09г2с сталь коррозионностойкая сталь

Обновлено: 28.11.2022

В мире производится великое множество сталей самых разных марок, в одной только России их выпускается свыше 700. Однако из всего этого многообразия широкое применение получили лишь несколько наименований — именно к такому меньшинству относится низколегированная сталь 09Г2С. Предлагаем познакомиться с описанием этого сплава, его плюсами, минусами и особенностями использования.

Состав и расшифровка

В соответствии с действующим нормативом ГОСТа маркировка стали позволяет получить максимально подробную информацию о том, какой металл предлагает изготовитель, каков его состав и базовые технические и эксплуатационные параметры. В соответствии с этим расшифровать название стали 09Г2С можно так:

09 — указывает на концентрацию углерода в сплаве, она соответствует 0,09%.

Г2 — обозначает марганец и его содержание, оно варьируется от 1 до 2,2%

С — означает наличие кремния, число не указывается, поскольку доля элемента не превышает 1%.

После названия марки через дефис указывается категория сплава, например, 09Г2С-12. Она указывает на нормируемые параметры, на которые был испытан этот тип проката.

Однако состав этой стали включает гораздо больше легирующих компонентов. Помимо углерода, марганца и кремния в неё входят:

ванадий — до 0,12%;

Общее содержание легирующих примесей стали марки 09Г2С не должно выходить за пределы 2,5%. Удельный вес такого сплава составляет 7850 кг/м3. При этом плотность этой стали непостоянная, поэтому всегда допускается незначительный разброс. Этот показатель находится в непосредственной зависимости от доли лидирующих компонентов, но сравнительная маловесность готового продукта дает значительное преимущество низколегированной стали относительно более тяжелых материалов.

Особенности производства

Основным сырьем для производства низколегированной стали 09Г2С становится чугун. В соответствии с действующими нормативами его расплав подвергают оптимизации. Для этого повышают концентрацию углерода, а также вводят легирующие добавки — подобные меры позволяют придать готовым изделиям необходимые физико-механические характеристики.

Непосредственное производство может быть осуществлено несколькими способами:



Плюсы и минусы

Как и любой другой сплав, марка 09Г2С имеет свои достоинства и недостатки. К преимуществам относят:

возможность эксплуатировать готовые конструкции в большом температурном диапазоне от –70 до +420 градусов;

стойкость к силовым нагрузкам;

подверженность механическим и термическим обработкам разных видов;

повышенная прочность и, как результат, безопасность металлоконструкции;

длительный эксплуатационный ресурс — срок службы изделий из подобной стали превышает 25 лет;

отсутствие склонности к отпускной хрупкости;

стабильность ударной вязкости при проведении отпуска сплава;

стойкость к изнашиваемости;

малый удельный вес;

стойкость к растрескиванию;

оптимальное соотношение стоимости и качества.

Из недостатков выделяют малую коррозионную стойкость. Поэтому изделия, которые используются в водных и агрессивных средах, требуют нанесения защитного покрытия.

Характеристики и свойства

Состав и структура сплава 09Г2С определяют и её основные характеристики — предел текучести, класс, плотность, модуль упругости, допустимое напряжение, расчетное сопротивление, индекс линейного расширения, а также коэффициент твердости по Бринеллю и многие другие.

Физические

Конструкционная сталь проявляет свойство поддерживать свои физические характеристики при работе под повышенным давлением в самом широком температурном коридоре. Сталь легко подвергается технической обработке и относится к категории долговечных материалов.

Ключевым параметром для любой стали является индекс линейного расширения. Он обозначает способность материала удерживать свой объём в случае увеличения температуры. Для сплава этой марки он соответствует всего лишь 2,4×10-6 единицы при изменении теплового воздействия со 100 до отметки в 500 градусов.

Невзирая на то что конструкционный сплав относится к категории низколегированных, для него не характерна флокеночувствительность. Пониженная доля углерода обусловливает простоту свариваемости элементов из этого сплава. Следует иметь в виду, что повышение концентрации углерода в любых сталях ведет к тому, что при повышении температуры начинается его интенсивное выгорание. Это вызывает появление микропор и формирует сложную закалочную структуру, что самым негативным образом сказывается на конечной прочности и долговечности сварного шва.

В сплаве марки 09Г2С неблагоприятное явление сводится к минимуму.

При выполнении сварки сталь не предъявляет специальных требований к виду электродов. Варить металл можно ручным либо автоматическим дуговым методом, а также электросваркой. Сплав этого вида не имеет никаких ограничений по технике сварки, заготовки из листового проката с сечением менее 40 мм могут свариваться даже без дополнительной обработки кромок. При этом элементы, нуждающиеся в сварке, не нужно подвергать дополнительной термической и химической обработке. А перемещение легирующих компонентов по всей плоскости сечения сварного шва обуславливает повышенную прочность с параллельным улучшением параметров вязкости.

Для снижения выраженности закалочной структуры, сопутствующей любой сварке, обработанные детали подвергают отпуску на повышенных температурах. В таком случае производится нагрев в диапазоне от 600 до 670 градусов. Охлаждаться металлоконструкция должна максимально медленно — это позволит нивелировать риск коробления отдельных фрагментов.

Механические

Механические свойства стали марки 09Г2С выглядит следующим образом:

временное сопротивление — 345 МПа при температуре 20 градусов;

предел прочности — 480 МПа;

удлинение — 23%;

ударная вязкость при температурном режиме -40 градусов — 39 единиц, при -60 — 34 единицы;

температура ковки — 1250 градусов в начале и 850 градусов в конце;

обрабатываемость при помощи разрезания — Kv тв. спл = 1,0 и Kv б. ст = 1,5 в нормализованном и отпущенном состоянии.

