Что такое стальная труба 20G?
20G — это марка труб из углеродистой стали, предназначенная для котлов высокого-давления и пароперегревателей. Обозначение сочетает в себе номинальное содержание углерода около 0,20% с буквой G, которая обозначает эксплуатацию котла в китайской системе GB. Марка указана в GB/T 5310, стандарте для бесшовных стальных труб для котлов высокого-давления. Химический состав этой трубы намеренно прост, поэтому трубу можно согнуть в холодном состоянии, развернуть в трубные решетки и сварить во время монтажа котла.
Типичные пределы состава составляют 0,17–0,24% углерода, 0,17–0,37% кремния и 0,35–0,65% марганца, при этом содержание фосфора и серы поддерживается на уровне максимум 0,030% каждого. Механические требования — предел прочности 410-550 МПа, минимальный предел текучести 245 МПа и удлинение не менее 24%. Жесткий контроль остаточных элементов – это то, что отличает котел от обычной конструкционной трубы.
Основные производственные маршруты
Горячая прокатка- Прошивной и пробковый стан или непрерывная оправка формируют трубы большого-диаметра с толстыми-стенками, температура которых превышает температуру рекристаллизации, поэтому трубы поставляются горячими.
Холодный рисунок- горяче-катаную полость травят, смазывают и повторно-протягивают на оправке, что обеспечивает жесткий допуск по стенкам, малый диаметр и гладкое отверстие для прецизионных элементов котла.
Горячее расширение- материнская трубка меньшего размера нагревается и расширяется до заказанного диаметра, что является экономичным способом достижения промежуточных размеров.
Сварка- Продольная или спирально-сварная труба изготавливается из намотанной полосы, размер или стенка которой превышает экономичные пределы бесшовности, а эксплуатационный допуск позволяет использовать сварной шов.
Выбор между этими маршрутами обусловлен диаметром, толщиной стенок и допусками, которые может принять конструкция котла, а не прочностью, поскольку все четыре маршрута обеспечивают одинаковый химический состав и одинаковые требования к механическим свойствам.
Термическая обработка после формования
Котельные трубы 20G обычно поставляются в нормализованном состоянии. Нормализация при температуре примерно 890-920 градусов Цельсия с последующим-охлаждением на воздухе измельчает зеренную структуру, снижает напряжение качения и создает однородную ферритно-перлитную структуру, которая ведет себя предсказуемо при изгибе, обжимке или расширении трубы. Отжиг с медленным охлаждением в печи выбирают, когда для последующей операции холодной штамповки требуется наименьшая практическая твердость и наименьший размер зерна.
Вместо этого трубы специального назначения можно подвергать закалке и отпуску, но нормализация остается стандартной процедурой для этой марки. После термообработки из каждой партии отбираются образцы для испытаний на растяжение, текучесть и удлинение, чтобы значения, требуемые GB/T 5310, были подтверждены на готовой трубе, а не предполагались на основе термического анализа.
Контроль дефектов
В производстве труб преобладают четыре дефекта. Трещины возникают из-за неподходящих режимов прокатки или охлаждения, а также из-за поверхностных разрывов заготовки. Не-неметаллические включения возникают в результате неполного раскисления при выплавке стали. Пористость и внутренние пустоты – это газы, не вышедшие из слитка или непрерывнолитой заготовки. Неравномерная толщина стенок возникает из-за эксцентриситета оправки и смещения-прокалывания центра, что напрямую снижает допустимое давление.
Таким образом, контроль встроен в оба конца линии. Производство стали заказывается на производстве чистой-стали с контролируемым раскислением, а готовая труба проверяется с помощью химического анализа, испытаний на растяжение и удлинение, не-неразрушающих исследований, таких как ультразвуковой и радиографический контроль на наличие внутренних и продольных дефектов, а также испытаний на гидростатическое давление при давлении, требуемом стандартом. Для изготовления котла выпускаются только трубы, очищающие каждый этап.
Стандарты и точки заказа
GB/T 5310 определяет состав, механические свойства, допуски на размеры, состояние поверхности и методы испытаний трубок 20G. Спецификации, используемые в экспортных проектах, включают ASTM A106 для бесшовных труб из углеродистой стали, работающих при высоких-температурах, и EN 10216-2, который заменил старый стандарт DIN 17175 для бесшовных труб для работы под давлением. Какой бы стандарт ни был указан в заказе, в сертификате проверки должен быть указан химический состав, значения прочности и текучести, удлинение, а также результаты неразрушающих и гидростатических испытаний, а система управления качеством, сертифицированная по стандарту ISO 9001, поддерживает согласованность этих результатов.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Каковы основные методы производства стальных труб 20G?
Горячая прокатка, холодная вытяжка, горячее расширение и сварка. Горячая прокатка подходит для толстостенных труб большого-диаметра-, холодная вытяжка позволяет получить прецизионные трубы небольшого-диаметра, горячее расширение преобразует исходную трубу меньшего размера в трубу большего размера, а сварка позволяет получить прямошовные или спирально сваренные трубы из полосы.
Вопрос: Какая термическая обработка используется для стальных труб 20G?
Трубки обычно нормализуются при температуре примерно 890–920 градусов Цельсия и охлаждаются на воздухе для снятия внутреннего напряжения и гомогенизации микроструктуры. Отжиг используется там, где требуется самое мелкое зерно и самая низкая твердость, а закалка и отпуск предназначены для особых применений.
Вопрос: Каковы распространенные дефекты при производстве трубок 20G?
Трещины, не-металлические включения, пористость и неравномерная толщина стенок. Они возникают в процессе охлаждения, раскисления, выхода газов из жидкой стали и эксцентриситета прокалывания, а неровная стенка является дефектом, который наиболее непосредственно снижает допустимое давление.
Вопрос: Как проверяется качество стальной трубы 20G?
Путем химического анализа образцов при нагревании, растяжении и удлинении, не-неразрушающего контроля, такого как ультразвуковой и радиографический контроль, а также испытания гидростатическим давлением. Перед выпуском в продажу при проверке размеров подтверждаются наружный диаметр, толщина стенки и длина.
Вопрос: Какие стандарты применяются к стальным трубам 20G?
GB/T 5310 — это действующий китайский стандарт для бесшовных котловых труб-высокого давления. Сопоставимыми спецификациями для экспортных заказов являются ASTM A106 для работы при высоких-температурах и EN 10216-2, который заменил DIN 17175 для бесшовных труб под давлением.
Вопрос: Можно ли сваривать трубы 20G?
Да. Низкое содержание углерода и марганца обеспечивает низкий углеродный эквивалент, поэтому эта марка легко сваривается дугой защитного металла, газовой вольфрамовой дугой и дугой под флюсом. Квалифицированные процедуры и предварительно-квалифицированные сварщики по-прежнему требуются, а термообработка после-сварки применяется там, где этого требует толщина стенки или технические условия.
