Труба 12Х18Н10Т: ГОСТ 9941-81, характеристики, розміри, застосування

Сьогодні для виготовлення труб застосовують різні методики і матеріали. Це визначає область застосування продукції. Однією з найбільш популярних різновидів безшовного сталевого прокату є труби 12Х18Н10Т. Вони характеризуються значною універсальністю, тому попит на представлену продукцію ніколи не падає. Якими властивостями володіє представлена труба, особливості її виробництва і застосування буде розглянуто далі.

Загальний опис

Труба нержавіюча 12Х18Н10Т є сортовим прокатом, який застосовується для транспортування рідких і газоподібних субстанцій, у тому числі під високим тиском або при високій температурі. Вироби представленого типу мають круглий поперечний переріз і виробляються за безшовної технології. Основні параметри представленого прокату регламентує ГОСТ 9941-81. Він також вказує головні вимоги при виготовленні труб з нержавіючої сталі холодної або теплої деформації.

Сталь 12Х18Н10Т являє собою сплав аустенітного типу, що містить титан. Для цього матеріалу оптимальним режимом обробки є нагрів до 1050-1080ºС. В ході виробництва застосовується вода. Сталь проходить процедуру гарту, що дозволяє максимально збільшити її в’язкість і еластичність. Матеріал набуває після такої обробки міцність і твердість.

Труба нержавіюча 12Х18Н10Т має дві основні переваги:

  • високі показники пластичності;
  • значний рівень ударної в’язкості.

Матеріал може бути легованих різними металами. Це надає продукції визначені експлуатаційні властивості. Головними якостями цього матеріалу є відносне подовження і межа міцності. Їх встановлюють з необхідної ступенем наближеності. Варто зазначити, що у довідковій інформації не враховуються дані про упрочняемость кожного типу сплаву, а також про попередній обробці.

З представленої різновиди труб виготовляють об’єкти, призначені для застосування у середовищі з розведених розчинів оцтової, фосфорної, азотної кислоти, а також лугів або солей. При цьому внутрішнє середовище може подаватися під тиском і при температурі до 600 ºС.

Область застосування

Особливий хімічний склад визначає область застосування труб 12Х18Н10Т. Сталевий сплав, з якого виготовляють різні комунікації, володіє високими показниками стійкості до міжкристалічної корозії. На матеріал не впливають солі, луги, кислоти, а також атмосферна вологість грунту.

Труби з представленого сплаву стійкі до впливу агресивних середовищ, наприклад:

  • розчин азотної кислоти (65%) з температурою до 85 ºС;
  • сірчана кислота (100%) з температурою до 65 ºС;
  • розчин азотної кислоти (80%), нагрітий до 65 ºС;
  • склад сірчаної (70%) та азотної (25%) кислоти з температурою до 70 ºС;
  • розчин фосфорної кислоти (40%) з нагріванням до 100 ºС;
  • сильні луги;
  • розчини оцтової, мурашиної, лимонної та інших органічних кислот.

Можлива зварювання труб 12Х18Н10Т, що дозволяє використовувати їх на підприємствах нафтопереробної, хімічної, харчової та інших галузей.

Якщо по трубі з представленого сплаву транспортують газ, температура внутрішньої робочого середовища не повинна перевищувати 550 ºС. При цьому навантаження на систему повинна бути мінімальною. Часто саме цей різновид труб застосовують для створення саморобного теплообмінника для печі в лазні або каміна.

При підвищенні температури зовнішнього середовища до максимальної межі (800 ºС) виріб зі сталі представленого типу може експлуатуватися до 10 000 годин. Якщо температура навколишнього середовища підніметься до 85 ºС і вище, на поверхні виробу почне утворюватися окалина. Найчастіше представлену різновид труб застосовують для:

  • теплообмінників;
  • елементів пічної арматури;
  • реторт;
  • колекторів, вихлопних патрубків систем;
  • муфелів;
  • електродів для іскрових свічок запалювання.

При підтримці певних експлуатаційних умов на заданому рівні вдається продовжити термін експлуатації трубопроводів до 50-100 тис. годин роботи.

Розмір

ГОСТ 9941-81 регламентує сортамент представленого трубного прокату. Сюди відносять вироби з зовнішнім діаметром від 5 до 273 мм Стінки труб можуть бути товщиною від 0,2 до 22 мм. Стандартно довжина прокату становить від 4 до 7 м. Але можуть бути й інші варіанти.

Так, труба 12Х18Н10Т тонкостінна з товщиною не більше 0,5 мм має немерную довжину. Для цієї категорії виробів застосовуються особливі стандарти. Представлена різновид труб випускається довжиною від 75 см до 7 м.

Для виробів з товщиною стінки 0,5-1 мм випускають довжиною від 1 до 7 м. Це пояснюється особливостями сплавів, які вони виявляють у процесі експлуатації. Немірна довжина для труб з товщиною стінок більше 1 мм становить від 1,5 до 12,5 м.

Нержавіючий трубний прокат випускають також і мірної довжини. Мінімальний показник для них не може виходити за межі параметрів виробів немірної категорії. Максимальне значення обумовлюється ГОСТом. При цьому максимальне відхилення не повинно бути більше 15 мм. В нормативах також вказується, що довжина мірного прокату може виходити за межі стандарту. Але в ході виготовлення подібної продукції спочатку укладається договір між споживачем і виробником.

Кратність мірної довжини для трубопрокату представленого типу може становити 30 см. При виготовленні такої продукції на кожну сторону розрізу дозволяється робити припуск довжиною до 5 мм Допускається відхилення в розмірах труби 12Х18Н10Т цього типу, яке становить +15 мм.

Якщо споживач потребує трубах завдовжки більше 12,5 м, виробник може виготовити. При цьому теж полягає договір з покупцем.

Вага

Щоб розрахувати вартість прокату, потрібно визначити вага метра труби 12Х18Н10Т. У Гості цей показник точно не встановлюється. Тому потрібно виконати нескладний розрахунок. Під вимоги представленого стандарту підпадає близько 20 марок різної сталі. Тому потрібно визначити самостійно цікавлять величини.

Бажаючи придбати труби 12Х18Н10Т профільні або з круглим перетином, потрібно скористатися нескладної методикою. Вона представлена в стандарті. За допомогою формули можна розрахувати питому вагу труби з заданими параметрами:

Впм = 3,14/1000 * (Дн – Тз) * Тс * Пс, де:

  • Впм – вага погонного метра труби, вимірюється в кілограмах.
  • Дн – діаметр зовнішнього краю труби в мм. Він може бути номінальним (береться з довідника стандарту) чи реальним (виходить в ході вимірювання).
  • Тз – товщина стінки прокату в мм, яка може бути як фактичної, так і номінальної.
  • Пс – щільність сталі, яка вимірюється в г/см3.

Характеристики труби 12Х18Н10Т можна взяти в Гості. Тут наведена інформація про щільності марок сталі. Так, для 12Х18Н10Т цей показник становить 7,9 г/см3. Так, розрахунок метра безшовної труби розраховується так:

Вмп = 3,14/1000 * (50-4) * 4 * 7,9 = 4,56 кг.

Отриманий результат використовується для розрахунку ваги всього виробу. Цей показник дозволяє визначити вартість трубного прокату.

Основні характеристики

Труба 12Х18Н10Т виготовляється із сталі з певним хімічним складом. Щоб матеріал мав гарну зварюваність, він не повинен містити більше 0,02% сірки.

В сплаві може містити невелику кількість рідкоземельних елементів. Крім заліза в складі присутні наступні домішки:

  • Кремній – до 0,8%.
  • Мідь – до 0,3%.
  • Марганець – до 2%.
  • Нікель – 9-11%.
  • Титан – 6-8%.
  • Фосфор – до 0,035%.
  • Хром – 17-19%.
  • Сірка – до 0,02%.

Виробники труб 12Х18Н10Т частіше піддають металопрокат термообробці. Але стандартом допускається, що без цього можна обійтися. Також можна обійтися без освітлення поверхні. У цьому випадку обговорюється з покупцем ступінь кривизни поверхні і механічні властивості виробів.

Механічні властивості

Труба 12Х18Н10Т є однією з найбільш популярних різновидів прокату. Це пояснюється рядом механічних властивостей сплаву. Основними з них є:

  • Межа плинності становить не менше 216 МПа, або 22 кгс/мм2. Цей параметр для різних марок сталей є одним із основних, так як він характеризує показник напруги. При досягненні цього показника деформації, які протікають в кристалічній решітці, будуть продовжуватися навіть без зростання навантаження.
  • Межа міцності сплаву становить 56 кгс/мм2 або 549 Н/мм2.
  • Показник відносного подовження становить не менше 35%.

На трубах як всередині, так і зовні не повинно бути дефектів у вигляді тріщин, рванины. Також виключається наявність заходів та плены.

Якщо ж подібні дефекти були виявлені, їх допускається усувати за допомогою таких дій, як розточування, зачистка, обточування, локальна або суцільна шліфування. В ході додаткової обробки важливо стежити за тим, щоб геометричні параметри виробу не змінилися. Це стосується товщини стінки, а також розміру зовнішнього діаметра. Відхилення повинні перебувати в межах, встановлених ГОСТом.

Можливості при обробці

Тонкостінні і товстостінні труби 12Х18Н10Т безшовного типу вважаються одними з кращих за експлуатаційними і механічними характеристиками. Область їх застосування велика.

При виборі прокату потрібно знати норми стандартів, щоб придбати якісну продукцію. Колір труб повинен бути світлим. Окремі різновиди прокату представленого типу можуть мати матову поверхню. Вона має сірий відтінок, який набуває в процесі виробництва під впливом ряду встановлених чинників.

У більшості випадків труби представленого типу піддаються процедурі травлення. Вона відбувається у вакуумі або в спеціальному захисному середовищі. Травлення відбувається після термічної обробки. Це необхідно, щоб усунути з поверхні кольори мінливості.

Після обробки виходить виріб, який може піддаватися зварювання, кування або різанню. Кожна з перелічених процедур має певні особливості. Так, при зварюванні представленої різновиди труб немає обмежень. Можна застосовувати для цього такі методики, як РАДИЙ, ЕШ, РД, АФ, КТ і МП. Після зварювання рекомендується піддавати виріб додатковій термообробці.

Ковка виконується при температурі від 850 до 1200ºС. Обробка різанням також має ряд особливостей. У загартованому стані цей процес проводиться при 169 НВ і твердості матеріалу 608 Н/мм2.

Вплив хрому і нікелю на сплав

Труба 12Х18Н10Т має у своєму складі нікель і хром в певних пропорціях. Це легуючі компоненти, які надають певний вплив на нержавіючу сталь. Крім нікелю і хрому, склад для поліпшення експлуатаційних властивостей можуть додаватися й інші компоненти. Але їх сумарна питома вага нижче. Нікелю в складі сплаву міститься 19%, а хрому – 17%. Інші компоненти присутні у мінімальній кількості.

Таке великий вміст основних легуючих компонентів забезпечує пасивацію металу, а також високі показники стійкості до розвитку корозії. Так як в складі міститься нікель, сталь відноситься до категорії аустенитов. Ця особливість дозволяє поєднати технологічність нержавіючого сплаву з великим комплексом експлуатаційних характеристик.

Такі склади здатні легко демонструватися в гарячому або холодному стані. Вони володіють корозійною стійкістю навіть в агресивному середовищі. Нікель і хром при цьому надають особливий вплив на стабільність аустеніту в процесі охолодження температури обробки твердого розчину.

Щоб сталь мала представленим властивістю при температурі від 900 ºС, в її склад входить 0,1 відсотка вуглецю. Він робить сильний вплив на якість сплаву. Приналежність стали до аустенітної групі наділяє її наступними перевагами:

  • Зварювання відбувається без підвищення крихкості ділянок біля швів. Нікель є стійким до дії кислот, передаючи таке якість і металу.
  • Прокатка відбувається легко як в гарячому, так і холодному стані.
  • Висока стійкість до корозії, на відміну від феритних сплавів. Більшість агресивних речовин не впливають на метал.

Однак легування сплаву проводиться не тільки за допомогою нікелю і хрому. Враховується наявність і інших компонентів. Вони можуть додавати феритні властивості сплаву.

Легування іншими компонентами

Сталь представленої марки, з якої виробляється трубний прокат, може бути легована іншими компонентами. Одним з них є вуглець. Якщо його визначається в структурі 0,1%, то при нагріванні від 900 ºС структура стає абсолютно аустенітної. При охолодженні цей компонент не може мати значний вплив на матеріал. Тому аустенітні якості забезпечують в такому стані нікель і хром.

Легування титаном дозволяє усунути схильність до корозії між кристалами. Ця добавка володіє сильним карбидообразующим властивістю. Під час кристалізації титан зв’язується з вуглецем, утворюючи міцний карбід. Це дозволяє уникнути виникнення карбідів хрому. В іншому випадку його кількість в аустените знижувалося.

Кремній додається до складу сплаву з метою його дегазації. З-за цього сталь стає щільніше і міцніше. Підвищується поріг текучості. Але із-за цієї добавки еластичність матеріалу дещо знижується. З-за цього холодна прокатка ускладнюється.

До складу може входити сірка. Вона має обмежену розчинність в застиглому металі і необмежену в рідкому. По контуру зерен в застывающем металі в самому кінці з’являються сульфіди заліза. Вони створюють евтектики низькоплавкого типу. У присутності кисню розплав проводиться при більш низьких температурах.

У шарах фаз між зернами, які збагачені сіркою при нагріванні матеріалу відбувається розм’якшення. Метал в цьому випадку втрачає свої початкові властивості. Сталь починає руйнуватися. Тому кількість сірки в складі строго нормоване.

Фосфор, який присутній у складі, що негативно позначається на механічних властивостей сталі. В процесі кристалізації з’являється дуже сильна первинна ізоляція. Пластичні властивості матеріалу з-за цього знижуються. Особливо це помітно при низьких температурах.

Ціна

Сталь представленої марки в аркуші товщиною 1,5 мм коштує від 231 до 335 тис. руб./т. При цьому матеріал товщиною 3 мм продається практично за такою ж вартістю. Якщо це другосортний продукт, його ціна становить 160 тис. руб. На вартість продукції справляє значний вплив вага готового виробу.