Бесшовные трубы из нержавеющих сплавов незаменимы на производствах и в условиях, где необходима транспортировка или передача сред (газов либо жидкостей), характеризующихся высокими температурами, давлением и/или химической агрессивностью. Благодаря универсальности своих характеристик изделия из металла марки 12Х18Н10Т, изготавливаемые по ГОСТ 9941-81, являются одними из наиболее востребованных в различных областях.
1 Бесшовные трубы 12Х18Н10Т по ГОСТу 9941-81 – какими их производят?
ГОСТ 9941-81 распространяется на холодно- и теплодеформированные бесшовные трубы, изготовляемые из коррозионно-стойких стальных сплавов общего назначения, в числе которых и марка 12Х18Н10Т. Производят эти трубы с диаметрами (наружными) 5–273 мм и со стенками толщиной 0,2–22 мм. Полный сортамент, а также технические характеристики изделий указаны в том же стандарте – ГОСТе 9941-81.
В зависимости от величины толщины стенки и диаметра стандартная максимальная длина изготовляемых труб 4–7 м. Для удобства применения в различных целях изделия выпускают со следующими длинами:
- Немерной длины от 0,75 м до максимальной стандартной величины – для труб с толщиной стенок до 0,5 мм.
- Немерной от 1 м до максимальной стандартной величины – для изделий со стенками 0,5–1 мм.
- Немерной в границах 1,5–12,5 м – для труб со стенками от 1 мм и толще.
- Мерной – в границах немерной и при этом не длиннее максимальной стандартной величины с предельным отклонением +15 мм. По взаимному согласованию потребителя с производителем допускается изготовление трубного проката мерной длиной больше максимальной стандартной.
- Кратной мерной – в границах мерной, при необходимости с припуском в 5 мм на каждый разрез и предельным отклонением полной длины +15 мм. Наименьшая кратная длина составляет 300 мм.
- По согласованию потребителя с производителем допускается изготовление трубного проката длиной свыше 12,5 м.
- По согласованию потребителя с производителем изделия диаметром менее 25 мм допускается изготавливать длиной до 16 м.
По точности изготовления трубы производят с обычной точностью, с повышенной, с высокой.
Для каждого вида в зависимости от типоразмера трубы ГОСТ 9941 регламентирует соответствующие предельные отклонения (допуски) толщины стенки и диаметра. Кривизна трубного проката на любом участке протяженностью 1 м не должна превосходить:
- 1 мм – для изделий всех диаметров, имеющих стенки толщиной 0,5 мм и больше;
- 2 мм – для изделий, у которых диаметр превышает 15 мм, а стенка имеет толщину меньше 0,5 мм.
Для проката, имеющего диаметр менее 15 мм и стенку толщиной меньше 0,5 мм, на кривизну нормы не регламентируются. У этих изделий не должно быть резких перегибов.
Относительно концов труб ГОСТом установлены следующие требования. Их обрезка выполняется под углом в 90 о (прямым) и они должны быть обязательно зачищены от заусенцев. При удалении последних допускается образование шероховатости и фаски. По требованию заказчика трубы со стенкой толще 5 мм поставляются с концами, имеющими фаску под сварку.
2 Масса бесшовных труб 12Х18Н10Т, изготовляемых по ГОСТу 9941-81
В ГОСТе 9941-81 нет данных об удельной массе (весе 1 м длины) бесшовных изделий, изготовляемых по этому стандарту. Это обусловлено значительным количеством регламентируемых для производства стали. Для изготовления бесшовных изделий по ГОСТу 9941 можно использовать 20 коррозионно-стойких сплавов общего назначения.
Для определения удельной массы трубы конкретного типоразмера в ГОСТе предлагается использовать следующую формулу:
M = 3,14/1000 * (D – s) * s * q, где
M – вес 1 м изделия в кг;
D – номинальный (из ГОСТа) или фактический (замеренный) наружный диаметр изделия, мм;
s – номинальная или фактическая толщина стенки трубы, мм;
q – плотность сплава, из которого изготовлено изделие, г/см 3 .
В ГОСТе 9941 приведены плотности для всех используемых марок стали. У сплава 12Х18Н10Т величина этой характеристики составляет 7,9 г/см 3 .
Чтобы вычислить массу труб, изготовленных из этой стали, диаметром, например, 50 мм и со стенкой толщиной, допустим, 4 мм, определяем сначала удельный вес по формуле:
M = 3,14/1000 * (50 – 4) * 4 * 7,9 = 4,56 кг.
Суммарный вес всех труб получаем умножением их общей длины на вычисленную удельную массу. Одно изделие стандартной длины в 7 м будет весить: 7 * 4,56 = 31,92 кг
3 Основные технические требования, характеристики и особенности
Химический состав стали 12Х18Н10Т, используемой для изготовления труб, должен соответствовать регламентируемому ГОСТом 5632. Содержание серы в сплаве, предназначенном для производства изделий, подлежащих сварке (это указывается в заказе потребителя) не должно быть выше 0,02%. Допускается изготовлять трубопрокат из стали, имеющей микродобавки металлов редкоземельной группы.
Трубы ГОСТа 9941 при изготовлении должны подвергаться термообработке. По требованию потребителя изделия производятся термически необработанными и без осветления поверхности. В этом случае нормы кривизны и механических свойств труб устанавливаются по согласованию заказчика с изготовителем.
По механическим свойствам изделия из сплава 12Х18Н10Т одни из самых лучших. Так, для них минимальное значение предела текучести, регламентируемое ГОСТом 9941, составляет не менее 22 кгс/мм 2 (216 МПа). Предел текучести – это параметр материала, характеризующий величину напряжения, при возникновении которого в нем деформация продолжит распространятся и расти без последующего увеличения нагрузки.
Временное сопротивление этих труб разрыву не менее 56 кгс/мм 2 (549 Н/мм 2), а относительное удлинение не меньше 35%. По требованию заказчика изделия испытывают на растяжение при 350 о C и они должны этот тест выдерживать.
Внутренняя и наружная поверхность трубопроката ГОСТа 9941-81 должна быть без закатов, рванин, трещин и плен. Устранение дефектов допускается производить местной зачисткой, расточкой и обточкой, местной либо сплошной шлифовкой при условии, если в результате выполненных работ толщина стенки и/или диаметр трубы не будут выведены за предельные минусовые отклонения, регламентируемые стандартом.
Поверхность трубного проката должна быть обязательно светлой. Допустима матовая с серым оттенком, если это обусловлено способом производства изделия. Разрешается выпускать трубы без травления после термообработки в вакууме или защитной атмосфере с наличием на поверхности цветов побежалости.
По требованию заказчика трубы из сплава 12Х18Н10Т должны выдерживать испытание на сплющивание либо раздачу в соответствии с установленными для этого ГОСТом 9941 нормами. Кроме того, по желанию потребителя изделия проверяют на способность выдерживать гидродавление.
По требованию потребителя, которое должно быть указано в заказе, продукцию из сплава 12Х18Н10Т изготавливают стойкой к межкристаллитной коррозии. Трубы, производимые без использования термической обработки, испытаниям на раздачу или сплющивание и проверке на предрасположенность к межкристаллитной коррозии не подвергаются.
4 Сравнение с бесшовными трубами 12Х18Н10Т, производимыми по ГОСТу 9940-81
Из стали 12Х18Н10Т производят бесшовные изделия еще и по ГОСТу 9940-81. Он распространяется на горячедеформированный трубный прокат, изготовляемый из коррозионно-стойких сплавов общего назначения.
