Трубы бесшовные из нержавеющей стали ГОСТ 9941-81, 9940-81

Требования к бесшовным трубам из нержавеющей стали, изготовленные методом холодного или горячего проката, предполагают использование ограниченного количества сплавов, которые закреплены ГОСТами.

Бесшовные трубы из нержавейки
Бесшовные трубы из нержавейки

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:

  1. Минимальные потери металла.
  2. Возможность получения большого диапазона типоразмеров труб из однотипных заготовок.
  3. Позволяет производить изделия со стенкой от 0,2 мм.
  4. Минимизация отклонений толщины стенки.
  5. Превосходное качество поверхности готовых изделий.
  6. 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.

Таблица 1. Допустимые отклонения по стенке
Размеры труб, мм Предельные отклонения при точности изготовления
обычный повышенный высокий
при стенке: 0,2 ±0,05 мм ±0,03 мм -
от 0,3 до 0,4 ±0,07 мм ±0,05 мм -
от 0,5 до 0,6 ±0,10 мм ±0,07 мм -
от 0,7 до 1 ±0,15 мм ±0,10 мм -
св. 1 до 3 +12,5% ±12,5 12,5%
св. 3 до 7 +12,5% ±12,5 10%
св. 7 +12,5% ±10% -
Таблица 2. Допустимые отклонения по диаметру.
Размеры труб, мм Предельные отклонения при точности изготовления
обычный повышенный высокий
при диаметре: от 5 до 10 ±0,3 мм ±0,2 мм ±0,15 мм
св. 10 до 30 ±0,4 мм ±0,3 мм ±0,2 мм
св. 30 до 95 ±1,2 % ±1,0 % ±0,8 %
св. 95 ±1,0 % ±1,0 % ±0,8 %

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.

Таблица 3. Допустимые отклонения по диаметру и стенке для отдельных размеров бесшовных холоднодеформированных изделий.
Размеры труб, мм Предельные отклонения при точности изготовления
обычный высокий
По наружному диаметру ±1,2 % ±1 %
По толщине стенке от 1,5 до 2,5 ±15 % ±12 %
св 2,5 до 4 12,5 % ±12,5%

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.
Холодный прокат трубы

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

Таблица 4. Размеры холоднодеформированных бесшовных изделий.

Горячекатанные бесшовные трубы из стали

Горячий техпроцесс наделяет готовые изделия следующими преимуществами:

  1. Идеальные антикоррозийные свойства.
  2. Прочность и резистентность к воздействиям.
  3. Позволяет производить изделия со стенкой до 32 мм.
  4. 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%.

Таблица 5. Допустимые отклонения по стенке.
Предельные отклонения при точности изготовления, %
обычный высокий
±1,5 ±1,0 %
Таблица 6. Допустимые отклонения по диаметру.
Размеры труб, мм Предельные отклонения при точности изготовления, %
обычный высокий
По толщине стенки, мм
8 и менее +20 -15 +12,5 -15,0
более 8 до 20 ±15,0 +12,5 -15,0
более 20 +12,5 -15,0 ±12,5

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.

Горячий прокат трубы

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.

Далее заготовка проходит несколько деформационных этапов:

  • 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

Таблица 7. Размеры горячедеформированных бесшовных изделий.

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
Сталь 06хН28МДТ

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).

Таблица 8. Допустимые отклонения по диаметру и стенке для изделий из стали 06хН28МДТ
Размеры труб, мм Предельные отклонения при точности изготовления
обычный высокий
при диаметре: до 30 ±0,45 мм -
св. 30 ±1,2% -
при стенке: до 3 ±15,0 % -
св. 3 ±12,5 % -

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.

Стальные трубы 10х23Н18

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

Таблица 9. Размеры изделий, изготовленных из нержавеющей стали, методом сварки.
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.