Виды поставки

Сплав марки 09Г2С на металлургических комбинатах нашей страны выпускают в следующих видах:

сортовой и фасонный металлопрокат — подчиняется требованиям ГОСТ 19281-73;

листовой прокат и полосы — производится в соответствии с ГОСТ 19282-73.





Таким образом, потребители прокатной продукции могут купить листы, уголки, балки, швеллеры и многие другие разновидности проката.

Столь широкая номенклатура в полной мере объясняется эксплуатационными свойствами сплава и демократичной ценой этого материала. Для сравнения упомянем, что лист горячекатаный, сделанный из стали 09Г2С, в среднем реализуется по цене 43 тыс. руб. за тонну, лист из обычного сплава — 41-42 тыс. руб. Но при этом характеристики конструкционного материала в полной мере перекрывают все расходы, связанные с его транспортировкой и последующей обработкой

Аналоги

На рынке стального проката выделяют много сплавов, которые могут выступать в качестве заменителей. В нашей стране:





Среди наиболее популярных зарубежных аналогов можно назвать европейские сплавы:

TSt E 355 (1.0566) — производится в Германии;

A590 А3, A 36-207 — производится во Франции.



Однако нужно иметь в виду, что эти стали обладают схожими характеристиками, но они не идентичны. Именно поэтому возможность замены должна определяться в каждом конкретном случае после тщательной оценки основных требований к изготавливаемому изделию и сопоставлению их со свойствами, структурой и характеристикой всех типов стали.

Применение

Сталь 09Г2С получила самое широкое распространение на рынке. Она применяется в сфере производства металлоконструкций самого разного предназначения. Широкий диапазон применения объясняется повышенной прочностью материала, благодаря чему из такого сплава можно изготавливать самые тонкие конструкционные компоненты. Там, где толщина готового изделия из обычной стали будет составлять 5-6 мм, из низколегированной она составит не больше 2-3 мм. При этом цена на них окажется приблизительно одинаковой.

Технико-эксплуатационные параметры, присущие конструкционной стали, позволяют задействовать её при создании узлов и элементов, работающих в температурных коридорах от -70 до +450 градусов. Свариваемость материала, которая многократно превышает другие стали, позволяет создавать самые сложные инженерные конструкции. Они нашли широкое применение на ж/д транспорте, а также в машиностроении. После выполнения некоторых типов термообработки такую сталь можно использовать для создания трубопроводной арматуры.

Сталь марки 09Г2С обладает высокими механическими характеристиками. Именно поэтому она идеальна для создания фасонного проката, к примеру, швеллера и балки. Из этого материала делают комплектующие для машин и станков, используемых в химической отрасли. В строительной сфере наиболее востребована прямоугольная профильная труба из низколегированной стали, её используют для создания рекламных конструкций, а также малых архитектурных форм и всевозможных ограждений, включая декоративные. Особая роль этому материалу отводится при производстве котлов — основная часть котельного оборудования производится именно из такого сплава.




Кстати, способность этого материала сохранять свои характеристики при понижении температур позволяет использовать трубный прокат из этого материала для перевозки углеводородов в северных районах, где температура держится на минусовой отметке. А возведение конструкций из низколегированного сплава обеспечивает бесперебойное функционирование транспортных систем объектов городского и сельского народного хозяйства, а также производственных комплексов, работающих в районах с суровым климатом.

Большая популярность стали 09Г2С, а также её аналогов связана с исключительными физико-механическими характеристиками. Металлоконструкции, сваренные из этого сплава, имеют меньший вес, они легче обрабатываются, проявляют высокие прочностные характеристики и обладают устойчивостью к износу. К тому же себестоимость их обслуживания снижается.

Сварка

Как мы уже отмечали выше, при сварке стали 09Г2С не требуется никакой предварительной подготовки. Тем не менее выделяют технологии, которые требуют дополнительного прогревания материала до 120 градусов. Непосредственно сварку заготовок можно производить любыми типами электродов — Э42А либо Э50А и сварной проволокой.

Сварочная техника практически не отличается от той, которая используется для работы со сплавами других марок. Более того, действующий ГОСТ требует производить разделку кромок в случае, если толщина листового проката превышает 5 мм.

Отличная свариваемость низколегированного сплава 09Г2С позволяет выполнять все необходимые работы с листами толщиной до 40 мм без необходимости разделывать кромки.

При использовании полуавтоматической сварки оптимальным режимом является:

сила сварного тока — 200-230 А;

давление защитного газа — от 2 до 22 атмосфер.

Никаких специальных условий для охлаждения после сваривания не нужно. По мере остывания, даже на открытом воздухе, сварной шов приобретает необходимую прочность.

Термическая обработка

Термообработка позволяет существенно улучшить структуру и эксплуатационные свойства стали, а также нейтрализовать области напряженности. Режимы термообработки могут варьироваться. Так, нормализация выполняется при температурном режиме 900-950 градусов, после чего материал подвергается отпуску. Закалка производится при температуре 760-820 градусов с последующим охлаждением в воде.

Чтобы свести к минимуму возникновение закалочных напряжений, можно использовать некоторые другие среды для охлаждения. Например, кислотно-щелочные растворы либо кипящее масло.

Обязательной стадией любой термообработки является отпуск. Он позволяет повысить пластичность, вязкость, а также уменьшить все возникающие напряжения, не ухудшая при этом твёрдости материала. При этом нужно иметь в виду, что по мере возрастания температуры отпуска механические свойства стали 09Г2С снижаются.