В отличие от рассмотренных выше ГОСТа 9940 изготавливают с диаметрами (наружными) 57–325 мм и со стенкой толщиной 3,5–32 мм. Стандартная максимальная длина этих бесшовных изделий 3–8,5 м. По точности изготовления производят трубы с обычной точностью и с высокой. Иные геометрические размеры и физико-механические свойства, которые описаны ниже, обусловили для труб 12Х18Н10Т ГОСТа 9940 и другие допуски на толщину стенок, диаметр и кривизну.
К химическому составу стали бесшовных изделий этого стандарта предъявляются такие же требования, что и к произведенным по ГОСТу 9941. И их масса вычисляется по такой же формуле. Идентичны и требования относительно концов и поверхности труб. Изготавливаются изделия в соответствии с поданным заказом термически обработанными либо без термообработки и стойкими к межкристаллитной коррозии. По требованию заказчика трубы подвергают тем же испытаниям, что и произведенные по ГОСТу 9941, и с использованием аналогичных методики и условий их проведения.
Здесь единственное отличие в том, что ГОСТа 9940 их термообработка не является обязательным условием достижения требуемых физико-механических свойств и проведения нужных испытаний. Ведь способ изготовления этих изделий уже предполагает необходимую термическую обработку, чего не скажешь о холодно- и теплодеформированной продукции ГОСТа 9941.
Главное отличие между трубами ГОСТов 9940 и 9941 в механических свойствах. Это обусловлено именно разными способами их изготовления.
Горячедеформированные обладают большей гибкостью и пластичностью, но значительно уступают холодно- и теплодеформированным по прочности и сопротивляемости оказываемому на них физическому воздействию. Так, у трубы 12Х18Н10Т ГОСТа 9940 временное сопротивление разрыву не менее 54 кгс/мм 2 (529 Н/мм 2), но зато относительное удлинение не меньше 40%. У продукции ГОСТа 9941 – 56 кгс/мм 2 (549 Н/мм 2) и 35% соответственно.
Кроме того, для горячедеформированных труб 12Х18Н10Т с соотношением диаметра к толщине стенки равным либо менее 8 допускается снижение сопротивления разрыву на 2 кгс/мм 2 (19,6 Н/мм 2). Изделия ГОСТа 9941 должны выдерживать номинальную нагрузку независимо от геометрических параметров своего сечения. Только предел текучести у горячедеформированных труб такой же – 22 кгс/мм 2 (216 МПа). Но это обусловлено тем, что для изготовления используется одинаковый нержавеющий сплав – 12Х18Н10Т.
За счет большей прочности трубы ГОСТа 9941 изготавливают с меньшими толщиной стенок и диаметрами, чем продукцию стандарта 9940. Если сравнить, например, изделия с диаметром 273, то холодно- и теплодеформированные выпускают со стенками 3–14 мм, а горячедеформированные – 11–20 мм. Соответственно, и области применения продукции ГОСТа 9941 и 9940 несколько отличаются. Первую используют там, где нужны высокая прочность трубопровода или изделия при относительной его легкости, а вторую, когда при монтаже и эксплуатации нержавеющей сети либо детали важнее гибкость и пластичность трубы, из которой они изготавливаются.
5 В чем секрет распространенности труб 12Х18Н10Т – основные характеристики сплава
Бесшовные трубы из 12Х18Н10Т применяются чаще, чем изготовленные из других нержавеющих сплавов, и в самых разных сферах и отраслях промышленности, транспорта, коммунального, а также бытового хозяйства и так далее. Такая универсальность стала возможна благодаря свойствам металла. Высокая распространенность изделий 12Х18Н10Т именно ГОСТа 9941 обусловлена еще и их физико-механическими характеристиками. Но последние тоже зависят от свойств используемого для изготовления сплава.
12Х18Н10Т относится к хромоникелевым . Как указывалось выше, химический состав и свойства этого металла регламентируются и описаны в ГОСТе 5632, который распространяется на деформируемые сплавы, предназначенные для использования в коррозионно-активных условиях, средах и под воздействием высоких температур.
Кроме того, она замечательно поддается свариванию всеми видами автоматической и ручной сварки, а также обладает хорошей технологичностью во время ее пластической деформации в горячем состоянии. В холодном виде допускает достаточно высокие степени пластичной деформации.
6 Какие технические характеристики и применение труб обеспечивают свойства сплава
Благодаря первому и, к тому же, преимущественному свойству стали 12Х18Н10Т трубы из нее обладают стойкостью к химической и электрохимической коррозии (почвенной, атмосферной, солевой, щелочной и кислотной), а также коррозиям межкристаллитной, под напряжением и другим. Этот сплав обладает способностью к пассивации в агрессивной среде, что и обеспечивает ему достаточно высокую невосприимчивость к ее воздействию. Так, показателем антикоррозионных свойств стали 12Х18Н10Т может служить его стойкость в:
- серной кислоте (100-процентной), нагретой до 65 о C;
- 65 %-ном растворе азотной кислоты, нагретом до 85 о C;
- 80%-ном – нагретом до 65 о C;
- 40%-ном растворе фосфорной кислоты, нагретом до 100 о C;
- смесях серной и азотной кислот (70% + 25% и 60% + 10%), нагретых до 70 о C.
Кроме того, этот сплав обладает высокой стойкостью к растворам различных органических кислот – лимонной, уксусной, муравьиной и другим, а также в сильных щелочах – NaOH и KOH. Поэтому в качестве коррозионно-стойких трубы из 12Х18Н10Т рекомендуется использовать для изготовления различной сварной арматуры в самых разных отраслях химической и прочей промышленности.
Жаростойкость стали обеспечивает стойкость поверхности труб, работающих в слабонагруженном либо ненагруженном состоянии, к химическому разрушению в газовых средах, нагретых до температуры свыше 550 о C. Для 12Х18Н10Т максимальная рекомендуемая температура применения на протяжении длительного промежутка времени – до 10000 часов – составляет 800 о C. Интенсивное окалинообразование на поверхности трубы из этого сплава в воздушной среде начинается при 850 о C. Однако сталь 12Х18Н10Т неустойчива в средах, содержащих серу.
В соответствии с характеристиками жаростойкости трубы из 12Х18Н10Т рекомендуется применять в качестве теплообменников, деталей и узлов печной арматуры, реторт, муфелей, электродов зажигательных искровых свечей, коллекторов и патрубков выхлопных систем. Кроме того их используют, когда нельзя применить изделия из безникелевых сплавов.
Жаропрочность стали при достаточной жаростойкости обеспечивает способность трубы работать определенной время под воздействием высоких температур в нагруженном состоянии. Для изделий из 12Х18Н10Т рекомендуемая температура эксплуатации 600 о C. При соблюдении этого условия срок службы трубы оценивается как весьма длительный, то есть время значительно большее, чем 10 000 часов (обычно 50 000–100 000 часов). В соответствии с характеристиками жаропрочности продукцию из 12Х18Н10Т рекомендуется применять в качестве деталей и труб выхлопных систем, а также других изделий, работающих в режимах, на которые рассчитан сплав.
