Технические условия для котельных труб (ТУ 14-3-460-75)

ТУ 14-3-460-75 распространяются на котельные трубы, используемые в паровых котлах и трубопроводных коммуникациях. Трубный прокат изготавливается с применением сверленых, кованых, катаных, не сверленых заготовок. Используемые марки сталей: легированные, углеродистые, высоколегированные, выплавляемые в мартеновских и электрических печах, а также с применением технологии обработки синтетическим жидким шлаком.

Сортамент

Размерный ряд труб должен соответствовать установленным нормативам. Например, прокат из стали 15Х1М1Ф производится диаметром 114 мм. Изделия из 12Х1МФ имеют 40-миллиметровую стенку. По соглашению сторон допускается изготовление продукции с большей толщиной стенки. Трубы диаметром 102 мм производятся нормальной либо мерной длины с 17- или 22-миллиметровой стенкой.

Теоретические расчеты массы труб приведены с учетом средних значений по диаметру, толщине стенки. При этом учитывается несимметричность предельных отклонений.

По длине поставляется трубный прокат следующих исполнений:

• немерной длины на основе легированных, горячедеформированных, углеродистых, теплодеформированных сталей;
• мерной длины на основе углеродистых, легированных, горячедеформированных сплавов с разной толщиной стенки.

Для производства трубного проката используются стали исключительного качества с нормированными физико-химическими свойствами. Это гарантирует их стабильные характеристики при эксплуатации в нагруженных конструкциях, механизмах. По соглашению сторон допустима поставка трубопроката нестандартной длины.

Для каждой партии 108-миллиметровых труб немерной длины допустимы поставки изделий с длиной на метр короче. Количество таких изделий не должно превышать 10 % от общей партии. Для аналогичного проката мерной длины возможна поставка труб немерной длины, если их количество не превышает 5 % (по весу).

Предельные отклонения по диаметрам, толщине стенок должны соответствовать нормативным значениям. Например, для холоднодеформированного проката из стали 12Х18Н12Т допустимые отклонения: ±8 % по толщине стенки, ±0,3 мм по наружному диаметру. По соглашению сторон возможна поставка проката с большими предельными отклонениями.

При заказе труб необходимо учитывать толщину стенок и наружный диаметр. По желанию потребителя прокат из легированных, углеродистых сплавов может поставляться по толщине стенки, внутреннему диаметру. Отклонения по внутреннему диаметру не должны превышать предельных значений.

Разностенность и овальность труб не должны выходить за границы по толщине стенки и диаметру. Изделия диаметром более 42 мм из сталей 12Х18Н12Т и 12Х11В2МФ производятся по соглашению сторон. Кривизна тепло- и холоднодеформированных труб на участках любой длины должна быть в пределах 1,5 мм на метр. Этот же параметр для горячедеформированного проката рассчитывается исходя из толщины стенки. Общая стрела прогиба должна быть до 15 мм.

Технические требования

Химический состав сталей строго регламентируется. От этого зависят механическая прочность и эксплуатационная долговечность трубного проката в различных условиях. Например, для стали 15ХМ предельные отклонения по концентрации углерода — 0,02 %; для стали 15Х1М1Ф нормальная концентрация марганца — до 0,90 %.Присутствие в сплавах редкоземельных металлов, которые вводятся в качестве технологических добавок, не считается браковочным признаком.

Качество трубного проката проверяется не только по результатам анализа сплава, но и визуальным осмотром. На внутренней/наружной поверхности должны отсутствовать трещины, закаты, рванины и прочие дефекты. Удалением дефектов осуществляется путем местной пологой зачистки методом сплошной шлифовки, полировки, обточки либо расточки. Толщина стенки в области удаления дефектов должна быть в пределах допускаемых значений.

Допускаются продольные риски (при отсутствии острых углов), вмятины от прокатного инструмента, прочие мелкие дефекты, обусловленные методикой производства. Глубина дефектов не должна превышать 10 % номинала толщины стенок. При наличии более глубоких дефектов эксплуатация трубного проката не рекомендована по причине недостаточной механической прочности отдельных участков.

