, водопроводных и газовых сетей. Марки стали для водогазопроводных труб подбираются с учетом условий эксплуатации и типа транспортируемой среды.

Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества

Конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества – это распространенный вид сырья для электросварных коммуникаций. Основные марки материала: Ст2сп, Ст2пс, Ст2кп, Ст4сп, Ст4пс, Ст4кп. В технологическом процессе используются металлы с различной степенью раскисления – спокойные, полуспокойные и кипящие. Из них получаются прочные трубы, обладающие высокой устойчивостью к механическим повреждениям. Сплавы обыкновенного качества содержат больший процент фосфора и серы. Материал характеризуется высокой пластичностью и хорошей свариваемостью. Например, распространено производство труб электросварных из марки стали Ст2-3ПС/СП.

Сталь конструкционная легированная

Добавление в состав стального сплава различных химических элементов повышает его эксплуатационные свойства. Это могут быть кремний, марганец или никель, которые улучшают твердость, но их содержание в составе не должно составлять более 1 % (кроме никеля). Повышение устойчивости к пластической деформации достигается за счет добавления никеля и кремния. Малые дозы молибдена, ванадия и хрома позволяют создать на поверхности более толстый закаленный слой, защищающий от различных негативных факторов среды. Протекцию от коррозионных процессов обеспечивают никель и хром. В зависимости от количества легирующих составов сплавы делятся на низколегированные, среднелегированные и высоколегированные. По способу закалки и количеству углерода различают модификации нескольких видов. Один из них – цементируемый, где легирующие добавки составляют от 2,5 до 10 %, углерод – до 0,25%. Этот материал чаще всего используется для трубного проката. При необходимости изготовления метизделий с высокой стойкостью к коррозии применяют металлические соединения с повышенным содержанием хрома. Основные марки стали для бесшовных труб горячего проката: 0ХГСА, 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 25ХГСА, 35ХГСА.

Сталь жаропрочная низколегированная

Стальные сплавы с низким легированием и жаропрочными свойствами отличаются высокой устойчивостью к газовой коррозии при воздействии на металл высоких температур. В них добавляются никель, хром и алюминий. Для повышения жаропрочности также выполняют легирование молибденом. Составы используются при производстве различных типов трубопроводов для:

• котельных;
• коммуникаций высокого давления;
• коллекторных систем и т. д.

Основные марки жаропрочной легированной стали: 12ХМ, 12Х2МФСР, 15ХМФКР, 15Х5, 12Х2МФБ, 15ХМ, 15Х2М2ФБС, 15Х1М1Ф.

В большинстве составов количество углерода не превышает 0,18 %. Металлопрокат из такой стали способен выдерживать температурный режим до 650 ⁰С. Изделия с включением до 1 % молибдена или хрома можно использовать при нагревании не более 500 ⁰С.

Сталь коррозионностойкая жаропрочная

Металлосоставы из коррозийной жаропрочной стали считаются высоколегированными и содержат большое количество хрома и никеля. Они отличаются повышенной устойчивостью к воздействию агрессивных сред и характеризуются низким процентом углерода. Часто при производстве газо- и нефтепроводов используют марку 03Х21Н32М3Б. Трубы из этого материала могут эксплуатироваться при температурах среды до 750 ⁰С. Особотонкостенные трубопроводы, применяемые в атомной энергетике, также изготавливаются из таких сплавов.

Выбор стального состава по рабочим параметрам среды

При производстве сварных и бесшовных изделий используются различные материалы. Для каждой среды выбирается трубопрокатная продукция, соответствующая ей по эксплуатационным параметрам. Для коммуникаций, работающих под высоким давлением, коллекторных трубопроводов, систем отопления и водоснабжения, газопроводов применяют металлоизделия из конструкционных углеродистых сталей нормального и высокого качества. Газо- и нефтепроводы, системы, транспортирующие сероводородные вещества и среды с высокой коррозионной активностью, изготавливаются из легированных конструкционных металлосплавов. Коммуникации, работающие с повышенными температурами, системы с опасными средами изготавливаются на основе труб из нержавеющих марок стали с легированием, жаропрочных и жаростойких составов.

Основные марки, применяемые в производстве бесшовных и электросварных труб

Для производства бесшовных и электросварных труб используются различные металлические соединения. Самыми популярными из них являются стали марок 09Г2С, Ст10 и Ст20, Ст35 и Ст45, 13ХФА, 17Г1С, 08Г2С, 12ГН2МФАЮ и другие. Каждый из вариантов имеет свои эксплуатационные особенности. Изделия со швом производятся из материалов, которые обладают хорошей свариваемостью. Для изготовления холоднодеформированных и горячекатаных труб применяют составы, обладающие высокой пластичностью.

Указанные марки стали для труб применяют для производства арматуры, соединительных деталей трубопроводов. Их материал должен обязательно совпадать с материалом труб, что обеспечит высокие эксплуатационные свойства и эффективность транспортировочной системы.