Есть, конечно, стали, обладающие по сравнению с 12Х18Н10Т более высокими показателями. Но у них только одна или две характеристики на должном уровне, а другие не позволяют использовать их в соответствующей области применения – низкая коррозионная стойкость или жаропрочность с жаростойкостью. Либо в этих сплавах выше содержание легирующих элементов. Поэтому их производство и трубы из них обходятся дороже. Вследствие этого, а также в ряде случаев исходя из химического состава таких сталей изделия из последних, как правило, предназначены для более узкого и специфичного применения в особо тяжелых условиях работы. Вот поэтому трубы из 12Х18Н10Т наиболее распространенные.
Кроме указанных выше способов и областей применения труб из этого сплава следует указать еще и следующие. Их используют в: сосудах, аппаратах и трубопроводах, эксплуатируемых под давлением при температуре от –196 до +600 о C, а в условиях агрессивных сред – только до +350 о C; нефтехимической, пищевой, криогенной, фармацевтической и химической промышленности; автомобиле-, авио-, судо- и машиностроении; системах холодного и горячего водоснабжения (хотя это недешево обходится); в качестве различных дизайнерских декоративных элементов и для многого другого.
Межгосударственный стандарт ГОСТ 9941-81 регламентирует сортамент, технические требования, правила приемки, методы испытаний, маркировку, упаковку транспортирование и хранение труб бесшовных холодно- и теплодеформированных из коррозионно-стойкой стали общего назначения.
Сортамент
Согласно ГОСТ 9941-81 бесшовные нержавеющие трубы изготавливают диаметром от 5 до 273 мм с толщиной стенки от 0,2 до 22 мм . В таблице ниже указана максимально возможная длинна для каждого размера. В первом столбце указан наружный диаметр, в шапке – толщина стенки.
| Диаметр | Максимальная длина при толщине стенки | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 1 | 1.2 | 1.4 | 1.5 | 1.8 | 2 | 2.2 | 2.5 | 2.8 | 3 | 3.2 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5 | 5.5 | 6 | 6.5 | 7 | 7.5 | 8 | 8.5 | 9 | 9.5 | 10 | 11 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | |
| 5 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||||||||||||||
| 6 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 7 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 8 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||||||||
| 9 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||||||||
| 10 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||||||
| 11 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||||||
| 12 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||||||
| 13 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||||||
| 14 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||||
| 15 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||||
| 16 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||||
| 17 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||||
| 18 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||
| 19 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||
| 20 мм. | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||
| 21 мм. | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||
| 22 мм. | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||
| 23 мм. | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||
| 24 мм. | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||
| 25 мм. | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||
| 27 мм. | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||
| 28 мм. | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||
| 30 мм. | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||
| 32 мм. | 6 | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||
| 34 мм. | 6 | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||
| 35 мм. | 6 | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||
| 36 мм. | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||
| 38 мм. | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||
| 40 мм. | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||
| 42 мм. | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||
| 45 мм. | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||
| 48 мм. | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||
| 50 мм. | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||
| 51 мм. | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||
| 53 мм. | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||
| 54 мм. | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||
| 56 мм. | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||
| 57 мм. | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||
| 60 мм. | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||
| 63 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||
| 65 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||
| 68 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||
| 70 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||
| 73 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||
| 75 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||
| 76 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||||||||
| 80 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||||||||
| 83 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||||||||
| 85 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||||||||
| 89 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||||||||
| 90 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||||||||
| 95 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||||
| 100 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||
| 102 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||
| 108 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||
| 110 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||
| 120 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||||
| 130 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||
| 140 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||
| 150 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||||||||
| 160 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||
| 170 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||
| 180 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||
| 200 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||
| 220 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||
| 250 мм. | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |||||||||||||||||||
| 273 мм. | 6.5 | 6.5 | 6 | 6 | 5.5 | 5.5 | 5 | 5 | 5 | 4 | 4 | |||||||||||||||||||||||||||
К данной таблице есть ряд примечаний:
В случае, если отношение диаметра к толщине больше или равно 40 труба считается тонкостенной . Требования к такой трубе в части технических характеристик и предельных отклонений по размерам устанавливается нормативно-технической документацией.
Существуют ограничения по сортаменту в зависимости от стали, которая используется для производства. В случае если изделие изготавливается из стали марок 12Х17, 08Х17Т, 15Х25Т наружный диаметр не должен быть меньше 21 мм. Для сплава 06ХН28МДТ наружный диаметр должен быть в пределах от 14 до 85 мм и толщина стенки от 1 до 5 мм.
Предельные отклонения
Процесс производства трубы на прокатном станке является технологически сложным. Заготовку приходится формовать до размера полой гильзы и поэтому часто номинальные размеры, заявленные в документации, не соответствуют фактическим. ГОСТ 9941-81 определяет, какие отклонения являются допустимыми. Они составляют:
| Размеры труб, мм | Предельные отклонения при точности изготовления | ||
|---|---|---|---|
| обычной | повышенной | высокой | |
| По наружному диаметру | |||
| при диаметре от 5 до 10 | ±0,3 мм | ±0,2 мм | ±0,15 мм |
| при диаметре св. 10 до 30 | ±0,4 мм | ±0,3 мм | ±0,2 мм |
| при диаметре св. 30 до 95 | ±1,2% | ±1,0% | ±0,8% |
| при диаметре св. 95 | ±1,0% | ±1,0% | ±0,8% |
| По толщине стенки | |||
| при стенке 0,2 | ±0,05 мм | ±0,03 мм | - |
| при стенке от 0,3 до 0,4 | ±0,07 мм | ±0,05 мм | - |
| при стенке от 0,5 до 0,6 | ±0,10 мм | ±0,07 мм | - |
| при стенке от 0,7 до 1 | ±0,15 мм | ±0,10 мм | - |
| при стенке св. 1 до 3 | +12,5% -15% | ±12,5% | +12,5% -10% |
| при стенке св. 3 до 7 | ±12,5% | +12,5% -10% | ±10% |
| при стенке св. 7 | +12,5% -10% | ±10% | - |
Трубы, выделенне темно-желтым цветом в таблице , выпускаются только двух категорий точности: обычной и высокой. Для них установлены иные предельные отклонения:
Также уникальные предельное отклонения устанавливаются для труб, произведенных из стали 06ХН28МДТ . Они указаны в таблице ниже.
Обычно изготовление труб производится по внешнему диаметру и толщине стенки. Но если потребитель желает, ГОСТ допускает изготовление по внутреннему диаметру и толщине. При этом допустимые отклонения оговариваются отдельно.
В случае если изделие получается чуть овальным, овальность не должна выводить диаметр за предельные отклонения по наружному диаметру.
Отклонения по кривизне также установлены. Кривизна на любом участке длиной 1 м не должна превышать:
- 1 мм - при диаметре от 5 мм и более, с толщиной стенки от 0,5 мм и более;
- 2 мм - при диаметре 15 мм и более, с толщиной стенки менее 0,5 мм.
- не регламентируется - при диаметре менее 15 мм, с толщиной стенки менее 0,5 мм. Эти трубы не должны иметь резких перегибов.