По завершении термической обработки сталь формирует двухфазную ферритно-мартенситную структуру с увеличением показателя предела выносливости. Отключение участков мартенсита приводит к росту сопротивляемости на разрыв. При этом параметры технологической пластичности остаются неизменными.

Сравнение с другими марками

Сталь 09Г2С часто сравнивают с другими марками стали —13ХФА, 17Г1С, Ст20. Но чаще всего параллели проводят со сплавом Ст3. Отличие между этими двумя материалами заключается в эквиваленте углерода. В стали марки Ст3 он в 15-20 раз превосходит количество в низколегированных сплавах.




Ст3 относят к углеродистой группе. Сплавы этой марки отличают повышенная хрупкость и склонность к разрушению при низких температурах. Если 09Г2С имеет предельный нижний температурный режим работы -70 градусов, то для Ст3 этот показатель всего – 20.

По уровню качества Ст3 — обыкновенная, что говорит о высокой доле серы и фосфора. 09Г2С — высококачественный материал. Впрочем, и цена этой марки гораздо выше, чем стоимость Ст3.

Марки стали



09Г2С – марка низколегированной стали. Данный тип стали предназначен для изготовления цельносварных конструкций. Тем не менее, область применения данной марки гораздо шире. Она отличается повышенной прочностью и устойчивостью к высоким показателям давления, что делает ее идеальной для изготовления промышленных емкостей, предназначенных для хранения жидких и газообразных сред под давлением.

Легированная сталь – это сплав железа и углерода с добавлением различных примесей для придания металлу тех или иных свойств. При этом процентная доля железа не должна быть менее 45%.

Сталь 09Г2С содержит 97% железа и менее 3% примесей, соответственно, является низколегированной. Стоит также отметить, что сталь марки 09Г2С является одной из самых востребованных на российском рынке и странах СНГ.

Химический состав

Данная марка содержит 0,9% углерода, что отображено цифрами 09 в маркировке, 2 % марганца (Г2) и некоторое количество кремния (С). Отсутствие цифры после «С» означает, что в данной марке стали количество содержания кремния не превышает 1%.

В составе имеется незначительное количество серы и никеля, а также фосфора хрома, серы, азота, мышьяка и меди.

Аналоги: 09Г2, 09Г2ДТ, 09Г2Т, 10Г2С

Массовая доля элементов в стали 09Г2С, %

Использование

Физические и химические показатели стали 09Г2С дают широкие возможности для ее применения.

Повышенная прочность позволяет использовать ее в различных строительных конструкциях. В отличие от других типов металла, данная сталь дает возможность изготавливать более тонкие элементы.

Она также имеет широкий диапазон температурной выносливости от -70 до +450 градусов. При этом марка 09Г2С отличается легкой свариваемостью. Это позволяет изготавливать из листового проката достаточно тонкие, но очень прочные конструкции для химической, нефтяной, газовой и других типов промышленности. Такие конструкции подходят для хранения различных сред под давлением.

Из 09Г2С также изготавливают высокопрочную трубопроводную арматуру. В этом случае также применяется метод закалки и отпуска. А благодаря устойчивости к низким показателям температуры, трубы из 09Г2С широко применяются в регионах с преобладающим холодным климатом.

Из данной марки стали также производят и сварные конструкции. Так как содержание углерода в ней очень низкое, она легко сваривается. В процессе сварки сталь не перегревается и не закаливается, что обеспечивает сохранность ее пластичности, прочности и других важных механических свойств. Сталь 09Г2С также достаточно устойчива к отпускной хрупкости, то есть она не теряет своей прочности и вязкости после отпуска.

Нержавеющая сталь



Нержавеющая сталь относится к легированным типам стали. В зависимости от типа и марки нержавейка может использоваться в самых различных сферах деятельности от пищевой и химической промышленности до строительства и архитектуры.

Нержавеющая сталь делится на три основных тип:

Нержавеющие свойства данный тип стали приобретает за счет добавления хрома. Причем от процентного содержания хрома напрямую зависит сопротивляемость сплава коррозии.

Причиной же сопротивляемости коррозии является тонкая пленка нерастворимых кислот, которая образуется при выплавлении хромсодержащих металлов.

Так, сталь с содержанием хрома до 17% устойчива к коррозии в обычных условиях, без воздействия агрессивных сред и высоких показателей температуры. Данный тип нержавеющей стали применятся в пищевой промышленности, некоторых типах легкой промышленности, для изготовления медицинского инструмента и т. д.

Сталь с содержанием хрома более 17% является более устойчивой и способна выдерживать высокие температуры и различные агрессивные среды, не окисляясь даже в крепких растворах (до 50%) кислот.

Нержавейка чрезвычайно устойчива к атмосфере и является лучшим вариантом для емкостного оборудования, размещенного на открытой местности, в том числе в климатических условиях с повышенной влажностью.

Нержавеющая сталь марки 12х18н10т

Нержавеющая сталь 12х18н10т – высокоуглеродистая коррозионно-стойкая, немагнитная конструкционная сталь аустенитного типа с добавлением титана.

В химсоставе нержавейки 12х18н10т кроме обязательных для нержавеющей стали компонентов – никеля и хрома, дополнительно присутствует титан (содержание элемента менее 1,5% не указывается в маркировке стали).

Нержавейка 12х18н10т отличается хорошей свариваемостью. После процесса сварки рекомендуется провести постобработку швов. Сталь 12х18н10т устойчива к межкристаллитной коррозии после сварки.