Толщина стенки в области зачистки определяется разностью между фактической толщиной на конце трубы (имеется в виду ближайший к месту дефекта конец) и глубиной зачистки. Измерения можно провести при помощи специального прибора — толщиномера.

Готовый трубный прокат подвергается дефектоскопии при помощи неразрушающих методик. Работы проводятся по инструкции производителя. На внутренней/наружной поверхности горячедеформированных труб из сплавов 12Х8Н12Т, 15ГС, 20 окалина должна быть удалена. На горячедеформированном трубном прокате из легированных сплавов на отдельных участках допускается слой окалины, который не препятствует осмотру поверхности труб.

Концы изделий обрезаются под прямым углом. Обрезка концов 114-миллиметровых (и более) труб со стенкой 20 мм выполняется методом автогенной резки либо горячей резки с зачисткой концов от заусенцев и наплывов. При использовании автогенной резки на каждый рез должен быть припуск 20 мм. Масса изделия при поставке рассчитывается без учета припусков.

Трубный прокат должен поставляться термически обработанным. Режимы термической обработки строго нормированы. При применении скоростного нагрева можно повышать температуру нормализации на прокат из стали 20 до 1050 °С. Для сплавов 15ХМ при достижении указанных в ТУ свойств можно не производить отпуск. Для выплавленного в электропечи сплава 12Х1МФ можно снизить температуру отпуска до 700 °C при часовой выдержке.

Режим термической обработки проката может изменяться по согласованию между трубопрокатными, котлостроительными предприятиями. Горячедеформированные трубы из сплавов 15 ГС и 20 поставляются с прокатного нагрева. Стальной прокат из 15ХМ недопустимо нормализовать с прокатного нагрева. Температура конца прокатки должна быть в определенном интервале. Трубы повергаются отпуску по режиму. Материал трубопроката должен соответствовать требованиям ТУ.

Возможность обработки изделий с прокатного нагрева из прочих марок стали оговаривается сторонами дополнительно. Например, при применении скоростного нагрева можно повысить температуру нормализации для изделий из стали 20 до 1050 °С. Для проката из сплава 15Х1М1Ф, изготовленного в электропечах, допустимо повысить температурный режим нормализации до 1070 °С.

В макроструктуре готовой продукции должны отсутствовать расслоения, трещины, видимые без использования увеличительных приборов. Макроструктура контролируется в изделиях с 15-миллиметровой стенкой (и более). Поставщик может гарантировать качество макроструктуры без испытаний при 100%-ной проверке труб ультразвуковыми дефектоскопами.

В микроструктуре металла труб строчечность не должна быть больше установленных нормативов. Это касается проката из сплавов 12Х1МФ, 15ГС, 20 и др. С учетом того, что трубный прокат подвергается термической обработке, производитель может гарантировать отсутствие строчечности без испытаний.

Контроль микроструктуры изделий из 12Х2МФСР, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф осуществляется по определенным эталонам шкал. Зернистость металла строго нормируется. Разнозернистость в поле зрения допустима в пределах 3-7 баллов. Чистота металла трубного проката по неметаллическим включениям не должна превышать норм по сульфидам, оксидам и силикатам. Поставщик может гарантировать чистоту металла без проведения испытаний.

Механические свойства сталей также должны соответствовать отраслевым нормам. На одном образце допустимо незначительное снижение ударной вязкости — на 1 кгс/см². Снижение величины ударной вязкости на образцах из стали 15Х1М1Ф и 20 недопустимо.

Характеристики пределов прочности, текучести для промежуточных температурных значений вычисляются посредством линейной интерполяции между гарантируемыми ближайшими значениями. Разрешено гарантировать предел текучести в условиях высоких температур без проведения испытаний.