Расчет веса трубы
Часто потребитель сталкивается с необходимостью расчета веса погонного метра трубы . Это можно сделать используя специальные калькуляторы металлопроката, которые можно найти на нашем сайте или на многих других специализированных сайтах в интернете. В стандарте указана следующая формула расчета веса:
Масса=3,14/1000*((Диаметр – Толщина)*Толщина*Плотность)
Масса метра как правило измеряется в килограммах. Для вычислений плотность стали необходимо брать из следующей таблицы.
| Марка стали | Временное сопротивление | Относительное удлинение | Плотность |
|---|---|---|---|
| не менее | |||
| 08Х17Т | 372 (38) | 17 | 7,70 |
| 08Х13 | 372 (38) | 22 | 7,70 |
| 12Х13 | 392 (40) | 22 | 7,70 |
| 12Х17 | 441 (45) | 17 | 7,70 |
| 15Х25Т | 461 (47) | 17 | 7,60 |
| 04Х18Н10 | 490 (50) | 45 | 7,90 |
| 08Х20Н14С2 | 510 (52) | 35 | 7,70 |
| 10Х17Н13М2Т | 529 (54) | 35 | 8,00 |
| 08Х18Н12Б | 529 (54) | 37 | 7,90 |
| 10Х23Н18 | 529 (54) | 35 | 7,95 |
| 08Х18Н10 | 529 (54) | 37 | 7,90 |
| 08Х18Н10Т | 549 (56) | 37 | 7,90 |
| 08Х18Н12Т | 549 (56) | 37 | 7,95 |
| 08Х17Н15М3Т | 549 (56) | 35 | 8,10 |
| 12Х18Н10Т | 549 (56) | 35 | 7,95 |
| 12Х18Н12Т | 549 (56) | 35 | 7,90 |
| 12Х18Н9 | 549 (56) | 37 | 7,90 |
| 17Х18Н9 | 568 (58) | 35 | 7,90 |
| 08Х22Н6Т | 588 (60) | 20 | 7,60 |
| 06ХН28МДТ | 490 (50) | 30 | 7,96 |
Все расчетные значения для труб нержавеющих бесшовных в нашей базе данных произведены с учетом данных требований по вышеуказанной формуле! Плотность стали для базовых расчетов принималась равной 7,85, что соответствует нормам ГОСТ.
Длина
Часто у покупателя возникает вопрос относительно длины . В стандарте по этому поводу указано, что допускается изготовление труб:
- Мерной длины – в пределах немерной. При этом длина не должна превышать значения, указанные в таблице 1 ГОСТа. Отклонение по длине при этом не должны превышать +15 мм. Допускается изготовление труб длиной более указанных величин, но только при соответствующем согласовании изготовителя и потребителя.
- Длины, кратной мерной – в пределах мерной. При этом допускаются припуски 5 мм на каждый рез. Отклонение по длине не должно быть больше 15 мм
- немерной длины с толщиной стенки до 0,5 – допускается изготовление труб длиной от 0,75 метров до величины указанной в таблице 1. При этом в партии допускается не более 6% изделий длиной от 0,5 до 0,75 метров.
- немерной длины с толщиной стенки от 0,5 до 1 мм - допускается изготовление труб длиной от 1 метра до величины указанной в таблице 1. При этом в партии допускается не более 6% изделий длиной от 0,75 до 1 метра.
- немерной длины с толщиной стенки более 1 мм – минимальная длина 1,5 метра, максимальная длина 12,5 метра. При этом в партии допускается не более 6% изделий длиной от 0,75 до 1,5 метров.
Возможен выпуск труб длиной более 12,5 метра, но только в случае согласования изготовителя и покупателя.
В случае согласования на выпуск труб с длиной, превышающей установленные в таблице 1, необходимо помнить, что трубы диаметром до 25 мм не могут быть длиннее 16 метров.
Отличие от горячедеформированных
В соответствии с данным стандартом, трубы производят методом холодной или теплой деформации . Как вы знаете, существуют нержавеющие бесшовные трубы, изготовленные по ГОСТ 9940-81 методом горячего проката. Отличие от холоднодеформированных состоит в способе изготовления. При холодной деформации заготовку подвергают формовке без предварительного нагрева до высокой температуры. Так как отсутствует нагрев, полученная труба не подвергается температурным деформациям и как следствие выходит более точная и равномерная.
Фактические размеры труб, произведенных по ГОСТ 9941-81 , получаются гораздо более точными, чем при горячей формовке. Допустимые отклонения по размерам как правило меньше. Поэтому если для целей проекта нужна повышенная точность изготовления, выбирайте холоднокатаные изделия.
Основным минусом таких труб является их более высокая цена . Они как правило дороже, чем горячекатаные. Однако, некоторые проекты требуют именно такие изделия. Поэтому если для проекта точность изготовления не является критически важным фактором, предпочтение целесообразнее отдать горячедеформированным из за их меньшей цены.
Истроия
Данный стандарт был разработан и внесен министерством черной металлургии СССР. Хотя и был принят еще во времена СССР, действует он до сих пор. Ограничение срока действия было снято Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации Российской Федерации в протоколе N 2-92. Последнее изменение к нему было принято в 2000 году, а последняя поправка в 2011.
Требования к бесшовным трубам из нержавеющей стали, изготовленные методом холодного или горячего проката, предполагают использование ограниченного количества сплавов, которые закреплены ГОСТами.
Одним из способов производства труб из нержавеющей стали является бесшовный метод. Конечное изделие получается из трубной заготовки в результате химической и термической обработки, последовательности механических деформаций. По содержанию производственного процесса бесшовная труба изготавливается по технологии холодного или горячего проката.
Холодно- и теплодеформированные бесшовные трубы из нержавейки
Холодный техпроцесс имеет существенные преимущества:
- Минимальные потери металла.
- Возможность получения большого диапазона типоразмеров труб из однотипных заготовок.
- Позволяет производить изделия со стенкой от 0,2 мм.
- Минимизация отклонений толщины стенки.
- Превосходное качество поверхности готовых изделий.
- Долговечность.
Требования к трубам по ГОСТ 9941-81
Поверхность изделий не должна иметь трещины, плен, закаты. Полученные в результате становой деформации внешние повреждения подлежат зачистке (шлифовке) без выхода за нормативные пределы. Данные показатели отражены в таблицах 1 и 2.
Для изделий размеров (диаметр х толщина стенки, мм):
- 100-102 х 1,5-2,9;
- 108-120 х 1,5-3,2;
- 130-150 х 2-3,2;
- 160-200 х 2,5-3,5;
- 220 х 3-3,5;
- 250 х 3-4 -
предельные отклонения оговорены специально и приведены в таблице 3.
Стандарт предъявляет требования к параметру кривизны изделий, производимых бесшовным холоднопрокатным способом. Эта величина указывается в расчете на 1 м трубы и составляет для диаметра:
- менее 15 мм: 1 мм.
- более 15 мм: 2 мм.
Для изделий с диаметром до 15 мм и стенкой до 0,5 мм предельная кривизна нормативно не установлена: может быть любой, без перегибов.
Поверхность труб - светлая. Особенности производственного процесса и марки металла могут давать матовость цвета.
Трубные изделия, произведенные холоднодеформированным способом, должны выдерживать ряд испытаний:
- на натяжение при температуре 350 градусов С;
- сплющивание/раздачу до вычисляемых параметров;
- гидравлическим давлением при напряжении 40% сопротивления разрыву типа стали;
- на межкристаллитную коррозию;
- ультразвуковой контроль.
Технология холодного проката стальных труб
Непосредственно деформации заготовок предшествует химическая подготовка – травление. Сталь с легирующим содержанием хрома травится щелочными расплавами и кислотными растворами. В результате происходит преобразование и удаление оксидов железа и окалины.
