Сталь 13ХФА

Для прокладки нефтегазопроводов в суровых условиях Севера востребован стальной сплав 13ХФА, относится к классу конструкционной легированной стали повышенной хладостойкости, коррозионной стойкости.  Материал хорошо горячедеформируется, что позволяет изготавливать из него различные металлоизделия, в том числе трубопрокат.

Сталь 13ХФА, расшифровка, химический состав

Обозначение расшифровывается так: «0.13» ‒ массовая доля углерода в процентах, затем показывается содержание примерно около 1% «Х» ‒ хрома и «Ф» ‒ ванадия. «А» ‒ по классификации ‒ это высококачественная марка. Кроме перечисленных элементов, заметно влияющих на свойства металла, в химсоств также входят наряду с железом марганец, кремний, никель, молибден, титан, алюминий, медь, вольфрам. Фосфор, сера содержатся в пределах 0.03%, то есть не ухудшают эксплуатационные возможности. Приведённые ниже цифры соответствуют значениям, указанным в ГОСТ 4543.

Таблица 1

Массовая доля элементов в других нормативных документах может отличаться.

Характеристики стали 13ХФА

• класс прочности: К52, К48 ‒ К60 (по ТУ) ;

• свариваемость: без ограничений; 

• температура: от -60oС до +40oС;

• плотность: 7680 кг/см3;

• твёрдость по Бринеллю: 269 МПа;

• возможность обработки резанием, ковкой, т.д.;

• стойкость к высоким, низким температурам, действию среднеагрессивных сред, к водородному и сульфидному растрескиванию;

• способность выдерживать внутреннее давление до 7.4 МПа;

• скорость общей коррозии в сероводородной среде 0.5 мм/год;

• сочетание прочности и вязкости, позволяющее противостоять динамическим нагрузкам, подвергаться деформации без растрескивания.

Для металла характерна ферритно-перлитная структура, ориентированная в направлении деформирования. Легируют материал для увеличения устойчивости к коррозионному разрушению и перегреву, сохранения надёжности зоны сварки.

Механические, физические свойства

• ударная вязкость: 196 кДж/м2;

• предел текучести: 502 ‒ 686 МПа;

• значение относительного удлинения: менее 25%; 

• коэффициент линейного расширения при изменении температурного режима от 100 до 700oС увеличивается в 1.25 раза;

• удельная теплоёмкость 540 Дж/(кг х град);

• модуль упругости изменяется с 2.1 до 1.89 МПа при увеличении температуры от 20 до 900oС.

Таблица 2

Физико-механические свойства стали 13ХФА по ТУ 14-1-5598-2011

Таблица 3

Классы прочности труб из 13ХФА

Данные взяты из типовых Технических условий для труб.

Применение, назначение

Изготовление из марки стали 13ХФА:

• горячедеформированных бесшовных труб для трубопроводов, транспортирующих нефть, газ, горячую, холодную воду, теплоносители;

• трубных переходов, фланцев, арматурных элементов;

• отливок, прочных металлоконструкций;

• кругов, шестигранников, квадратов, плоского проката;

• ёмкостей для перевозки различных жидкостей, сжатых газов;

• деталей машин и механизмов.

Основной потребитель металлопродукции ‒ это нефтегазовый сектор. Стальной трубопрокат задействуют для перекачки, транспортировки углеводородов, для оборудования добывающих скважин.

Заменители

Сталь 13ХФА, аналог следующих российских марок (15ХФА, 20ХФА, 09СФА).  Они идентичны или близки по составу, свойствам, назначению 13ХФА. Зарубежные стальные сплавы подбирают, сравнивая класс прочности.