В слабоагрессивных средах допускается эксплуатация деталей из стали 12х18н10т в температурном диапазоне от -196°С до +600°С без изменения свойств стали. В агрессивной среде верхний температурный порог снижается до +350°С.

Нержавеющая сталь 12х18н10т может применяться в любых областях производства. В основном её используют для изготовления деталей машин и механизмов, работающих при температурах до 600°С. Сталь 12х18н10т (техническая нержавейка) пригодна для сооружения сварных конструкций (емкостей, трубопроводов и т.п.) контактирующих со слабыми растворами уксусной, фосфорной кислот, а также во взаимодействии со щелочными растворами и растворами кислых солей.

Ближайший по химсоставу и физическим свойствам аналог стали 12х18н10т – нержавеющая сталь марки aisi 321.

Нержавеющая сталь aisi 321

Нержавеющая сталь aisi 321 – коррозионно-стойкая, жаропрочная немагнитная аустенитная сталь с добавлением титана. Обладает повышенной механической прочностью.

В химический состав нержавейки aisi 321 кроме обязательных для нержавеющей стали компонентов – никеля и хрома, введен титан, пятикратно превышающий содержание углерода.

Нержавейка aisi 321 отличается хорошей свариваемостью, правда, при более высокой температуре, чем не содержащие титана марки стали. Сварочные швы требуют минимальной постобработки.

Таблица марок нержавеющих сталей и их соответствие химическому составу

Сталь 09Г2С: состав, свойства, категорийность

Сталь 09Г2С часто используется на Заводе САРРЗ для производства резервуаров и различного типа емкостей: ресиверов, аппаратов с эллиптическими днищами, сепараторов, отстойников нефти и т.д.

Какие свойства у стали 09Г2С?

Подготовка из стали 09Г2С заготовок в производственном цехе САРРЗ

Марка стали 09Г2С содержит в названии информацию о химическом составе:

  • 09 - содержание 0,09% углерода;
  • Г - в составе присутствует марганец;
  • 2 - процентное содержание марганца не выше 2%;
  • С - в составе есть кремний и его содержание меньше 1%, т.к. в названии марки после С нет цифры.

Таким образом по химическому составу сталь относится к низколегированным.

По классификации сталь является конструкционной. Она обладает отличной сва­ри­ваемостью без ограничений и не склонна к отпускной хрупкости - особому со­стоянию сплава, которое характеризуется невысоким значением ударной вязкости.

При высоком давлении и при нагрузках с переменным вектором силы сталь сохраняет первоначальные характеристики. Также свойства не меняются в широком диапазоне температур - от -70°С до +425°С, что дает возможность устанавливать резервуары из этой марки в районах Крайнего Севера со сложными условиями эксплуатации.

Какие существуют категории?

Сталь 09Г2С подразделяется на категории в зависимости от требований к испытаниям на ударный изгиб. Нормируемой характеристикой является ударная вязкость KCU - это способность материала к поглощению механической энергии в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.

Всего существует 15 категорий, отличия которых рассмотрены в таблице.

Нормируемая характеристика Категория
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Ударная вязкость KCU при +20 °C + +
Ударная вязкость после механического старения + + + + + + +
Ударная вязкость KCU при -20 °C + +
-40 °C + +
-50 °C + +
-60 °C + +
-70 °C + +
Ударная вязкость KCV при 0 °C +
-20 °C +

Категория указывается вместе с маркой стали. Например, сталь с категорией 12 обозначается как 09Г2С-12.

Сталь 09Г2С не относится к коррозионностойким, поэтому готовое емкостное оборудование требуется покрывать специальными антикоррозионными составами - органосиликатными композициями, полиуретановыми составами, акрилуретановыми эмалями и т.д. Выбор покрытия осуществляется под конкретный заказ и зависит от условий эксплуатации, типа и агрессивности рабочей среды, а также особенностей технологического процесса.

Нержавеющий металлопрокат и отличия между разными типами подробно рассматривались на странице "Блог директора" в статье "Нержавеющие марки стали: химические свойства, классификация, аналоги".

Выбор марки стали для изготовления вертикальных резервуаров


Выбор марки стали для производства вертикальных резервуаров - отправная точка для выполнения проектирования и последующего изготовления РВС. Наш Завод предлагает два варианта при разработке проекта емкостей:

  1. все основные параметры необходимого резервуара (-ов) предоставляются Заказчиком в Опросном листе, в том числе сталь, толщина, габаритные размеры, резервуарное оборудование и т.п.
  2. Заказчик указывает только условия эксплуатации резервуара (-ов), например, хранимый продукт, температура эксплуатации, давление

Вертикальные резервуары из стали Ст3сп5

При получении заполненного Опросного листа мы проектируем резервуар на основании предоставленных технических требований со стороны Заказчика. В случае, если наши инженеры-проектировщики находят иное инженерно-техническое решение, которое лучше отвечает эксплуатационным требованиям, мы аргументируем его, подтверждаем расчетами, в результате чего совместно с Заказчиком приходим к оптимальному решению.

Во втором случае, перед нашими сотрудниками ставится задача самостоятельно разработать Техническое задание на проектирование, частью которого является выбор стали, расчет конструктивных элементов, габаритов, необходимость в теплоизоляции или в устройстве системы обогрева.

Первое, что определяется на этапе проектирования, - это марка стали.

Саратовский резервуарный завод производит РВС из трех основных марок: Ст3сп, 09Г2С и 12Х18Н10Т.