Далее трубы промывают горячей и холодной водой, высушивают при температуре 170 градусов С, наносят специальные покрытия для предотвращения возникновения дефектов при дальнейших деформациях. При прокате через стан заготовки не контактируют напрямую со становыми инструментами.
Заготовки проходят через прокатные станы несколько раз. На промежуточных стадиях они подвергаются дополнительным химическим воздействиям. Существенную роль играет термическая обработка до 700-800 градусов С, в результате которой твердость металла снижается (отжиг). После деформаций осуществляется термическая закалка, в результате которой механические свойства изделий повышаются.
Размеры бесшовных труб по ГОСТ 9941-81 - таблица
Горячекатанные бесшовные трубы из стали
Горячий техпроцесс наделяет готовые изделия следующими преимуществами:
- Идеальные антикоррозийные свойства.
- Прочность и резистентность к воздействиям.
- Позволяет производить изделия со стенкой до 32 мм.
- Конкурентоспособная цена.
Нормативы для труб по ГОСТ 9940-81
Горячедеформированные трубы зачищаются от окалины, не имеют наружных дефектов на обеих поверхностях. Если изделия подлежат дальнейшей сварке, то нормативно ограничивается массовая доля серы в материале – 0,02%.
Кривизна готовых горячедеформированных изделий устанавливается нормативно. Это величина указывается относительно толщины стенки в расчете на 1 м трубы и составляет:
- при стенке меньшей или равной 10 мм: 1,5 мм;
- при стенке 10-20 мм: 2 мм;
- при стенке более 20 мм: 4 мм.
Требования стандарта к прохождению гидравлического испытания, теста на растяжение и другие – аналогичны испытаниям, установленным для изделий, произведенных холоднодеформированным способом.
Технология горячего проката стали
В отличие от холодного метода проката, который предусматривает термическую обработку заготовок и изделий на некоторых этапах, горячий метод проката полностью осуществляется на разогретом металле. Для этой цели используют специальные печи с так называемым шагающим подом, в которых формируется избыточное давление до 29,4 Па.
- обжимной стан;
- прошивной стан, в котором заготовка становится трубой со стенками;
- раскатка на непрерывном стане;
- индукционное нагревание и редукционный стан.
После редуцирования готовые трубы охлаждаются и режутся на требуемые отрезки.
Размеры бесшовных труб ГОСТ 9940-81 - таблица
ГОСТом введены дополнительные ограничения диаметра изделий для некоторых марок стали:
- 108 мм - 08Х20Н14С2, 08Х22Н6Т, 08Х18Н12Б.
- 140 мм - 08Х17Н15М3Т.
- 168 мм - 10Х23Н18.
- 219 мм - 10Х17Н13М2Т, 15Х28, 08Х17Т, 12Х17.
Основные марки нержавеющей стали для бесшовных труб
ГОСТы 9940 и 9941 содержат 20 марок сплавов, которые могут применяться для изготовления нержавеющих бесшовных труб. Из них наиболее используемые представлены ниже.
Сталь 12х18н10т
Сталь отличается прекрасными антикоррозийными свойствами, резистентна к окислению при температуре до 900 градусов С, обладает высокой жаростойкостью.
Свойства труб, изготовляемых из стали 12х18н10т методом холодного/горячего проката:
- сопротивление, кгс/кв.мм: 56 / 54;
- удлинение, %: 35 / 40;
- плотность, г/куб.см: 7,95 / 7,9.
Трубные изделия из этой стали применяются для транспортировки окисляющих сред, органических растворителей и некоторых видов органических кислот, в криогенных технологиях при температуре, приближенной к абсолютному нулю.
Марка стали 08х18н10т
Нержавейка данной марки характеризуется еще лучшими свойствами для транспортировки агрессивных сред, чем предыдущий вид. Находит свое применение в химической промышленности как проявляющие высокие параметры стойкости к межкристаллитной коррозии.
Механические свойства трубных изделий, изготовляемых из стали 08х18н10т методом холодного/горячего проката:
- сопротивление, кгс/кв.мм: 54 / 52;
- удлинение, %: 37 / 40;
- плотность, г/куб.см: 7,9.
Трубы из данного вида стали могут эксплуатироваться при любом давлении и температуре до 600 градусов С.
Сталь 10х17Н13М2Т
Вид стали содержит 3% молибдена, что придает ей дополнительные свойства, которых лишены стали 12х18 и 08х18. Трубы, изготовленные из 10х17Н13М2Т, резистентны к воздействию хлора. В кислотных средах в зависимости от вида кислоты, ее концентрации и температуры скорость годовой коррозии не превышает 0,1 мм. Механические свойства изделий, изготовляемых из 10х17Н13М2Т методом холодного и горячего проката, одинаковы и составляют:
- сопротивление, кгс/кв.мм: 54;
- удлинение, %: 35;
- плотность, г/куб.см: 8
Марка стали 06хН28МДТ
Нержавейка имеет в своем составе молибден (до 3%), повышенное количество никеля (до 29%) и хрома (до 25%). Используется в промышленных установках, требующих транспортировки кислот и других агрессивных сред. В соответствии со стандартом данная марка стали используется при производстве труб методом холодного проката. Механические свойства изделий следующие:
- сопротивление, кгс/кв.мм: 50;
- удлинение, %: 30;
- плотность, г/куб.см: 7,96
Для труб холодного проката из 06хН28МДТ установлены специальные допустимые отклонения по диаметру и стенке (таблица 8).
Сталь 10х23Н18
Относится к группе жаростойких сплавов. Может быть использована для работы с агрессивными средами температурой до 1000 градусов С. При более высоких температурах в воздушной среде подвержена интенсивному окислению.
Свойства труб, изготовляемых из 08х18н10т методом холодного/горячего проката:
- сопротивление, кгс/кв.мм: 54 / 50;
- удлинение, %: 35 / 37;
- плотность, г/куб.см: 7,95.
Транспортируемые под высоким давлением среды при температуре до 1000 градусов С приводят к сокращению срока службы изделий до 1-10 тысяч часов.
Сфера применения стальных бесшовных труб
Бесшовная технология - один из основных способов изготовления тонкостенных и толстостенных нержавеющих труб с точным внутренним каналом. Они применяются:
- в установках высокого давления;
- в энергетических установках;
- в машиностроении и авиационной промышленности;
- в химической и пищевой промышленности;
- в газовых и нефтяных трубопроводах.
Сфера их применения широка и охватывает узкоспециализированные виды производства и промышленности.
Электросварные нержавеющие трубы из стали
Вторым способом производства трубных изделий из нержавеющей стали является более простой и экономичный электросварный метод.
Методы изготовления сварных труб
Основное отличие сварного метода от бесшовного в том, что он предусматривает изготовление трубы не из готовой заготовки путем многочисленных деформаций, тепловых и химических обработок, а сваривание загнутого в трубу стального листа. Далее проводят водяное охлаждение, калибровку, нарезку, контрольные мероприятия. При необходимости осуществляют становую деформацию.
Существенное удешевление производства нержавеющих изделий сварным способом сделало возможным их применение в быту: для трубопроводов, в декоративных и строительных целях.
Юлия Петриченко, эксперт
Нормативные документы для сварных труб из нержавеющей стали
Технические условия на электросварные изделия из антикоррозийной стали изложены в ГОСТ 11068-81. Спецификация профильных труб квадратной и прямоугольной формы содержится в ГОСТ 8639-82 и ГОСТ 8645-68, соответственно.
