Труба 12Х18Н10Т: ГОСТ 9941-81, характеристики, размеры, применение

Сегодня для изготовления труб применяют разные методики и материалы. Это определяет область применения продукции. Одной из самых популярных разновидностей бесшовного стального проката являются трубы 12Х18Н10Т. Они характеризуются значительной универсальностью, поэтому спрос на представленную продукцию никогда не падает. Какими свойствами обладает представленная труба, особенности ее производства и применения будет рассмотрено далее.

Общее описание

Труба нержавеющая 12Х18Н10Т является сортовым прокатом, который применяется для транспортировки жидких и газообразных субстанций, в том числе под высоким давлением или при высокой температуре. Изделия представленного типа имеют круглое поперечное сечение и производятся по бесшовной технологии. Основные параметры представленного проката регламентирует ГОСТ 9941-81. Он также указывает главные требования при изготовлении труб из нержавеющей стали холодной или теплой деформации.

Сталь 12Х18Н10Т представляет собой сплав аустенитного типа, содержащий титан. Для этого материала оптимальным режимом обработки является нагрев до 1050-1080ºС. В ходе производства применяется вода. Сталь проходит процедуру закалки, что позволяет максимально увеличить ее вязкость и эластичность. Материал приобретает после такой обработки прочность и твердость.

Труба нержавеющая 12Х18Н10Т имеет два основных преимущества:

• высокие показатели пластичности;
• значительный уровень ударной вязкости.

Материал может быть легированным разными металлами. Это придает продукции определенные эксплуатационные свойства. Главными качествами этого материала является относительное удлинение и предел прочности. Их устанавливают с требуемой степенью приближенности. Стоит отметить, что в справочной информации не учитываются данные про упрочняемость каждого типа сплава, а также о предварительной обработке.

Из представленной разновидности труб изготавливают объекты, предназначенные для применения в среде из разбавленных растворов уксусной, фосфорной, азотной кислоты, а также щелочей или солей. При этом внутренняя среда может подаваться под напором и при температуре до 600 ºС.

Область применения

Особенный химический состав определяет область применения труб 12Х18Н10Т. Стальной сплав, из которого изготавливают различные коммуникации, обладает высокими показателями устойчивости к межкристаллической коррозии. На материал не оказывают воздействие соли, щелочи, кислоты, а также атмосферная влажность и почвы.

Трубы из представленного сплава устойчивы к воздействию агрессивных сред, например:

• раствор азотной кислоты (65%) с температурой до 85 ºС;
• серная кислота (100%) с температурой до 65 ºС;
• раствор азотной кислоты (80%), нагретый до 65 ºС;
• состав из серной (70%) и азотной (25%) кислоты с температурой до 70 ºС;
• раствор фосфорной кислоты (40%) с нагревом до 100 ºС;
• сильные щелочи;
• растворы уксусной, муравьиной, лимонной и иных органических кислот.

Возможна сварка труб 12Х18Н10Т, что позволяет использовать их на предприятиях нефтеперерабатывающей, химической, пищевой и иных отраслей.

Если по трубе из представленного сплава транспортируют газ, температура внутренней рабочей среды не должна превышать 550 ºС. При этом нагрузка на систему должна быть минимальной. Часто именно эту разновидность труб применяют для создания самодельного теплообменника для печи в бане или камина.

При повышении температуры внутренней среды до максимального предела (800 ºС) изделие из стали представленного типа может эксплуатироваться до 10 000 часов. Если температура окружающей среды поднимется до 85 ºС и выше, на поверхности изделия начнет образовываться окалина. Чаще всего представленную разновидность труб применяют для:

• теплообменников;
• элементов печной арматуры;
• реторт;
• коллекторов и патрубков выхлопных систем;
• муфелей;
• электродов для искровых свечей зажигания.

При поддержании определенных эксплуатационных условий на заданном уровне удается продлить срок эксплуатации трубопроводов до 50-100 тыс. часов работы.

Размер

ГОСТ 9941-81 регламентирует сортамент представленного трубного проката. Сюда относят изделия с наружным диаметром от 5 до 273 мм. Стенки труб могут быть толщиной от 0,2 до 22 мм. Стандартно длина проката составляет от 4 до 7 м. Но могут быть и другие варианты.

Так, труба 12Х18Н10Т тонкостенная с толщиной не более 0,5 мм имеет немерную длину. Для этой категории изделий применяются особые стандарты. Представленная разновидность труб выпускается длиной от 75 см до 7 м.

Для изделий с толщиной стенки 0,5-1 мм выпускают длиной от 1 до 7 м. Это объясняется особенностями сплавов, которые они проявляют в процессе эксплуатации. Немерная длина для труб с толщиной стенок больше 1 мм составляет от 1,5 до 12,5 м.

