ASTM A106Горячекатаная бесшовная труба из углеродистой стали Sch40 Высококачественная труба из углеродистого сплава для промышленного применения Прочные и надежные трубы из углеродистой стали

Трубы из углеродистой стали широко используются в различных отраслях промышленности благодаря своим превосходным механическим свойствам и экономической эффективности. Они изготавливаются в основном из углеродистой стали, которая представляет собой сплав железа и углерода с небольшим количеством других элементов, таких как марганец, кремний, сера и фосфор.

Химический состав

• Углерод (С): Содержание углерода в трубах из углеродистой стали обычно составляет от 0,05% до 2,1%. Это важный элемент, поскольку он существенно влияет на прочность и твердость трубы. Более высокое содержание углерода обычно приводит к большей прочности, но также может снизить пластичность.
• Марганец (Mn): Марганец добавляется для улучшения закаливаемости и прочности стали. Он также помогает раскислять сталь в процессе производства. Содержание обычно варьируется от 0,30% до 1,50%.
• Кремний (Да): Кремний действует как раскислитель, а также способствует прочности стали. Типичное содержание кремния составляет около 0,15% - 0,30%.
• Сера (S) и фосфор (P): Они считаются примесями. Высокое содержание серы может привести к горячеломкости (хрупкости при высоких температурах), в то время как высокое содержание фосфора может вызвать хладноломкость (хрупкости при низких температурах). Их содержание обычно поддерживается на минимально возможном уровне, с содержанием серы менее 0,05% и содержанием фосфора менее 0,04%.

Механические свойства

• Предел прочности: Трубы из углеродистой стали имеют хорошую прочность на растяжение, что позволяет им выдерживать осевые нагрузки без разрушения. Прочность на растяжение может варьироваться от 370 МПа до 700 МПа в зависимости от марки и производственного процесса.
• Предел текучести: Предел текучести указывает точку, в которой материал начинает пластически деформироваться. Это важный параметр для целей проектирования. Для труб из углеродистой стали предел текучести может варьироваться от 205 МПа до 550 МПа.
• Пластичность: Они обладают определенной степенью пластичности, что позволяет их сгибать или формовать без разрушения. Удлинение при разрыве обычно находится в диапазоне 15% - 30%.

• Производство бесшовных труб:
  • Горячая работа: Процесс начинается с цельной заготовки из углеродистой стали. Заготовка нагревается до высокой температуры, а затем прокалывается для формирования полой трубы. Обычно это делается с помощью процесса ротационной прокалки. После прокалки труба проходит дальнейшую обработку с помощью серии прокатных операций для достижения желаемых размеров и механических свойств.
  • Холодная обработка: В некоторых случаях для улучшения точности размеров и качества поверхности бесшовных труб используются процессы холодной обработки, такие как холодное волочение или холодная прокатка. Холодная обработка также может в некоторой степени повысить прочность трубы.
• Производство сварных труб:
  • Формирование: Сварные трубы из углеродистой стали сначала формируются из плоских стальных листов или рулонов. Листы пропускаются через ряд валков, чтобы придать им цилиндрическую форму.
  • Сварка: Края сформированной цилиндрической формы затем свариваются вместе. Наиболее распространенные методы сварки включают высокочастотную индукционную сварку (HFW) и сварку под флюсом (SAW). HFW часто используется для труб меньшего диаметра, в то время как SAW подходит для труб большего диаметра и с более толстыми стенками. После сварки трубы могут подвергаться дополнительным процессам, таким как термическая обработка и отделочные операции.

• Нефтегазовая промышленность: Трубы из углеродистой стали широко используются для транспортировки сырой нефти, природного газа и очищенных нефтепродуктов. Они могут выдерживать высокое давление и коррозионные среды, связанные с разведкой, добычей и транспортировкой нефти и газа. Например, на морской нефтяной платформе трубы из углеродистой стали используются для соединения устья скважины с производственными объектами на платформе, а затем для транспортировки нефти и газа на берег по подводным трубопроводам.
• Строительная промышленность: Они используются в строительных конструкциях для систем водопровода, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). В водопроводных системах трубы из углеродистой стали используются для подачи воды и отвода отходов. В системах HVAC они используются для распределения горячего или холодного воздуха и хладагента. Например, в высотном здании трубы из углеродистой стали устанавливаются в системах центрального отопления и охлаждения для передачи горячей или охлажденной воды на разные этажи.

• Цинкование: Оцинкование — это распространенная обработка поверхности труб из углеродистой стали. Она заключается в покрытии трубы слоем цинка. Цинковое покрытие обеспечивает отличную коррозионную стойкость, выступая в качестве жертвенного анода. Когда труба подвергается воздействию коррозионной среды, цинк первым подвергается коррозии, защищая лежащую под ней сталь.
• Рисование: Трубы также можно красить для придания декоративной отделки и дополнительной защиты от коррозии. Краска действует как барьер между сталью и окружающей средой, предотвращая попадание влаги и других едких веществ на поверхность трубы. Доступны различные типы красок в зависимости от конкретных требований к применению, например, эпоксидные краски для лучшей химической стойкости и алкидные краски для общего применения.
• Покрытие пластиком: Некоторые трубы из углеродистой стали покрыты пластиком, таким как полиэтилен или полипропилен. Эти пластиковые покрытия обеспечивают хорошую химическую стойкость и могут использоваться в приложениях, где труба подвергается воздействию едких химикатов или суровых сред.

• Стандарты: Трубы из углеродистой стали производятся в соответствии с различными международными и национальными стандартами, такими как ASTM A53 (для бесшовных и сварных труб из углеродистой стали общего назначения), ASTM A106 (для бесшовных труб из углеродистой стали для эксплуатации при высоких температурах) и API 5L (для линейных труб, используемых в нефтяной и газовой промышленности). Эти стандарты определяют размеры, химический состав, механические свойства и методы испытаний труб.
• Тестирование:
  • Визуальный осмотр: Сначала трубы проверяются визуально на наличие дефектов поверхности, таких как трещины, раковины, а также на качество сварки.
  • Тестирование размеров: Размеры труб, включая наружный диаметр, внутренний диаметр и толщину стенки, измеряются, чтобы убедиться, что они соответствуют указанным допускам.
  • Механические испытания: Испытания на растяжение, предел текучести и твердость проводятся для проверки механических свойств труб. Кроме того, могут проводиться ударные испытания для оценки способности трубы выдерживать внезапные нагрузки или удары.
  • Неразрушающий контроль (НК): Такие методы, как ультразвуковой контроль (УЗК), магнитопорошковый контроль (МПК) и радиографический контроль (РТ), используются для обнаружения внутренних дефектов, таких как пустоты, включения и трещины, без повреждения трубы.

• Сила: Высокая прочность позволяет им выдерживать большие нагрузки и давления, что делает их пригодными для широкого спектра применений, где решающее значение имеет структурная целостность.
• Экономическая эффективность: По сравнению с другими материалами, такими как нержавеющая сталь или легированная сталь, трубы из углеродистой стали, как правило, более экономичны, что делает их популярным выбором в отраслях, где стоимость является существенным фактором.
• Свариваемость: Трубы из углеродистой стали обладают хорошей свариваемостью, что обеспечивает простоту изготовления и монтажа. Для соединения труб могут использоваться различные методы сварки в соответствии с конкретными требованиями проекта.