Низколегированные феррито-перлитные стали

При изготовлении труб для магистральных газонефтепроводов применяются несколько марок низколегированных сталей, поставляемых в горячекатаном или в нормализованном состоянии. Для труб диаметром 530 – 820мм используется горячекатаная сталь 17ГС, а также стали 09Г2, 10Г2С в различных модификациях, для труб диаметром 1020 – 1220мм – простые нормализованные стали 17Г1С-У и в опытном порядке стали 15Г2АФЮ, упрочнённые нитридами алюминия, и 13Г2АФ, упрочнённые нитридами ванадия и др.

Сталь 17ГС (17Г1С-У) – основная марка стали для труб диаметром 530 – 1220мм на давление 5,5 – 6,4МПа. Сталь 17ГС и её модификации применяются уже более 40 лет. Согласно одним из первых технических условий ЧМТУ 3-58 – 67 и последним ТУ 14-3-1138 – 82, металл труб диаметром 1020 – 1220мм при толщинах стенок 9 – 14мм обеспечивает свойства δ_в 500МПа

Основа химического состава стали (С=0,15-0,2%; Mn=1,15-1,55%; Si=0,4-0,6%; S=0,02%; P=0,025%) за многие годы применения практически не изменилась. Это простая феррито-перлитная сталь, оптимально легированная по всем основным элементам: углероду, марганцу и кремнию, что позволяет при минимальных затратах получать достаточно высокий комплекс свойств, не прибегая к легированию никакими другими дефицитными и дорогими элементами.

Многочисленные попытки улучшения свойств стали 17ГС не дали однозначных результатов, поэтому в связи с переходом на массовое производство труб из стали 17ГС, а затем 17Г1С-У, которое позволило значительно повысить работоспособность труб, сократить число отказов на газонефтепроводах, связанных с качеством и свойствами металла труб, постепенно прекратились. Однако полностью устранить разрушения трубопроводов из стали 17Г1С не удалось. Поскольку сталь 17Г1С весьма экономична и для ряда типоразмеров труб ещё долго будет применяться.

Сталь 13Г2АФ и 17Г2АФ. Феррито-перлитная сталь, упрочнённая нитридами ванадия, а в некоторых марках и алюминием. Сталь 13Г2АФ используют для труб 1220мм с рабочим давлением 5,5МПа; сталь 15Г2АФЮ и 17Г2АФ – для труб диаметром 1420мм на рабочее давление 7,5МПа. Химический состав стали 13Г2АФ согласно ТУ 14-3-1138 – 82: (C=0,11-0,17%; Mn=1,1-1,7%; Si=0,2-0,4%; V=0,06-0,1%; N=0,01-0,02%; S=0,02%; P=0,025%; Al=0,015-0,05%); δ_в=540-640МПа. Преимущества стали 13Г2АФ в сравнении со сталью 17Г1С-У небольшие. Была опробована в промышленном масштабе также нормализованная дисперсионноупрочная сталь 17Г2АФ в трубах диаметром 1420мм, временное сопротивление разрыву составило δ_в=600МПа, вязкость и пластичность были недостаточны, качество поверхности труб часто было неудовлетворительным, поэтому от её применения пришлось отказаться. Были попытки упрочнения нитридами алюминия, однако, такие нормализованные стали, применения для изготовления труб не нашли.