Нержавеющий трубный прокат выпускают также и мерной длины. Минимальный показатель для них не может выходить за пределы параметров изделий немерной категории. Максимальное значение оговаривается ГОСТом. При этом максимальное отклонение не должно быть больше 15 мм. В нормативах также указывается, что длина мерного проката может выходить за пределы стандарта. Но в ходе изготовления подобной продукции сначала заключается договор между потребителем и производителем.

Кратность мерной длины для трубопроката представленного типа может составлять 30 см. При изготовлении такой продукции на каждую сторону разреза разрешается делать припуск длиной до 5 мм. Допускается отклонение в размерах трубы 12Х18Н10Т этого типа, которое составляет +15 мм.

Если потребитель нуждается в трубах длиной больше 12,5 м, производитель может их изготовить. При этом тоже заключается договор с покупателем.

Вес

Чтобы рассчитать стоимость проката, нужно определить вес метра трубы 12Х18Н10Т. В ГОСТе этот показатель точно не устанавливается. Поэтому потребуется выполнить несложный расчет. Под требования представленного стандарта подпадает около 20 марок разной стали. Поэтому нужно определить самостоятельно интересующие величины.

Желая приобрести трубы 12Х18Н10Т профильные или с круглым сечением, нужно воспользоваться несложной методикой. Она представлена в стандарте. При помощи формулы можно рассчитать удельный вес трубы с заданными параметрами:

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

• Впм – вес погонного метра трубы, измеряемый в килограммах.
• Дн – диаметр наружного края трубы в мм. Он может быть номинальным (берется из справочника стандарта) или реальным (получается в ходе измерения).
• Тс – толщина стенки проката в мм, которая может быть как фактической, так и номинальной.
• Пс – плотность стали, которая измеряется в г/см³.

Характеристики трубы 12Х18Н10Т можно взять в ГОСТе. Здесь приведена информация о плотности марок стали. Так, для 12Х18Н10Т этот показатель составляет 7,9 г/см³. Так, расчет метра бесшовной трубы рассчитывается так:

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

Полученный результат применяется для расчета веса всего изделия. Этот показатель позволяет определить стоимость трубного проката.

Основные характеристики

Труба 12Х18Н10Т изготавливается из стали с определенным химическим составом. Чтобы материал обладал хорошей свариваемостью, он не должен содержать больше 0,02% серы.

В сплаве может содержаться небольшое количество редкоземельных элементов. Кроме железа в составе присутствуют следующие примеси:

• Кремний – до 0,8%.
• Медь – до 0,3%.
• Марганец – до 2%.
• Никель – 9-11%.
• Титан – 6-8%.
• Фосфор – до 0,035%.
• Хром – 17-19%.
• Сера – до 0,02%.

Производители труб 12Х18Н10Т чаще подвергают металлопрокат термообработке. Но стандартом допускается, что без этого можно обойтись. Также можно обойтись без осветления поверхности. В этом случае оговаривается с покупателем степень кривизны поверхности и механические свойства изделий.

Механические свойства

Труба 12Х18Н10Т является одной из самых популярных разновидностей проката. Это объясняется рядом механических свойств сплава. Основными из них являются:

• Предел текучести составляет не менее 216 МПа, или 22 кгс/мм². Этот параметр для разных марок сталей является одним из основных, так как он характеризует показатель напряжения. При достижении этого показателя деформации, которые протекают в кристаллической решетке, будут продолжаться даже без возрастания нагрузки.
• Предел прочности сплава составляет 56 кгс/мм² или 549 Н/мм².
• Показатель относительного удлинения составляет не менее 35%.

На трубах как внутри, так и снаружи не должно быть дефектов в виде трещин, рванины. Также исключается наличие закатов и плены.

Если же подобные дефекты были обнаружены, их допускается устранять при помощи таких действий, как расточка, зачистка, обточка, локальная или сплошная шлифовка. В ходе дополнительной обработки важно следить за тем, чтобы геометрические параметры изделия не изменились. Это касается толщины стенки, а также размера внешнего диаметра. Отклонения должны находиться в пределах, установленных ГОСТом.

Возможности при обработке

Тонкостенные и толстостенные трубы 12Х18Н10Т бесшовного типа считаются одними из лучших по эксплуатационным и механическим характеристикам. Область их применения обширна.

При выборе проката нужно знать нормы стандартов, чтобы приобрести качественную продукцию. Цвет труб должен быть светлым. Отдельные разновидности проката представленного типа могут иметь матовую поверхность. Она имеет серый оттенок, который приобретает в процессе производства под воздействием ряда установленных факторов.