Размеры электросварных труб из нержавеющей стали
| Наружный диаметр, мм | Толщина стенки, мм | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,8 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,5 | 1,8 | 2,0 | 2,2 | 2,5 | (2,8) | 3,0 | (3,2) | 3,5 | 4,0 | |
| 8 | х | х | х | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 9 | х | х | х | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 10 | х | х | х | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 11 | - | х | х | х | х | х | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 12 | х | х | х | х | х | х | х | - | - | - | - | - | - | - |
| 14 | х | х | х | х | х | х | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 15 | - | х | х | х | х | х | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 16 | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - | - | - | - | - |
| (17) | - | х | х | х | х | х | х | х | - | - | - | - | - | - |
| 18 | - | х | х | х | х | х | х | х | - | - | - | - | - | - |
| (19) | - | х | х | х | х | х | х | х | - | - | - | - | - | - |
| 20 | - | х | х | х | х | х | х | х | - | - | - | - | - | - |
| 22 | - | х | х | х | х | х | х | х | - | - | - | - | - | - |
| 25 | - | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - | - | - | - |
| 28 | - | - | х | х | х | х | х | х | х | - | - | - | - | - |
| 30 | - | - | х | х | х | х | х | х | х | - | - | - | - | - |
| 32 | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 33 | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 34 | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 35 | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 36 | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 38 | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 40 | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 42 | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 43 | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 45 | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 48 | - | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 50 | - | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 51 | - | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 53 | - | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 55 | - | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 56 | - | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 57 | - | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 60 | - | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 63 | - | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | - | - |
| 65 | - | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х |
| 70 | - | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х |
| 76 | - | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х |
| 83 | - | - | - | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х |
| 89 | - | - | - | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х |
| 102 | - | - | - | - | - | х | х | х | х | х | х | х | х | х |
Немерная длина электросварных трубных изделий может колебаться от 1,5 до 9 м. Мерная длина должна лежать в пределах 5-9 м.
Бесшовные нержавеющие трубы – надежные изделия, имеющие широкое применение. Их стоимость выше, чем у сварных аналогов, которые больше подходят для бытового использования.
Приходилось ли вам иметь дело с бесшовными трубами? Какие марки стали, по-вашему, наиболее востребованы? Поделитесь своим мнением в комментариях.
Экспертиза - инженер-сметчик
Спросить эксперта
Труба нержавеющая бесшовная ГОСТ 9941-81, 9940-8 из стали 12х18н10т, 08х18н10т – требования к изделиям, размеры — версия для печати
Труба нержавеющая бесшовная, изготавливаемая по ГОСТу 9941-81 из стали марки 12Х18Н10Т, является одним из наиболее популярных видов изделий данного типа. Высокая популярность бесшовных труб из нержавеющей стали этой марки объясняется широкой универсальностью их характеристик.
Такие трубы можно с успехом применять для решения широкого перечня задач, связанных с необходимостью транспортировки жидких и газообразных сред. Благодаря свойствам стали 12Х18Н10Т изделия из нее могут успешно эксплуатироваться в условиях постоянного воздействия повышенного давления и высокой температуры, а также длительное время контактировать с химически агрессивными веществами, не утрачивая при этом своих первоначальных характеристик.
Ознакомиться с требованиями ГОСТ к бесшовным нержавеющим трубам можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.
ГОСТ 9941-81 Трубы бесшовные холодно- и теплодеформированные из коррозионностойкой стали. Технические условия
Виды бесшовных труб из стали марки 12Х18Н10Т
Под требования ГОСТа 9941-81 попадают не только трубы 12Х18Н10Т, но и бесшовные трубные изделия, изготавливаемые методами холодного и теплого деформирования из других марок нержавеющих сталей общего назначения. Согласно положениям указанного ГОСТа, сортамент таких труб составляют изделия, наружный диаметр которых находится в интервале 5–273 мм, а стенки имеют толщину от двух десятых до двадцати двух мм. Требования ГОСТа 9941-81 касаются не только геометрических параметров бесшовных труб из нержавейки, но и технических характеристик таких изделий.
Допускаемая длина нержавеющих труб, передаваемых на склад или потребителям, которая также оговаривается ГОСТом, определяется их наружным диаметром и толщиной стенки.
В стандартном исполнении данный параметр может находиться в интервале 4–7 м, но ГОСТ 9941-81 также допускает, что трубы бесшовного типа из нержавеющей стали могут отпускаться потребителям в следующих вариантах длины.
- Трубы, толщина стенок которых не превышает полмиллиметра, имеют немерную длину. При этом минимальная длина таких труб не может быть меньше 0,75 м, а максимальная не должна превышать наибольшее стандартное значение.
- Трубные изделия с толщиной стенки, находящейся в интервале 0,5–1 мм, делают немерной длины, величина которой не выходит за пределы 1 метра и максимального стандартного значения.
- Трубы, толщина стенок которых более 1 мм, имеют немерную длину, величина которой находится в интервале 1,5–12,5 м.
- Выпускают также нержавеющие трубы мерной длины, минимальное значение которой не выходит за пределы длин немерных изделий, а максимальное – за границы наибольшей длины, оговоренной ГОСТом. Для трубопроката, длина которого соответствует этой категории, максимальное предельное отклонение данного параметра не должно превышать 15 мм. Нормативный документ допускает, что длина мерных труб может быть больше оговоренных стандартом параметров, но для производства таких изделий необходима предварительная договоренность между производителем и потребителем.
- Есть трубы с длиной, которая кратна мерной, при этом наименьшее значение такой кратности, в соответствии с положениями ГОСТа 9941-81, составляет 300 мм. При производстве такого трубопроката на каждую сторону разреза допускается оставлять припуск, величина которого не должна превышать 5 мм. Кроме того, стандарт оговаривает величину предельного отклонения от полной длины таких изделий, которое не должно превышать +15 мм.
- При наличии у потребителя необходимости в нержавеющих трубах, длина которых превышает 12,5 м, ГОСТ допускает возможность их изготовления, но это также необходимо предварительно согласовать с производителем.
- Трубные изделия, наружный диаметр которых не превышает 25 мм, по договоренности заказчика такой продукции и ее производителя могут выпускаться с длиной, доходящей до 16 м.
ГОСТ 9941-81 классифицирует трубы 12Х18Н10Т и изделия, выполненные из других марок сталей, не только по вариантам их длины и другим геометрическим параметрам, но и по степени их точности. Так, трубы бесшовного типа из нержавеющих стальных сплавов могут соответствовать обычной, высокой и повышенной точности.
С геометрическими параметрами бесшовных трубных изделий связаны величины предельных отклонений толщины их стенок, а также наружного диаметра. ГОСТ 9941-81 также регламентирует и величину допустимой кривизны трубопроката бесшовной категории, которая, если ее замерять на отрезке трубы длиной 1 метр, не может превышать:
- 1 мм – для труб любого диаметра, толщина стенок которых составляет полмиллиметра и более;
- 2 мм – для труб с толщиной стенок менее полумиллиметра и наружным диаметром, превышающим 15 мм.
Для нержавеющих бесшовных труб с наружным диаметром менее 15 мм, толщина стенок которых не превышает полмиллиметра, такой параметр, как величина допустимой кривизны, в стандарте не оговаривается. Единственное требование заключается в том, что на их поверхности не должно быть резких перегибов.
Концы бесшовных труб, согласно ГОСТу 9941-81, должны быть обрезаны строго под углом 90°, а после выполнения такой обрезки их следует зачистить от заусенцев. При зачистке на поверхности труб могут сформироваться шероховатость и фаска, наличие которых допускается стандартом. Потребитель труб, толщина стенки которых превышает 5 мм, при необходимости может указать, что на их обрезанных концах должна быть специально выполнена фаска под сварку.
Формула расчета массы
В положениях ГОСТа 9941-81 нет точных сведений о том, сколько весит один погонный метр бесшовной нержавеющей трубы. Объясняется это тем, что под требования данного стандарта попадает сортамент труб бесшовного типа, для изготовления которых может быть использовано порядка 20 марок нержавеющих сталей общего назначения.
Между тем в данном ГОСТе представлена формула, применяя которую, можно легко определить удельный вес трубы с определенными геометрическими параметрами.
В ГОСТе для удобства приведены величины плотности всех марок сталей, из которых производятся трубы данной категории. В частности, для 12Х18Н10Т данный параметр составляет 7,9 г/см 3 . В качестве примера можно определить вес одного погонного метра бесшовной трубы из данной марки:
M = 3,14/1000 × (50–4) × 4 × 7,9 = 4,56 кг.
Используя вес одного погонного метра нержавеющей трубы, рассчитанный по такой формуле, можно легко определить, сколько будет весить изделие, имеющее определенную длину. Для этого достаточно умножить полученный вес на общую длину трубопроката.
Основные характеристики
Химический состав стального сплава 12Х18Н10Т, из которого изготавливаются бесшовные трубы, оговариваются требованиями ГОСТа под номером 5632. Согласно положениям данного нормативного документа, в составе такой стали (если она по требованию заказчика должна отличаться хорошей свариваемостью) не может содержаться более 0,02% такой вредной примеси, как сера. В соответствии со стандартом, в химический состав нержавеющей стали данной марки в незначительном количестве могут входить элементы редкоземельной группы.
Несмотря на то, что бесшовный трубопрокат должен подвергаться термообработке, в ГОСТе допускается, что можно обойтись без нее, а также без процедуры осветления поверхности. В таких случаях дополнительно оговаривать с потребителем необходимо и механические свойства труб, и допустимую степень кривизны их поверхности.
Высокая популярность бесшовных труб из нержавеющего стального сплава марки 12Х18Н10Т объясняется тем, что по своим механическим свойствам и эксплуатационным характеристикам они считаются одними из лучших.
К механическим свойствам, в частности, относятся следующие параметры стального сплава данной марки:
- предел текучести – не менее 22 кгс/мм 2 (216 МПа) (этот параметр, очень важный для сталей, характеризует величину напряжения, при достижении которого деформационные процессы, протекающие в металле, будут продолжать развиваться в нем даже без последующего увеличения нагрузки);
- предел прочности – 56 кгс/мм 2 (549 Н/мм 2);
- величина относительного удлинения – не менее 35%.
По требованию заказчика тесты на растяжение бесшовных нержавеющих труб могут проводиться при 350°.
Внутри и снаружи труб, изготовленных из нержавеющей стали указанной марки, не должно быть таких дефектов, как трещины, плены, рванины и закаты. Если же они после осуществления контроля обнаружены, то, согласно нормативному документу, можно устранять их при помощи местной зачистки, обточки и расточки, локальной или сплошной шлифовки. При выполнении таких механических операций важно следить за тем, чтобы геометрические параметры трубы, такие как толщина стенки и наружный диаметр, не оказались в результате за пределами отклонений, указанными в ГОСТе.
Положениями нормативного документа оговаривается и цвет бесшовных труб из нержавейки, который должен быть светлым. При этом отдельные трубные изделия данной категории могут иметь матовую поверхность, отличающуюся серым оттенком, что обусловлено особенностями технологии их производства. Основная часть труб данного типа подвергается травлению в вакууме или в защитной среде, которое выполняется после термической обработки. Такая обработка (как было сказано выше, факультативная) выполняется для того, чтобы устранить с поверхности изделия цвета побежалости.
В соответствии с положениями нормативного документа, бесшовные трубы из стального сплава марки 12Х18Н10Т по требованию потребителей могут подвергаться дополнительным испытаниям на:
- расплющивание;
- раздачу;
- способность выдерживать гидравлическое давление.
Кроме того, в отдельном пункте договора, заключенного между производителем и потребителем, может быть оговорено требование, в соответствии с которым материал изготовления труб должен обладать высокой устойчивостью к межкристаллитной коррозии.
В том случае, если бесшовные трубы из данного стального сплава не были подвергнуты термообработке и их не испытывали методами расплющивания или раздачи, то их проверка на устойчивость к межкристаллитной коррозии не выполняется.
Требования ГОСТа 9940-81
Нержавеющий стальной сплав марки 12Х18Н10Т также используется для производства бесшовных труб в соответствии с ГОСТом 9940-81. По данному нормативному документу, бесшовные трубные изделия изготавливаются методом горячего деформирования, для чего используются нержавеющие стали общего назначения.
Бесшовные трубы, которые производятся по ГОСТу 9940-81, могут иметь диаметры, находящиеся в интервале 57–325 мм, и толщину стенок 3,5–32 мм. Стандартная длина таких труб, которые могут соответствовать обычной и высокой степени точности, может составлять от 3 до 8,5 метров. Положениями ГОСТа 9940-81 также оговариваются остальные геометрические параметры труб данной категории, физико-механические свойства материала, из которого они изготовлены, предельно допустимые отклонения кривизны поверхности изделий, их наружного диаметра и толщины стенок.
По требованиям к химическому составу материала изготовления бесшовных нержавеющих труб ГОСТ 9940-81 мало чем отличается от положений предыдущего нормативного документа. Определить массу труб можно по той же методике, которая представлена выше.
Государственным стандартом под номером 9940-81 предусматривается, что бесшовные трубы, изготовленные из нержавейки, в зависимости от пожеланий заказчика могут подвергаться или не подвергаться термической обработке, соответствовать дополнительным требованиям по своей устойчивости к межкристаллитной коррозии. Кроме того, потребители труб данного типа могут дополнительно оговаривать с их производителем методы испытаний таких изделий, которые проводятся по методикам, оговоренным положениями ГОСТа 9941-81.
Значимым отличием ГОСТа 9940-81 от стандарта под номером 9941-81 является то, что его требованиями не предусмотрена обязательная термическая обработка бесшовных нержавеющих труб. Объясняется это тем, что трубы, соответствующие данному стандарту, как уже говорилось выше, производятся методом горячего деформирования, а это уже предполагает, что материал их изготовления был подвергнут значительному термическому воздействию. Последнее необходимо для облегчения пластической деформации материала изготовления труб и одновременно придает ему требуемые физико-механические свойства.