Нормируемые характеристики относятся к трубам, не подвергающимся термической обработке. Каждое изделие трубного проката должно выдерживать испытание гидравлическим давлением. При этом должны отсутствовать течи, большие скопления конденсата. Поставщик гарантирует, что трубы выдержат испытание давлением по определенным формулам. Проверке на сплющивание подвергается прокат 22-миллиметрового наружного диаметра.

По желанию потребителя 83-миллиметровые трубы должны проверяться на раздачу оправкой с 30-градусным углом конусности.

При обнаружении надрывов на сплющенных образцах разрешается повторное испытание той же трубы только другого образца. Предварительно производится снятие поверхностного слоя образца. Испытания проводятся и при обнаружении мелких дефектов, которые могут быть следствием наружных воздействий, обусловленных технологией производства и техническими условиями.

Трубный прокат из сплава 12Х18Н12Т должен выдерживать проверку на межкристаллическую коррозию. Испытаниям подвергается только внутренняя поверхность. В данном случае жаропрочность не гарантируется, величина зерна не контролируется.

Требование потребителя о защите труб от коррозионного воздействия смазкой должно оговариваться в заказе. Состав и технология нанесения консервирующей смазки определяются производственными нормативами завода-поставщика. Концы труб не закрываются колпачками. Готовая продукция принимается службами технического контроля производителя. Поставщик гарантирует соответствие поставляемого проката требованиями технических условий.

Правила приемки и способы испытаний

Для проверки качества проката проводится контроль, испытания. Объем и методика испытаний, правила отбора проб прописаны в технических условиях. Потребитель по желанию может провести контрольную проверку.

Контроль качественных характеристик трубного проката производится партиями. В партию включают прокат одной марки стали, плавки, одного размера. Все подвергаемые контролю трубы должны проходить термическую обработку в одинаковых условиях. Количество труб в партии — до 200 шт.

Приемка продукции по химическому составу стали производится на сновании сертификата завода-поставщика заготовки. При необходимости выполняется контрольный химический анализ.

Проверке на наличие легирующих элементов подвергаются трубы из сталей, содержащих:

• молибден;
• хром;
• ванадий;
• никель;
• вольфрам;
• титан.

Для проведения испытаний касаемо межкристаллической коррозии отбирают две трубы от партии. От отобранной трубы отрезается один образец для испытания на твердость, растяжение. Для тестирования на ударную вязкость отрезаются два образца, еще один образец нужен для контроля макроструктуры. Испытания на раздачу, сплющивание проходят с использованием одного образца. Твердость определяется на изделиях, предназначенных для проверки на растяжение. Величина зерна, строчечность металла, микроструктура готовой продукции определяется на продольном образце по толщине стенки.

Трубный прокат из сплава 12Х18Н12Т подвергается стопроцентному контролю величины зерна. Изделия испытываются на поперечных образцах в случаях, когда размеры трубы позволяют выделять указанные образцы. При проверке на поперечных образцах контроль на продольных элементах труб не производят. Механические свойства разрешено определять неразрушающим методом. Тестирование на твердость проводится в соответствии с нормативами ГОСТов.

Для проведения испытаний на ударную вязкость образцы вырезают в диаметрально противоположных местах рядом с наружной поверхностью. Для труб с 12-миллиметровой стенкой проверка ударной вязкости не производится.

Макроструктура металла проверяется на кольцевом травленном поперечном образце. Допустима другая методика оценки макроструктуры.

Контроль микроструктуры разрешено выполнять неразрушающим методом при переводе показаний приборов в баллы. Допускается проводить проверку величины зерна с использованием ультразвукового метода с учетом инструкции производителя. Для оценки загрязненности неметаллическими включениями выбираются несколько образцов.

Гидравлическое испытание трубного проката производится с определенной временной выдержкой под давлением. Время выдержки должно быть достаточным для осмотра трубы. Испытания на межкристаллическую коррозию проводятся с провоцирующим отпуском. Длительность кипячения – 15 часов.

Тщательному осмотру, обмеру подвергается каждая труба. Проверка толщины стенки происходит с обоих концов. Обмер изделий по наружному диаметру в области зачистки дефектов не производится. Осмотр наружной поверхности происходит без использования увеличительных приборов. Внутренняя поверхность труб 70-миллиметрового диаметра осматривается посредством перископа без увеличения. Осмотр труб меньшего диаметра происходит без перископов. Глубина дефектов проверяется надпиловкой либо другим способом.

Для трубного проката, не проходящего перископирование, поставщики гарантируют соответствие внутренней поверхности требованиям технических условий. Гарантии даются при условии дефектоскопии при помощи неразрушающих методов. Это обеспечивает оперативное обнаружение дефектных участков.

При неудовлетворительных результатах испытаний даже по одному из показателей производятся повторные проверки. В них задействуют удвоенное количество образцов. Данные образцы берутся от других труб одной партии. Прокат, образцы которого показали неудовлетворительные результаты, не подлежит отдаче.

Производителю предоставляется возможность подвергнуть трубный прокат повторной термической обработке и снова предъявить его к сдаче. При проведении 100 % испытаний трубного проката более чем 114-миллиметрового диаметра допустимы повторные проверки изделий, показавших неудовлетворительный результат. Отбирается вдвое больше образцов с обоих концов от той же трубы. Итоги повторных испытаний окончательные.

Маркировка, упаковка, хранение, перевозка

На концах 25-миллиметровой трубы с 3-миллиметровой стенкой наносится специальная маркировка. Она должна быть расположена на расстоянии 1 000 мм от конца. Маркировка включает:

• марку стали;
• товарный знак;
• номер партии.

В случае обрезки концов труб потребитель имеет право перенести маркировку при соответствующем оформлении через ОТК производителя. Это необходимо для нормирования в вопросах качества металлопроката.

Кроме изделий из сплава 12Х18Н12Т, на все трубы наносится цветная маркировка. Для этого используется несмываемая краска. Слой наносится одной продольной полосой по всей длине изделия.

Для каждой марки стали подбирается свой цвет. На трубах диаметром менее 20 мм кольцевая маркировка делается по всей длине через каждые два метра. По заказу предприятий допускается поставка трубного проката из стали 20 без маркирования цветной продольной полосой.

Концы труб 108-миллиметрового диаметра плотно закрываются посредством специальных заглушек или колпачков. Холоднодеформированные изделия из сплава 12Х18Н12Т упаковываются в ящики. Также для их упаковки используются рейки, решетки, прочие материалы, обеспечивающие отсутствие повреждений при транспортировании. При упаковке концы изделий не закрываются колпачками.

Трубный прокат диаметром менее 25 мм (толщина стенок — любая) и более 25 мм (толщина стенок — менее 3 мм) связывается в пакеты. Для каждого пакета предназначена бирка. На ней указываются товарный знак, марка стали, размер трубы, номер ТУ и партии.

Горячедеформированный прокат поставляется пакетами, увязанными в двух местах с высокой прочностью. Масса пакета – до 5 т, по требованию заказчика – 3 т. Поставка труб 159-миллиметрового (и более) диаметра производится поштучно. При согласии заказчика допустима поштучная поставка изделий диаметром 114-159 мм.

На каждую поставляемую партию предоставляется сертификат. Этот документ удостоверяет качество проката и его соответствие техническим условиям. В документе содержатся:

• наименование организации, с которой работает предприятие-поставщик;
• местонахождение и наименование поставщика;
• химический состав стали;
• марка стали и размер труб;
• завод-поставщик и способ выплавки заготовки;
• фактический режим термообработки;
• номер плавки и партии;
• при поставке проката диаметром более 114 мм указывают номер каждого изделия;
• результаты испытаний по требованию заказчика;
• данные по загрязненности сплава неметаллическими включениями (за основу берется сертификат поставщика заготовки);
• метраж и количество штук;
• общая масса партии;
• номер технических условий.