Вертикальные резервуары из стали Ст3сп

Сталь Ст3сп5* относится к конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества. Она обладает следующим химическим составом:

Химический элемент Массовая доля, %
углерод 0,14-0,22
марганец 0,40-0,65
кремний 0,15-0,30
хром, никель, медь не более 0,30 каждого
сера не более 0,050
фосфор не более 0,040
азот выплавленной в электропечах - 0,012
мартеновской и конвертерной - 0,010
мышьяк не более 0,080

Основное применение находит для производства несущих элементов сварных конструкций при переменных нагрузках и при температуре в диапазоне от -40ºС до +425ºС (для листового проката толщиной до 25 мм).

Физические свойства углеродистой стали Ст3сп регламентируются ГОСТ 14637-89 (ИСО 4995-78) "Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия (с Изменением №1)" и ГОСТ 380-2005 "Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки (с Изменением №1)".

Из-за особенностей физико-химических свойств углеродистой стали резервуар из нее обладают следующими особенностями:

  • ударная вязкость обеспечивает высокую стойкость конструкции при температуре до -20ºС, то есть при более низких температурах резервуары имеют высокий риск разрушения из-за склонности стали к охрупчиванию;
  • резервуары из этой стали могут быть сварены любым способом, на который аттестован исполнитель сварочных работ (автоматическая и ручная дуговая сварка, контактно-точечная и электрошлаковая)
  • при условии соблюдения температурного режима эксплуатации поверхности резервуара имеют высокую степень устойчивости к воздействию агрессивных рабочих сред, то есть обладает повышенной коррозионной стойкостью
  • однородный состав листового проката позволяет обрабатывать поверхности будущего резервуара любыми технологическими способами для достижения максимально долгой эксплуатации на объекте

* для справки: "Ст" - сталь, "3" - номер марки стали, "сп" - степень раскисления стали, в данном случае - спокойная (по ГОСТ 380-2005 "Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки (с Изменением №1)", "5" - категория стали).

Резервуары РВС из стали 09Г2С

Сталь 09Г2С* относится к конструкционной низколегированной стали, из которой изготавливаются различные сварные конструкции. Основные свойства придаются наличием легирующих элементов, а именно, углеродом, кремнием и марганцем, общая массовая доля которых не должна превышать 1-2%.

Физические и механические параметры низколегированной стали марки 09Г2С регламентируются ГОСТ 5520-2017 "Прокат толстолистовой из нелегированной и легированной стали для котлов и сосудов, работающих под давлением. Технические условия (с Поправкой)".

Характеристика Значение
временное сопротивление, кгс/мм 2 49-64 при толщине до 10 мм
47-64 при толщине 10-20 мм
предел текучести, кгс/мм 2 345 при толщине до 10 мм
325 при толщине 10-20 мм
относительное удлинение, % 21
изгиб до параллельности сторон (а-толщина образца, d-толщина оправки) d=2a
ударная вязкость KCU, Дж/см 2 , при толщине 34-64 при толщине 5-10 мм
29-59 при толщине 10-20 мм

Металлоконструкции РВС из стали 09Г2С

Физико-химические свойства данной стали позволяют эксплуатировать резервуары из нее при температуре от -70ºС до +425ºС. Так, Саратовский резервуарный завод выпускает вертикальные и горизонтальные резервуары РВС и РГС в северном исполнении из стали 09Г2С.

Высокая износостойкость металла также способствует эксплуатации резервуаров с высоко агрессивными рабочими средами и в тяжелых климатических условиях. Таким образом, резервуары из стали 09Г2С способны выдержать сильные деформации за достаточно продолжительный срок работы.

Широкой использование стали 09Г2С также объясняется тем, что она обладает легкой свариваемостью при сварке ручной и автоматической дуговой сварке под флюсом и газовой защитой, что позволяет сокращать сроки изготовления резервуаров, сосудов и емкостей.

Дополнительным немаловажным бонусом применения данного сплава для строительства емкостей для хранения различных сред является его экономичность, которая достигается за счет оптимальной стоимость самого металлопроката и относительная легкость при строительстве объектов.

* для справки: "09" - содержание углерода в стали 0,09%, "Г2" - содержание марганца 1,3-2%, "С" - наличие в стали кремния (до 1%). Зачастую в маркировке стали отображается категория стали, например, 09Г2С-12, что означает, какие параметры сплава испытывались при его производстве

Вертикальные резервуары из нержавеющей стали (12Х18Н10Т)

Сталь 12Х18Н10Т* относиться к высокоуглеродистым нержавеющим коррозионностойким, жаростойким и жаропрочным маркам аустенитного класса. Благодаря ее свойствам она может применяться при эксплуатации от -196ºС до +800ºС. Химический состав определяется ГОСТ 5632-2014 "Нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки (с Изменением №1)"

Химический элемент Массовая доля, %
углерод до 0,12
кремний до 0,80
марганец до 2,0
хром 17,0-19,0
никель 9,0-11,0
титан 5*С-0,80
железо осн.
сера 0,20
фосфор 0,40

Физические параметры нержавеющей стали позволяют использовать ее для эксплуатации с разбавленными кислотами, и средне агрессивными щелочными веществами, окислителями, растворителями, в том числе при высоком давлении и криогенной температуре (см. ГОСТ 5949-2018 "Металлопродукция из сталей нержавеющих и сплавов на железоникелевой основе коррозионно-стойких, жаростойких и жаропрочных. Технические условия")

Характеристика Значение
временное сопротивление, кгс/мм 2 510
предел текучести, кгс/мм 2 196
относительное удлинение, % 40
относительное сужение, % 55
ударная вязкость KCU, Дж/см 2 , при толщине -

За счет содержания хрома резервуары из нержавеющей стали 12Х18Н10Т обладают высокой коррозионной устойчивостью (за исключением к серосодержащим составам), что расширяет сферу их (резервуаров) эксплуатацию. Прочность, твердость, возможность применения любых сварочных технологий с последующей термообработкой и гигиеничность - все это делает резервуары из данной стали широко используемыми как в нефтехимической, газовой, теплоэнергетической, так и в пищевой и криогенной промышленности.