В большинстве случаев трубы представленного типа подвергаются процедуре травления. Она происходит в вакууме или в специальной защитной среде. Травление происходит после термической обработки. Это необходимо, дабы устранить с поверхности цвета побежалости.

После обработки получается изделие, которое может подвергаться сварке, ковке или резанию. Каждая из перечисленных процедур имеет определенные особенности. Так, при сварке представленной разновидности труб нет ограничений. Можно применять для этого такие методики, как РАД, ЭШ, РД, АФ, КТ и МП. После сварки рекомендуется подвергать изделие дополнительной термообработке.

Ковка выполняется при температуре от 850 до 1200ºС. Обработка резанием также имеет ряд особенностей. В закаленном состоянии этот процесс проводится при 169 НВ и твердости материала 608 Н/мм².

Влияние хрома и никеля на сплав

Труба 12Х18Н10Т имеет в своем составе никель и хром в определенных пропорциях. Это легирующие компоненты, которые оказывают определенное влияние на нержавеющую сталь. Кроме никеля и хрома, в состав для улучшения эксплуатационных свойств могут добавляться и иные компоненты. Но их суммарный удельный вес ниже. Никеля в составе сплава содержится 19%, а хрома – 17%. Остальные компоненты присутствуют в минимальном количестве.

Такое большое содержание основных легирующих компонентов обеспечивает пассивацию металла, а также высокие показатели устойчивости к развитию коррозии. Так как в составе содержится никель, сталь относится к категории аустенитов. Эта особенность позволяет совместить технологичность нержавеющего сплава с обширным комплексом эксплуатационных характеристик.

Такие составы способны легко прокатываться в горячем или холодном состоянии. Они обладают коррозионной устойчивостью даже в агрессивной среде. Никель и хром при этом оказывают особое влияние на стабильность аустенита в процессе охлаждения температуры обработки твердого раствора.

Чтобы сталь обладала представленным свойством при температуре от 900 ºС, в ее состав входит 0,1 процента углерода. Он оказывает сильное воздействие на это качество сплава. Принадлежность стали к аустенитной группе наделяет ее следующими преимуществами:

• Сварка происходит без повышения хрупкости участков возле швов. Никель является устойчивым к воздействию кислот, передавая такое качество и металлу.
• Прокатка происходит легко как в горячем, так и холодном состоянии.
• Высокая устойчивость к коррозии, в отличие от ферритных сплавов. Большинство агрессивных веществ не воздействуют на металл.

Однако легирование сплава производится не только посредством никеля и хрома. Учитывается наличие и прочих компонентов. Они могут добавлять ферритные свойства сплаву.

Легирование иными компонентами

Сталь представленной марки, из которой производится трубный прокат, может быть легирована иными компонентами. Одним из них является углерод. Если его определяется в структуре 0,1%, то при нагреве от 900 ºС структура становится абсолютно аустенитной. При охлаждении этот компонент не может оказать значительное воздействие на материал. Поэтому аустенитные качества обеспечивают в таком состоянии никель и хром.

Легирование титаном позволяет устранить склонность к коррозии между кристаллами. Эта добавка обладает сильным карбидообразующим свойством. Во время кристаллизации титан связывается с углеродом, образуя прочный карбид. Это позволяет избежать возникновения карбидов хрома. В противном случае его количество в аустените снижалось бы.

Кремний добавляется в состав сплава с целью его дегазации. Из-за этого сталь становится плотнее и прочнее. Повышается ее порог текучести. Но из-за этой добавки эластичность материала несколько снижается. Из-за этого холодная прокатка осложняется.

В состав может входить сера. Она имеет ограниченную растворимость в застывшем металле и неограниченную в жидком. По контуру зерен в застывающем металле в самом конце появляются сульфиды железа. Они создают эвтектику низкоплавкого типа. В присутствии кислорода расплав производится при еще более низких температурах.

В слоях фаз между зернами, которые обогащены серой, при нагревании материала происходит размягчение. Металл в этом случае утрачивает свои первоначальные свойства. Сталь начинает разрушаться. Поэтому количество серы в составе строго нормированное.

Фосфор, который присутствует в составе, негативно отражается на механических свойствах стали. В процессе кристаллизации появляется очень сильная первичная ликвация. Пластические свойства материала из-за этого понижаются. Особенно это заметно при низких температурах.

Цена

Сталь представленной марки в листе толщиной 1,5 мм стоит от 231 до 335 тыс. руб./т. При этом материал толщиной 3 мм продается практически по такой же стоимости. Если это второсортный продукт, его цена составляет 160 тыс. руб. На стоимость продукции оказывает значительное влияние вес готового изделия.