Следует отметить, что различия в характеристиках бесшовных нержавеющих труб, произведенных по ГОСТам 9940-81 и 9941-81, как раз и объясняются разными технологиями изготовления. Так, бесшовные трубы из нержавейки, полученные методом горячего деформирования, отличаются хорошей пластичностью и гибкостью, но обладают меньшей прочностью и устойчивостью к механическим воздействиям, чем холодно- и теплодеформированные. Например, можно сравнить следующие параметры труб из нержавеющего стального сплава марки 12Х18Н10Т, произведенных по ГОСТам 9940-81 и 9941-81:
За счет повышенной прочности бесшовные нержавеющие трубы, изготовленные методами холодного и теплого деформирования, вне зависимости от своих геометрических параметров, должны выдерживать номинальную нагрузку, предусмотренную требованиями нормативного документа. Именно этим объясняется, что труборокат данной категории может производиться с меньшими величинами наружного диаметра и толщины стенок, чем изделия, изготавливаемые по ГОСТу 9940-81. Так, если сравнивать холодно- и теплодеформированные трубы с горячекатаными изделиями одного наружного диаметра (273 мм), изготовленными из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т, то первые допускается производить с толщиной стенки 3–14 мм, тогда как для вторых этот параметр должен составлять 11–20 мм. При этом пределы текучести таких изделий, поскольку изготовлены они из стали одной марки, полностью совпадают и составляют 22кгс/мм 2 (216 МПа).
Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что холодно- и теплодеформированные бесшовные трубы, произведенные из стали марки 12Х18Н10Т, целесообразнее использовать в тех случаях, где требуется высокая прочность при незначительном весе трубных конструкций, а горячекатанные изделия будут оптимальными тогда, когда особенно важными свойствами являются гибкость и пластичность используемых труб.
Причины популярности труб 12Х18Н10Т
Бесшовные трубы, изготовленные из стали марки 12Х18Н10Т, отличаются высокой востребованностью. Они нашли широкое применение в машиностроении, топливной, энергетической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Основные причины такой популярности заключаются в физико-механических свойствах данного сплава, определяемых, в первую очередь, его химическим составом.
Нержавеющий сплав марки 12Х18Н10Т – это материал с аустенитной структурой, относящийся к сталям хромоникелевой категории. Согласно положениям ГОСТа, он предназначен для эксплуатации в условиях постоянного воздействия химически агрессивных сред и повышенных температур.
Если расшифровать маркировку этого стального сплава, станет понятно, что в его составе содержатся следующие химические элементы: углерод – 0,12%, хром – 17–19%, никель – 9–11%, титан – 5%. Кроме того, в нержавеющей стали данной марки также присутствуют кремний (0,8%) и марганец (2%). Благодаря такому сбалансированному химическому составу стальной сплав данной марки отличается не только высокой коррозионной устойчивостью, но также жаропрочностью и жаростойкостью.
Помимо этого, достоинствами стали данной марки, из которой по различным технологиям производятся бесшовные трубы, являются:
- хорошая свариваемость;
- возможность выполнения обработки методами как горячей, так и холодной деформации.
Сферы применения трубопроката из стали 12Х18Н10Т
Уникальный химический состав, а также другие свойства нержавеющего стального сплава марки 12Х18Н10Т делают его устойчивым к межкристаллитной коррозии, а также коррозии, возникающей под воздействием:
- химических веществ (солей, щелочей, кислот);
- почвы и влажной атмосферы.
Главным достоинством сплава данной марки является то, что изделия из него практически не поддаются воздействию агрессивных сред, что и позволяет успешно применять их даже в самых сложных условиях. Наглядными показателями исключительно высокой коррозионной устойчивости стали рассматриваемой марки является то, что изделия из нее эффективно используют даже в таких агрессивных средах, как:
- серная кислота с концентрацией 100%, нагретая до 65°;
- 65%-й раствор азотной кислоты, нагретый до 85°;
- 80%-й раствор азотной кислоты, нагретый до 65°;
- раствор фосфорной кислоты с концентрацией 40%, нагретый до 100°;
- раствор, состоящий из серной и азотной кислот в соотношениях 70+25% или 60+10% соответственно, нагретый до 70°;
- растворы органических кислот (таких как уксусная, лимонная, муравьиная и др.);
- растворы сильных щелочей (NaOH и KOH).
Благодаря таким уникальным свойствам стальной сплав марки 12Х18Н10Т рекомендуется применять для изготовления трубных изделий и сварной арматуры, эксплуатируемых на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности.
Такое свойство стального сплава данной марки, как жаростойкость, обеспечивает устойчивость поверхности труб, которые из него изготовлены, к химическому разрушению при эксплуатации в газовых средах, температура которых превышает 550°. Следует иметь в виду, что такая устойчивость возможна тогда, когда трубы эксплуатируются в ненагруженном или слабонагруженном состоянии.
Температура газовой среды, при которой труба из стали 12Х18Н10Т может на протяжении 10 000 часов эксплуатироваться без ущерба своему качеству, не должна превышать 800°. Если температуру воздушной среды поднять хотя бы до 85° градусов, то на поверхности такой нержавеющей трубы начнется интенсивное образование окалины. Достаточно низкую устойчивость сталь данной марки проявляет в средах, содержащих серу.
Уровень жаростойкости бесшовных нержавеющих труб, изготовленных из стального сплава марки 12Х18Н10Т, определяет сферу их применения. Так, их используют для изготовления:
- различных элементов печной арматуры;
- теплообменных аппаратов;
- муфелей;
- реторт;
- электродов для оснащения зажигательных искровых свечей;
- элементов выхлопных систем (коллекторы и патрубки).
Кроме того, такие трубы применяются тогда, когда использовать изделия, изготовленные из безникелевых стальных сплавов, не представляется возможным.
Как уже говорилось выше, нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т также отличается и жаропрочностью, что позволяет успешно использовать изделия из этого материала в ситуациях, когда они в течение длительного времени подвергаются воздействию не только высоких температур, но и механических нагрузок. Параметры жаропрочности, которой обладают стали данной марки, позволяют в определенных условиях использовать изделия из них от 50 до 100 тысяч часов.
При этом следует иметь в виду, что оптимальной температурой, при которой может быть выдержан такой период эксплуатации, является 600°. В качестве жаропрочного сплава сталь марки 12Х18Н10Т может быть использована для изготовления элементов выхлопных систем, а также другой продукции, условия эксплуатации которой не выходят за рамки допустимых для данного материала.
На современном рынке представлено большое разнообразие сталей нержавеющей категории, отдельные параметры которых могут превосходить свойства сплава 12Х18Н10Т. В частности, очень популярным материалом является сталь марки 14Х2, из которой тоже производятся бесшовные холоднодеформированные трубы. Однако в большинстве случаев все такие сплавы отличаются одной-двумя выдающимися характеристиками, а говорить об универсальности их применения не приходится. Именно поэтому изделия из таких стальных сплавов можно эксплуатировать лишь в узкоспециализированных областях, в то время как трубы и другую продукцию, для изготовления которых была использована нержавеющая сталь 12Х18Н10Т, можно использовать практически повсеместно.
О преимуществах применения бесшовных труб, изготовленных из нержавеющего стального сплава марки 12Х18Н10Т, говорит и то, что такие изделия могут успешно эксплуатироваться под давлением и при длительном воздействии на их поверхность температур от –196 до +600°. Однако это возможно, если такие трубы не контактируют с агрессивными средами. В противном случае верхний предел температуры, при которой трубы длительное время не будут утрачивать своих первоначальных характеристик, снижается до +350°.
Следует также учитывать, что стоимость бесшовных труб, изготовленных из нержавеющей стали данной марки, достаточно высока, поэтому применять их целесообразно в тех случаях, когда от используемых изделий требуются повышенная надежность и исключительно высокая устойчивость к коррозии.
2
, средняя оценка: 5,00
из 5)