Саратовский резервуарный завод выпускает резервуары и емкости из 12Х18Н10Т для хранения кислот, щелочей, сжиженных газов, растворителей и других агрессивных сред при высоком давлении и экстремально низких и высоких температурах.

* для справки: "12" - процентное содержание углерода, "х18" - процентное содержание хрома, "н10" - процентное содержание никеля, "Т" - наличие титана до 1,5%

Что нужно знать о стали 09Г2С – описание, технические характеристики и сравнительные данные

09Г2С сплав, изделия из которого можно найти в любой промышленной отрасли. Характеристики сплава этого типа в сравнении с аналогами являются наиболее гибкими, а его невысокая стоимость делает возможным массовое применение, например, в строительстве сложных промышленных объектов или прокладке трубопроводов в соответствии с требованиями эксплуатации.

Основное назначение

Производится и предназначается для изготовления сварных конструкций это главная область применения. Благодаря механической прочности подходит для изготовления тонких стальных деталей, легко сваривается, устойчива к высоким нагрузкам. Из стали 09Г2С изготавливается основной объем металлопродукции балки, листы, трубы, поковки и другие изделия.

Расшифровка 09Г2С

Маркировка стали 09Г2С указывает на химический состав сплава:

  1. долю углерода в сплаве - 09;
  2. колебание доли марганца 2% в общем объеме Г2;
  3. долю кремния до 1% - C.

В сплав 09Г2С добавляются дополнительные компоненты сера, хром, фосфор, никель, медь,алюминий, азот. Они не указываются в маркировке, т.к. доля не превышает цифры 1% от объема сплава. Маркировка стали не всегда соответствует химическому составу, сталь маркируют по показателям структуры, назначения, методам изготовления, по химическим свойствам. Иногда возникает путаница в маркировках, например, 09Г2С путают со сталью 354. Однако 345 это маркер текучести, не имеющий отношения к химическому составу, сталь с такой маркировкой предназначается для применения в строительстве.

Достоинства и недостатки 09Г2С

Недостаток у стали 09Г2С один неустойчивость к ржавчине. Достоинств гораздо больше:

  1. прочность;
  2. длительность сроков эксплуатации при нормальных условиях (более 30 лет);
  3. термоустойчивость не теряет форму при температурах от примерно -70 до 425С;
  4. нет отпускной хрупкости;
  5. хорошая свариваемость;
  6. низкая стоимость;
  7. высокая сопротивляемость механическим воздействиям;
  8. нетребовательность в обработке.

Подверженность ржавлению ограничивает сферу эксплуатации изделий из стали 09Г2С, однако преимущества перед другими сплавами делает ее самой востребованной и распространенной.

Применение стали 09Г2С

Материал с успехом используется для изготовления износостойких строительных изделий. Это швеллеры, несущие балки, уголки ограждения и прочие изделия. В других отраслях промышленности востребованы такие показатели, как температурный диапазон устойчивости стали. Например, прокладка трубопровода на севере России накладывает определенные требования к материалу изготовления труб. Устойчивость к низким температурам до -70 и экономичность стали 09Г2С это идеальное сочетание для прокладки затратных по количеству материала и подверженных низким температурам коммуникаций, в том числе - трубопроводов. Сталь 09Г2С популярна в автомобилестроении и в химической промышленности благодаря устойчивости к химическому и биологическому воздействию, а также высоким показателям прочности болтового крепления изделий.

Особенности сварки стали 09Г2С

Сталь 09Г2С отличается простотой сварки, это свойство обеспечивается низким содержанием углерода в сплаве. Требований к подогреву нет можно варить без предварительной термической обработки, это не влияет на прочность шва. Способы сваривания и оборудование любые, можно варить газовой горелкой или электрической дугой под флюсом. Стальные изделия не требуют закалки до начала или по окончании сварки и не перегреваются в процессе сварочных работ, благодаря чему не изменяются зернистость и пластичность материала. Т.к. 09Г2С это низколегированный малоуглеродистый сплав, при сварке необходимо использовать различные электроды соответствующего назначения.

Вторичное сырье

Из-за распространенности сплава вторсырье отличается огромным разнообразием изделий. Сюда относятся швеллеры, уголки, балки, арматура, листовой лом, профиль, заготовки, фланцы. Несмотря на то, что сталь 09Г2С низколегированная углеродистая, отходы производства имеют ценность лома и перерабатываются.

Номенклатура продукции из стали 09Г2С

Российские предприятия производят следующую продукцию из стали 09Г2С:

  • 19281-73 Сортовой и фасонный прокат;
  • 19282-73 Листы и полосы.

Такая номенклатура еще раз свидетельствует о свойствах сплава 09Г2С, позволяющих изготавливать из него практически любые изделия для широкого использования.

Характеристики стали 09Г2С

Сталь 09Г2С поддается ковке в температурном диапазоне 850 1250С. В зависимости от нагрева сталь обладает пределом текучести в диапазоне 255 155 Мпа. Не теряет пластичности при сварке. В температурном диапазоне 100-500С изменение коэффициента линейного расширения составляет 2,4Х10-6 ед. Рабочие температуры в диапазоне от -70 до +425С.

