ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Химический состав и механические свойства некоторых конструкционных материалов из "Защита нефтепромыслового оборудования от коррозии " Наибольшее применение для изготовления оборудования нефтяной и газовой промышленности получили стали и чугуны. Среди сталей наиболее часто встречаются углеродистые, низколегированные и нержавеющие. [c.24] Конструкционные углеродистые стали делятся на углеродистую сталь обыкновенного качества и сталь качественную. [c.25] По химическому составу сталь группы В соответствует нормам, приведенным в табл. 9 для стали группы Б, а по механическим свойствам и условиям испытаний на изгиб на 180° —нормам, приведенным в табл. 10 для стали группы А. Показатели ударной вязкости для полуспокойной и спокойной сталей группы В приведены в табл. 11. [c.25] При сравнительно небольших рабочих напряжениях углеродистую сталь применяют в нормализованном состоянии, при значительных рабочих напряжениях — после закалки и высокого отпуска. [c.25] Примечание, Для стали толщиной свыше 20 мм диаметр оправки увеличивается на толщину образца. [c.26] Для повышения поверхностной твердости и, следовательно, увеличения стойкости против износа детали, изготовленные из стали марок 10, 15, 20 и 25, иногда подвергаются цементации или цианированию. Вместо стали марок 15, 20 и 25 для изготовления ответственных деталей нефтегазопромыслового и заводского оборудования может быть рекомендована сталь с повышенным содержанием марганца марок 15Г и 20Г. Эта сталь по сравнению со сталями с нормальным содержанием марганца обладает большей прочностью при сохранении высоких пластических свойств. При цементации деталей из стали с повышенным содержанием марганца образуется более однородный цементованный слой, и после закалки такие детали имеют высокую и равномерную поверхностную твердость. Сталь с повышенным содержанием марганца марок 40Г и 45Г обладает после закалки и высокого отпуска повышенной прочностью, хорошей вязкостью и сопротивляемостью износу. Для изготовления пружин, пружинных шайб и колец целесообразно применять стали с повышенным содержанием марганца, например, сталь марки 65Г. [c.26] Низколегированная сталь по сравнению с обычной углеродистой сталью обладает более высокой прочностью. Отношение предела текучести к пределу прочности для низколегированной стали обычно равно 0,65—0,75, а для углеродистой стали обыкновенного качества —0,55 —0,60. Пластичность низколегированной стали достаточно высокая для толщин 8—20 мм 6s 21 % н if 50 % ударная вязкость ее при +20°С составляет более 6-10 Дж/м , при —40°С не менее (3—5)-10 Дж/м , после механического старения —не менее 3-10 Дж/м . Низколегированная сталь обладает меньшей чувствительностью к старению и меньшей склонностью к хладоломкости, хорошо сваривается. [c.27] Для изготовления бурильных, насосно-компрессорных и обсадных труб используют стали групп прочности С, Д, К, Е, Л, М, которые по своему химическому составу должны соответствовать различным маркам низколегированных сталей. [c.28] Механические свойства труб нефтяного сортамента из сталей различных групп прочности должны быть не ниже приведенных в табл. 15. [c.29] Ч у г у н ы. В качестве конструкционных материалов применяется серый, ковкий и высокопрочный чугун. [c.29] Серый чугун обладает низкой чувствительностью к надрезам, качеству и чистоте обработки поверхности, высокой способностью к поглощению вибраций и выравниванию напряжений он имеет хорошие литейные свойства и низкую стоимость. В табл. 16 представлены механические свойства серого чугуна. [c.29] Относительное изменение прочности серого чугуна при различной толщине стенки отливки соответствует нижеприведенным данным. [c.29] Из чугуна марок СЧ 21-40 и СЧ 24-44 изготовляют детали машин, подвергающиеся повышенному износу (втулки буровых насосов с толщиной стенки более 29 мм, колеса центробежных насосов, головки цилиндров и др.). Для особо ответственных деталей компрессоров н насосов, работающих при повышенном или высоком давлениях, а также для деталей, испытывающих при эксплуатации значительный износ, используют чугун марок СЧ 32-52, СЧ 35-56 и СЧ 38-60. [c.30] Высокопрочный чугун с шаровидным графитом в отличие от чугуна с пластинчатым графитом вызывает меньшие концентрации напряжений и обладает более высокой прочностью по сравнению с серым чугуном (табл. 17). [c.30] Ковкий чугун наиболее рационально применять там, где серый чугун, а иногда и сталь не позволяют получить изделия нужной конфигурации при высоких механических свойствах. Ковкнй чугун дает возможность отливать детали с довольно тонкой стенкой (3—6 мм) при хорошей чистоте поверхности отливок. Он характеризуется высоким отношением предела текучести к пределу прочности (около 67%), высоким пределом усталости, хорошей циклической вязкостью, высокой износоустойчивостью и др. (табл. 18). [c.31] Нержавеющие стали. Основной легирующий элемент нержавеющих сталей — хром, который повышает механические свойства стали и способствует образованию на ее поверхности тонкого слоя окислов, облагораживающего электродный потенциал стали и повышающего ее коррозионную стойкость. Она повышается не монотонно, а скачкообразно. Первый порог коррозионной стойкости достигается при концентрации хрома, равной 12,8 %. При увеличении содержания хрома до 18 или до 25—28 % достигается второй порог коррозионной стойкости и наблюдается дальнейшее повышение коррозионной стойкости стали. Однако повышение содержания хрома приводит к понижению механических свойств стали, особенно ударной вязкости, а также затрудняет сварку, вызывая хрупкость сварного шва. Стали с высоким содержанием хрома после сварки требуют термической обработки. Повышение содержания углерода в нержавеющих сталях понижает их коррозионную стойкость, что связано с уменьшением содержания хрома в твердом растворе вследствие образования карбидов. Поэтому повышение содержания углерода в стали вызывает сдвиг порога коррозионной стойкости в область более высокой концентрации хрома. Понижение содержания углерода ниже 0,02% делает сталь стойкой против карбидообразо-вания. [c.31] Химический состав, термическая обработка и механические свойства основных марок хромистой нержавеющей стали показаны в табл. 19. [c.32] Хромоникелевые стали аустенитного класса обладают наиболее высокой коррозионной стойкостью среди нержавеющих сталей и отличаются хорошими технологическими свойствами — хорошо обрабатываются давлением и обладают хорошей свариваемостью. В закаленном состоянии эти стали имеют низкое отношение предела текучести к пределу прочности. Прочностные характеристики этих сталей могут быть повышены в результате наклепа. Так, при пластической деформации на 40 % стали марки Х18Н10Т в холодном состоянии предел прочности повышается вдвое (ав = 1200 МПа), а предел текучести в 4 раза (сГт = = 1000 МПа). При этом сохраняется достаточно высокая пластичность, позволяющая производить различные технологические операции. [c.32] Вернуться к основной статье