Поставка

В22 - Сортовой и фасонный прокат

В23 - Листы и полосы

ГОСТ 103-2006; ГОСТ 17066-94; ГОСТ 19903-74; ГОСТ 5520-79; ГОСТ 82-70;

В33 - Листы и полосы

ГОСТ 19282-73; ГОСТ 10885-85;

В62 - Трубы стальные и соединительные части к ним

ГОСТ 9567-75; ГОСТ 24950-81; ГОСТ 10705-80; ГОСТ 30564-98; ГОСТ 30563-98; ГОСТ 20295-85; ГОСТ 8731-87; ГОСТ 8732-78; ГОСТ 53383-2009;

Определение стали 09Г2С как низколегированной означает, что содержание легирующих добавок в химическом составе сплава минимально. При увеличении процентной доли элемента или добавки меняется маркировка стали. Данная маркировка определяет сталь 09Г2С как кремнемарганцовистую, это значит, что остальные добавки в сумме не превышают 1-2% от общего объема сплава.

Химический состав в % материала 09Г2С

ГОСТ 19281 - 2014

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

V

N

Cu

As

до 0.12

0.5 - 0.8

1.3 - 1.7

до 0.3

до 0.035

до 0.03

до 0.008

до 0.08

Примечание: Сталь должна быть раскислена Al=0.02-0.06%. Также хим. состав указан в ГОСТ 5520 - 79, ГОСТ 19282-73


Температура критических точек материала 09Г2С.

Ударная вязкость

Ударная вязкость показывает, как изделие ведет себя под ударными или динамическими нагрузками и является одной из ключевых технических характеристик сплава. Она сильно зависит от температуры нагрева или охлаждения, поэтому в таблице приведены температурные значения.

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Состояние поставки, термообработка

ГОСТ 19281-73. Сортовой и фасонный прокат сечением 5-10 мм.

ГОСТ 19281-73. Сортовой и фасонный прокат сечением 10-20 мм.

ГОСТ 19281-73. Сортовой и фасонный прокат сечением 20-100 мм.

ГОСТ 19282-73. Листы и полосы сечением 5-10 мм.

ГОСТ 19282-73. Листы и полосы сечением 10-160 мм.

ГОСТ 19282-73. Листы после закалки, отпуска (Образцы поперечные) сечением 10-60 мм

Нормы ударной вязкости KCV, Дж/см 2*

Класс прочности

При температуре 20 С

При температуре 0 С

325

>34

345

>40

*только для сортового и фасонного проката

Предел выносливости

Показатель предела выносливости, это значение максимального давления в цикле, при котором сталь не разрушается от усталости металла. Количество циклических нагружений может быть неопределенно большим.

Предел текучести стали 09Г2С

Предел текучести показывает, какое напряжение нужно создать, чтобы деформация стали продолжалась при сохранении нагрузки. Показатель изменяется в зависимости от содержания легирующих добавок и углерода. Кремний и марганец не оказывают влияния на текучесть стали.

Температура испытания, °C / σ0,2

Прокаливаемость стали 09Г2С

Закаленный слой какой глубины можно получить при прокаливании изделия на этот вопрос отвечает показатель прокаливаемости. Наибольшее влияние на прокаливаемость оказывает содержание углерода в сплаве.

Расстояние от торца, мм / HRC э

Критический диаметр в воде, мм

Критический диаметр в масле, мм

Технологические свойства стали 09Г2С

К основным технологическим свойствам стали относятся:

  • свариваемость определяет качество и прочность сварных соединений;
  • флокеночувствительность поражаемость стали флокенами, структурными дефектами, вызываемыми повышенным содержанием водорода;
  • склонность к отпускной хрупкости склонность к понижению ударной вязкости после высокого отпуска при медленном охлаждении.


Технологические свойства материала 09Г2С .

Свариваемость:

Флокеночувствительность:

Склонность к отпускной хрупкости:

Марка 09Г2С — удаоная вязкость, Дж/см 2

Сортамент

Размер, мм

KCU при температурах

После закалки и отпуска

Механические свойства стали 09Г2С

Информация о механических свойства стали указываются для определенных температур, т.к. металл меняет свои свойства при нагревании/охлаждении. К ним относятся прочность, твердость, пластичность, ударная вязкость.

Механические свойства при Т=20 o С материала 09Г2С .

Размер

Напр.

y

KCU

Термообработка

мм

МПа

кДж / м 2

Лист, ГОСТ 5520-79

430-490

265-345

21

590-640

Трубы, ГОСТ 10705-80

490

343

20

Сорт, Класс прочности 265, ГОСТ 19281-2014

430

265

Механические свойства при повышенных температурах

Нормализация 930-950 °С

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

Листы толщиной 34 мм в состоянии поставки НВ 112-127 (образцы поперечные)

Свойства по стандарту ГОСТ 14249

Температура стенки сосуда или аппарата, o С

Временное сопротивление разрыву σB,МПа (кгс/см 2 )

Предел текучести для остаточной деформации, Re МПа (кгс/см 2 )

При толщине стенки до 32 мм

При толщине стенки более 32 мм

Допускаемое напряжение при растяжении, σ, МПа (кгс/см 2 ) при температуре, o С*

+20

+100

+150

+200

+250

+300

+350

+375

+400

+410

+420

+430

+440

+450

+460

+470

+480

*При температуре ниже +20 o С допускаемые напряжения принимают такими же, как при +20 o С, при условии допустимого применения материала данной температуре

Свойства по стандарту ГОСТ 10066-94

Временное сопротивление разрыву σB МПа

Предел текучести для остаточной деформации, σT МПа

Относительное удлинение при разрыве, δ, %

*для проката толщиной 0,5-3,9 мм и широной не менее 500 мм

Изгиб до параллейности сторон для горячекатаного и холоднокатаного проката d:=2а, где а — толщина образца, d — диаметр оправки

Предел текучести для остаточной деформации, σT МПа*

Относительное удлинение при разрыве, δ5, %

Термически обработанная продукция

Без термической обработки**

* По согласованию между производителем и заказчиком: временное сопротивление разрыву не менее 441 Мпа, предел текучести для остаточной деформации не менее 245 МПа

**Механические свойства труб без термической обработки устанавливают по согласованию между изготовителем и потребителем. В случае отсутствия такого согласования производство сварных холоднодеформированных труб должно соответствовать нормам, указанным в таблице.

Физические свойства стали 09Г2С

К физическим свойствам стали относятся теплопроводность, теплоемкость, модуль упругости, модуль сдвига, коэффициент линейного и объемного расширения при температурных изменениях.

Физические свойства материала 09Г2С .

T

E 10 - 5

a10 6

l

r

R 10 9

Град

1/Град

Вт/(м·град)

кг/м 3

Дж/(кг·град)

Ом·м

100

11.4

200

12.2

300

12.6

400

13.2

500

13.8

Аналоги и заменители стали 09Г2С

В таблице приведены маркировки сплавов, аналогичных стали 09Г2С на зарубежных рынках. Обратите внимание, не все аналоги являются точными.

Зарубежные аналоги материала

Внимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.

О течественные аналоги и заменители стали

Замена материала иногда требуется при разработке или обслуживании металлоконструкций. Инженер конструктор может использовать ближайший по характеристикам сплав отечественного или иностранного производства. В таблицах ниже перечислены маркировки сплавов, подходящих для замены 09Г2С.

Марка металлопроката

Заменитель

09Г2, 09Г2ДТ, 09Г2Т, 10Г2С

Сравнение 09Г2С с маркой 17Г1С

Две популярные марки стали имеют схожий по содержанию состав, но отличаются рядом характеристик, особенно в структуре. Мартенситная структура стали 09Г2С оптимальна для несущих конструкций, поэтому сталь 09Г2С определяется как конструкционная и широко применятся в строительстве. 17Г1С для изготовления несущих конструкций почти не используют. Повышенное содержание углерода в этом сплаве обеспечивает формирование ферритной структуры, которая, несмотря на прочность, больше подходит и дает возможность для прокладки подземных коммуникаций. Поэтому 17Г1С сталь, из которой делают трубы для теплосетей и промышленных инженерных систем. Она также уступает по морозостойкости, ее нижний температурный предел равен -40С против -70С у сплава 09Г2С, однако отличается повышенной устойчивостью к высоким температурам до +475С против +425 градусов в случае с 09Г2С.

В чем разница между оцинкованной, нержавеющей и черной сталью

Говоря о показателях коррозийной устойчивости, нержавеющая сталь предпочтительнее, чем оцинкованная и черная, это разные категории защищенности. Оцинкованную сталь от коррозии защищает тонкий или толстый слой цинка, а нержавеющую содержание легирующих добавок в структуре сплава. Это большая разница, т.к. повредить слой цинка легко, за ним обнаружится ничем не защищенная сталь. Нержавеющая сталь не нуждается в защитной пленке, она защищена изнутри собственными химическими свойствами до конца срока службы, отсутствие покрытия никак на ней не сказывается.

Черная сталь не обладает защитой вообще, поэтому является наиболее восприимчивой к коррозии. Для увеличения срока эксплуатации ее рекомендуется покрывать порошковой краской и обрабатывать в полимеризационной печи.

По сроку эксплуатации

Сроки службы работающих деталей у каждой из сталей отличаются в два раза 50 лет у первой против 25 лет у второй и 10 лет у третьей. И это средние показатели, т.к. из-за получения повреждений цинкового слоя изделие, скорее всего, выйдет из строя раньше. Черная сталь является наименее износостойкой.

По экологичности

Цинк при нагревании или под воздействием кислот выделяет вредные соединения оксид цинка, фосфиды. Отравления могут быть разной силы вплоть до летального исхода при обильном поражении. Нержавеющая сталь полностью безопасна в любых изделиях и отлично зарекомендовала себя в производстве посуды. Черный металл также не является токсичным, но из-за подверженности коррозии практически всегда изолирован от человека защитным слоем краски.

По стоимости

Нижняя граница стоимости 1 тонны обыкновенного нержавеющего листа 113 тыс. рублей. Оцинкованный горячекатный лист такого же веса можно купить по цене от 67 тыс. рублей.Цена такого же листа черной стали начинается от 45 тыс. рублей. На стоимость также влияют качественные характеристики стали и выбор производителей. Подробнее об этом читайте в материалах нашего сайта.

Методы контроля

Для контроля качества стали на производстве применяют следующие технологии:

  1. отбор проб для химического анализа;
  2. вычисление углеродного эквивалента;
  3. проверка качества поверхности листового металла;
  4. осмотр кромок;
  5. снятие стружки (при необходимости);
  6. ультразвуковая проверка сплошности квадратного листа;
  7. технологические и механические испытания образцов.

Условные обозначения

временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа

предел текучести условный, МПа

предел прочности при сжатии, МПа

предел текучести при сжатии, МПа

предел упругости, МПа

предел прочности при изгибе, МПа

предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа

относительное удлинение после разрыва, %

относительная осадка при появлении первой трещины, %

предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа

предел выносливости при испытании на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа

ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами вида U и V, Дж/см2

Читайте также: