Для изготовления стальных аппаратов применяются следующие стали в виде полуфабрикатов:
– сталь углеродистая обыкновенного качества по ГОСТ 380-94, поставляемая в виде листового, сортового и фасонного проката, труб, поковок и т. д., по степени раскисления - спокойная (сп), полуспокойная (пс), реже - кипящая (кп), по требованиям от 2-й до 6-й категорий;
– сталь качественная углеродистая конструкционная, поставляемая в виде листового проката по ГОСТ 5520-79 и в виде сортового проката и труб по ГОСТ 1050-88;
– сталь низколегированная (с содержанием легирующих элементов до 2,5%), поставляемая в виде листового проката по ГОСТ 5520-79 и ГОСТ 19282-89, сортового и фасонного проката, труб и поковок по ГОСТ 19281—89;
– сталь легированная конструкционная (с содержанием легирующих элементов до 10%), поставляемая в виде сортовою проката, труб и поковок по ГОСТ 4543-71;
– сталь теплоустойчивая по ГОСТ 20072-74, поставляемая в виде листового и сортового проката и труб;
– стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные по ГОСТ 5632-72, поставляемые в виде листового проката, труб и поковок;
– стали и сплавы с особыми свойствами, поставляемые в виде листового и сортового проката и труб по специальным ТУ;
– стали двухслойные, поставляемые в виде листового проката по ГОСТ 10885 – 75 и специальным ТУ с основным слоем из углеродистых, низколегированных и легированных сталей и плакирующим слоем из коррозионностойких материалов;
– отливки из конструкционной, нелегированной и легированной сталей, поставляемые по ГОСТ 977-88.
В таблице 2.4 приведены марки стали, рекомендуемые для сварных аппаратов с инертными средами, работающих без давления и устанавливаемых на открытом воздухе или в неотапливаемом помещении в зависимости от средней температуры самой холодной пятидневки.
Таблица 2.4 – Марки сталей, рекомендуемые для сварных аппаратов, работающих без давлений с инертными средами (ОСТ 26-291 — 94)
| Средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки,°С | Марка стали и обозначение стандарта |
| Не ниже – 30 | СтЗпсЗ, СтЗспЗ, СтЗГпсЗ по ГОСТ 14637-89 |
| 15К-3, 16К-3, 18К-3, 20К-3 по ГОСТ 5520-79 | |
| 16ГС-3, 09Г2С-3, 10Г2С1-3 по ГОСГ 5520-79 | |
| Oт – 31 до – 40 | Ст3пс4, Ст3сп4, СтЗГпс4 по ГОСТ 14637-89 |
| 15К-5, 16К-5, 18К-5, 20К-5 по ГОСТ 5520-79 | |
| 16ГС-6, 09Г2С-6, 10Г2С1-6 по ГОСТ 5520-79 | |
| 09Г2C-8, 10Г2С1-8 по ГОСТ 5520-79 | |
| Примечания: 1. Для материалов, не приведенных в табл. 2.1, нижний температурный предел применения должен определяться исходя из требований табл. 1.5. 2. Материалы для сосудов и аппаратов, устанавливаемых в районах со средней температурой воздуха наиболее холодной пятидневки ниже – 40 оС, выбираются специализированной научно-исследовательской организацией. 3. Если при проверке качества стали на соответствие требованию табл. 2.1 и 2.2 рекомендуют различные категории сталей по ГОСТ 14637-89 или ГОСТ 5520-79, то необходимо применять сталь более высокой категории. 4. Пределы применения двухслойных сталей определяются по основному слою. 5. Допускается испытание сталей на ударный изгиб при средней температуре воздуха наиболее холодной пятидневки для заданного района установки сосуда или аппарата. 6. Пуск, остановку и испытание сосудов и аппаратов на герметичность в зимнее время следует проводить в соответствии с требованиями ОС Т 26-291-94. |
Листовая сталь
Из листовой стали изготовляются корпусы (обечайки), днища, фланцы, различные тарелки, трубные решетки и многие другие детали аппаратов. Листовой прокат – основной материал для большинства аппаратов.
Рекомендуемые марки, технические требования, виды испытаний и условия применения листовой стали в зависимости от рабочих параметров приведены в таблице 2.5 для листовой стали, в таблице 2.3 – для двухслойной листовой стали.
При заказе углеродистых сталей обыкновенного качества по ГОСТ 14637-89, углеродистых и низколегированных сталей по ГОСТ 5520 – 79 должна указываться категория стали.
В таблице 2.5 представлены рекомендуемые марки листовой стали.
Рекомендуемые состав и размеры стального листового проката приведен в таблице 2.6, в таблице 2.7 приведены рекомендуемые размеры листовой горячекатаной стали, рекомендуемые размеры листовой холоднокатанной стали приведены в таблице 2.8.
Технологическое оборудование кроме высоких нагрузок испытывает в ряде случаев агрессивное воздействие коррозионноактивных сред. В этом случае агрегаты, узлы и детали оборудования должны изготавливаться из коррозионностойких сталей. В нашей стране принята десятибалльная шкала коррозионной стойкости материалов, которая приведена в таблице 2.10.
Биметалл
Для изготовления нефтезаводской аппаратуры широко применяется биметалл – двухслойный лист, состоящий из двух различных металлов. Основной (толстый) лист воспринимает нагрузку. Тонкий слой, называемый защитным или плакирующим, предохраняет основной слой от коррозионного действия среды: обычно в расчетах на прочность толщину тонкого слоя не учитывают. Толщина двухслойных листов по ГОСТ может быть в пределах от 4 до 160 мм.
Основной слой биметалла выполняется обычно из углеродистых сталей ВСт3сп5; 20К; марганцовистых сталей 16ГС, 09Г2С, теплоустойчивой хромомолибденовой стали 12ХМ и др. Защитный слой биметалла толщиной 1 – 6 мм выполняют из сталей 08Х13, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т (для особо агрессивных сред), монеля, никеля и др. марок высоколегированных сталей и сплавов.
Для изготовления труб конденсационно-холодильного оборудования находит применение и биметалл: внутренняя часть труб изготовляется из стабилизированной алюминиевой латуни, а наружная часть – из малоуглеродистой стали.
Применение таких труб дает возможность значительно сократить потребление дефицитных медных сплавов.
Для устранения коррозии холодильников и теплообменников легких дистиллятов под действием H2S, NH3, и СО2 с успехом применяются биметаллические трубы (алюминий – латунь). Алюминиевое покрытие трубы играет роль протектора
В таблице 2.9 приведены сведения о двуслойных коррозионностойких листах.
Таблица 2.5 – Рекомендуемые марки листовой стали (ОСТ 26-291-94)
| Марка стали, обозначение стандарта или технических условий | Технические требования | Рабочие условия | Виды испытаний и дополнительные требования | Примечания | |||||||||||
| температура стенки, оС | давление среды, МПа (кгс/см2), не более | ||||||||||||||
| Ст3кп2, Ст3пс2, Ст3сп2 ГОСТ 380—94 ГОСТ 14637—89 | ГОСТ 14637—89 | От + 10 до + 200 | 1,6(16) | ГОСТ 14637—89 | п. 2 | ||||||||||
| От —15 до +350 | 0,07 (0,7) | ||||||||||||||
| Ст3кп2, Ст3пс2, Ст3сп2 ГОСТ 380—94 ГОСТ 14637—89 | ГОСТ 14637—89 | От — 30 до + 550 | — | п. З | |||||||||||
| Ст3сп4, Ст3пс4, СтЗГпс4 ГОСТ 380—94 ГОСТ 14637—89 | ГОСТ 14637—89 | От —20 до + 200 | 5(50) | ГОСТ 14637—89 и полистно при температуре стенки выше 200 °С | пп. 4, 11, 13, 17, 20 | ||||||||||
| СтЗпсЗ, СтЗспЗ, СтЗГпсЗ ГОСТ 380—94 ГОСТ 14637—89 | Св. 0 до + 200 | ||||||||||||||
| Ст3сп5, Ст3пс5, СтЗГпс5 ГОСТ 380—94 ГОСТ 14637—89 | От —20 до +425 | ||||||||||||||
| Ст4сп3 ГОСТ 380—88 ГОСТ 14637—89 | Св. 0 до + 200 | Не ограничено | ГОСТ 14637-89 | пп. 6, 11 | |||||||||||
| Ст3сп, СтЗпс, СтЗГпс категорий 3, 4, 5 в зависимости от температуры стенки ГОСТ 380—94 ГОСТ 14637—89 | Группы 1 и 2 по ТУ 14-1-3023—80 | От —20 до +425 | 5(50) | Т У 14-1-3023—80 | пп. 4, 11, 13 | ||||||||||
| 08кп ГОСТ 1050—88 | ГОСТ 9045—80 | От —40 до +475 | Не ограничено | ГОСТ 9045—80 | п. 7 | ||||||||||
| ГОСТ 1577—81 | Категория 2 по ГОСТ 1577—81 1577—81 | п. 7 | |||||||||||||
| 20К ТУ 14-1-4088—86 | ТУ 14-1-4088—86 | От —20 до + 425 | ТУ 14-1-4088—86, полистно при температуре стенки выше 200° С и п. 2.2.7 ОСТ 26—291—94 | п. 11 | |||||||||||
| 16К, 18К, 20К, 22К категории 5 ГОСТ 5520—79 | ГОСТ 5520—79 | От —20 до + 200 | ГОСТ 5520—79 | пп. 1, 5, 11, 12, 18, 19 | |||||||||||
| 16К, 18К, 20К, 22К категории 3 ГОСТ 5520—79 | Св. 0 до +200 | ||||||||||||||
| 16К, 18К, 20К, 22К категории 18 ГОСТ 5520—79 | ГОСТ 5520—79 | От + 200 до + 475 | Не ограничено | ГОСТ 5520—79 | пп. 1, 5, 11, 12, 18, 19 | ||||||||||
| 16К, 18К, 20К, 22К категории 11 ГОСТ 5520—79 | Oт —20 до + 475 | ||||||||||||||
| 22К ТУ 108.11-543—80 | ТУ 108.11-543— 80 | Oт —20 до + 350 | ТУ 108.11-543—80 | ||||||||||||
| 09Г2С, 10Г2С1 категорий 7, 8, 9 в зависимости от температуры стенки ГОСТ 5520—79 | ГОСТ 5520—79 | Oт —70 до + 200 | ГОСТ 5520—79 | пп. 5, 8, 10, 11, 18 | |||||||||||
| Продолжение таблицы 2.5 | |||||||||||||||
| Марка стали, обозначение стандарта или технических условий | Технические требования | Рабочие условия | Виды испытаний и дополнительные требования | Примечания | |||||||||||
| температура стенки, °С | давление среды, МПа (кгс/см2), не более | ||||||||||||||
| 17ГС,17Г1С,16ГС, 09Г2С, 10Г2С1 категории 6 ГОСТ 5520—79 | ГОСТ 5520—79 | От —40 до +200 | Не ограничено | ГОСТ 5520—79 | пп. 5, 8, 10, 11, 18 | ||||||||||
| 17ГС, 17Г1С, 16ГС, 09Г2С, 10Г2С1 категории 3 ГОСТ 5520—79 | ГОСТ 5520—79 | От —30 до + 200 | Не ограничено | ГОСТ 5520—79 | пп. 5, 11, 18 | ||||||||||
| 17ГС, 17Г1С категории 12 16ГС, 09Г2С, 10Г2С1 категорий 11, 12,17 ГОСТ 5520—79 | От —40 до +475 | пп. 5, 9, 11, 18, 19 | |||||||||||||
| 09Г2С, 09Г2СА ТУ 302.02.122—91 | ТУ 302.02.122—91 | От—70 до + 475 | ТУ 302.02.122—91 | п. 11 | |||||||||||
| 17ГС, 17Г1С, 16ГС, 14Г2, 09Г2С категории 3 ГОСТ 19281—89 | ГОСТ 19281—89 | От —30 до + 200 | ГОСТ 19281—89 | пп. 11, 14, 15, 16, 18, 16, 27 | |||||||||||
| 17ГС, 17Г1С, 16ГС, 14Г2,09Г2С категории 4 ГОСТ 19281—89 | От —40 до +200 | ||||||||||||||
| 17ГС, 17Г1С, 16ГС, 14Г2, 09Г2С категории 4 ГОСТ 19281—89 | От—40 до + 475 | Не ограничено | ГОСТ 19281—89 | пп. 11, 14, 15, 16, 18, | |||||||||||
| 26, 27 | |||||||||||||||
| 09Г2С-ш ТУ 14-1-2072—77 | ТУ 14-1-2072—77 | От —60 до + 450 | ТУ 14-1-2072—77 | п. 11 | |||||||||||
| 09Г2СЮЧ, 09ХГ2СЮЧ ТУ 14-1-5065—91 | ТУ 14-1-5065—91 | От —70 до + 475 | ТУ 14-1-5065—91 | п. 11 | |||||||||||
| 12МХ ГОСТ 20072—74 | TУ 14-1-5093—92 | От —40 до + 540 | ТУ 14-1-5093—92 | — | |||||||||||
| 12МХ ГОСТ 20072—74 | ТУ 14-1-642—73; ТУ 24-10-003—70 | От —40 до + 540 | ТУ 14-1-642—73 ТУ 24-10-003—70 | — | |||||||||||
| 12ХМ ТУ 14-1-642—73, ТУ 24-10-003—70 | От —40 до +560 | ||||||||||||||
| 12ХМ категории 3 ГОСТ 5520—79 | ГОСТ 5520-79 | От —40 до + 560 | ГОСТ 5520—79 | — | |||||||||||
| 12ХМ ТУ 14-1-2304—78 | ТУ 14-1-2304 – 78 | От —40 до + 560 | ТУ 14-1-2304—78 | ||||||||||||
| 12ХМ ТУ 302.02.031—89 | ТУ 302.02.031 – 89 | От —40 до + 550 | ТУ 302.02.031—89 | ||||||||||||
| 08Х18Н10Т ГОСТ 5632—72 | Группа М2б по ГОСТ 7350—77; группы М2а и МЗа по ГОСТ 5582 – 75; ТУ 14-1-31-99 – 81; ТУ 14-1-31-08 – 80 | От — 253 до +610 | Не ограничено | Группа М2б по ГОСТ 7350—77; группы М2а и МЗа по ГОСТ 5582—75; ТУ 14-1-31-99—81; ТУ 14-1-31-08—80 | пп. 21, 25 | ||||||||||
| 08X18H10T, 08Х17Н13М2Т ГОСТ 5632—72 | Группа М2б по ГОСТ 7350—77 | От — 253 до +610 | Не ограничено | ГОСТ 7350—77 | пп. 21, 25 | ||||||||||
| Продолжение таблицы 2.5 | |||||||||||||||
| Марка стали, обозначение стандарта или технических условий | Технические требования | Рабочие условия | Виды испытаний и дополнительные требования | Примечания | |||||||||||
| температура стенки, °С | давление среды, МПа (кгс/см2), не более | ||||||||||||||
| СтЗст4+08Х13 ГОСТ 10855—85 | ГОСТ 10885-85 | От —20 до +200 | 5 (50) | ГОСТ 10885-85 | пп. 1, 3 | ||||||||||
| Ст3сп3+08X13 ГОСТ 10885—85 | Св. 0 до +200 | ||||||||||||||
| Cт3сп5+8Х13 ГОСТ 10885—85 | От —20 до +425 | пп. 1, 3, 5 | |||||||||||||
| Ст3сп4 с плакирующим слоем из сталей марок 12Х18H10T, 08Х18Н10Т, 10Х17H13МЗТ, 10Х17H13М2Т, 10X17Н15M3Т, 06X28MДT Г0СТ l0885—85 | От —20 до +200 | пп. 1, 3 | |||||||||||||
| 08Х18Н10Т ГОСТ 5632—72 | ТУ 14-1-2542—78; ТУ 108-930—80; ТУ 108-1151—82; ТУ 14-1-394—72 | От — 253 до +610 | Не ограничено | ТУ 14-1-2542—78; ТУ 14-1-394—72; ТУ 108-930—80; ТУ 108-1151—82 | — | ||||||||||
| От +610 до + 700 | 5 (50) | ||||||||||||||
| 12X18H9T, 12X18H10T ГOCТ 5632—72 | Группа М2б по ГОСТ 7350—77 | От — 253 до +610 | Не ограничено | Группа М2б по ГОСТ 7350—77 | пп. 21, 22, 25 | ||||||||||
| СтЗспЗ с плакирующим слоем из сталей марок 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 10Х17Н13М3Т, 10Х17Н13М2Т, 08Х17Н15МЗТ, 06ХН28МДТ ГОСТ 10885—85 | ГОСТ 10885—85 | Св. 0 до + 200 | 5 (50) | ГОСТ 10885—85 | пп. 1,3 | ||||||||||
Продолжение таблицы 2.5
| Ст3сп5 с плакирующим слоем из сталей марок 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 10Х17Н13МЗТ, 10Х17Н13М2Т, 08Х17Н15МЗТ, 06ХН28МДТ ГОСТ 10885—85 | ГОСТ 10885—85 | Oт —20 до + 425 | 5(50) | ГОСТ 10885—85 | пп. 1,3,5 |
| 20К-5+08Х13 ГОСТ 10885—85 | Oт —20 до + 200 | Не ограничено | |||
| 20К-3+08Х13 ГОСТ 10885—85 | Oт 0 до +200 | ||||
| 20К-10+08Х13 ГОСТ 10885—85 | Св. 0 до +475 | пп. 1,3 | |||
| 20К-11+08Х13 ГОСТ 10885—85 | ГОСТ10885—85 | Oт —20 до + 475 | Не ограничено | ГОСТ 10885—85 | пп. 1,3 |
| 20К-5 с плакирующим слоем из сталей марок 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 10Х17Н13МЗТ, ЮХ17Н13М2Т, 08Х17Н15МЗТ, 06ХН28МДТ ГОСТ 10885—85 | Oт —20 до + 200 | ||||
| 20К-3 с плакирующим слоем из сталей марок 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 10Х17Н13МЗТ, 10Х17Н13М2Т, 08Х17Н15МЗТ, 06ХН28МДТ ГОСТ 10885—85 | От 0 до + 200 | ||||
| 20К-10 с плакирующим слоем из сталей марок 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 10Х17Н13МЗТ, 10Х17Н13М2Т, 08Х17Н15МЗТ, 06ХН28МДТ ГОСТ 10885—85 | Св. 0 до + 425 | пп. 1,2,3,5 |
Таблица 2.6 – Рекомендуемые состав и размеры стального листового проката
| Основные размеры | Листовой прокат | ||
| Сталь листовая горячекатаная (ГОСТ 19903 – 74) | Сталь листовая холоднокатаная (ГОСТ 19904 – 90) | Сталь листовая горячекатаная двухслойная коррозионностойкая (ГОСТ 10885 – 85) | |
| Ширина | 500 – 3800 | 500 – 2300 | 1200 – 2800 |
| Длина Толщина листа стали: углеродистой обыкновенного качества (ГОСТ 380 – 94) | 1200 – 12000 0,5 – 160 (в листах) 1,2 – 12 (в рулонах) | 1000 – 6000 0,5 – 5 (в листах) 0,5 – 3 (в рулонах) | 2000 – 9400 4 – 160 — |
| Качественной углеродистой низколегированной (ГОСТ 5520 – 79) | 4 – 160 | — | 4 – 160 |
| котельной (ГОСТ 5520 – 79) | 4 – 60 | — | 4 – 160 |
| коррозионностойкой, жаростойкой и жаропрочной | 1,5 – 3,9 (ГОСТ 5582 – 75) 4 – 50 | 0,7 – 3,9 (ГОСТ 5582 – 75) 4 –5 | — |
| (ГОСТ 7350 – 77) | (ГОСТ 7350 – 77) |
Таблица 2.7 – Рекомендуемые размеры листовой горячекатаной стали, мм
| Толщина | Ширина | Длина | Толщина | Ширина |
| В листах | В рулонах | |||
| 0,4-0,6 | 500-1000 | 750-2000 | 1,2-12,0 | 500-630 |
| 0,63-0,75 | 500-1250 | 710-2500 | 1,5-12,0 | 650-950 |
| 0,8-0,9 | 500-1250 | 710-2500 | 1,2-12,0 | 1000-1250 |
| 1,0 | 600-1250 | 1420-2500 | 1,5-12,7 | 1400-1500 |
| 1,2-1,4 | 600-1250 | 1420-3000 | 3-12 | 1600-1800 |
| 1,5-1,8 | 600-1500 | 1420-6000 | 6-10 | 1900-2000 |
| 2,0-2,8 | 600-1500 | 1420-6000 | 7-10 | 2100-2200 |
| 3,0-3,9 | 600-1800 | 1420-<>000 | ||
| 4,0-5,6 | 600-1800 | 1420-6000 | ||
| 6,7-7,0 | 760-2000 | 2000-7000 | ||
| 8-10 | 710-2500 | 2000-12000 | ||
| 11-12 | 1000-2500 | 2000-12000 | ||
| 13-25 | 1000-2800 | 2500-12000 | ||
| 26-40 | 1250-3600 | 2500-12000 | ||
| 42-160 | 1250-3800 | 2500-9000 |
Таблица 2.8 – Рекомендуемые размеры листовой холоднокатанной стали, мм
| Толщина | Ширина | Длина | Толщина | Ширина |
| В листах | В рулонах | |||
| 0,35-0,5 | 500-1100 | 1000-3000 | 0,5-3,0 | 500-1000 |
| 0,55-0,65 | 500-1250 | 1000-3500 | 0,55-3,0 | 1100-1250 |
| 0,7-0,75 | 500-1420 | 1000-4000 | 0,7-3,0 | |
| 0,8-1,0 | 500-1500 | 1000-4000 | 0,7-2,5 | |
| 1,1-1,3 | 500-1800 | 1000-4200 | 0,8-2,5 | |
| 1,4-2,0 | 500-1800 | 1000-6000 | 1,1-2,5 | 1600-1800 |
| 2,2-3,2 | 500-2300 | 1000-6000 | 2,1-2,5 | 1900-2300 |
| 3,5-3,9 | 250-2300 | 2000-4750 | ||
| 4,0-5,0 | 1250-2300 | 3000-4500 |
Таблица 2.9 – Листы двухслойные коррозионностойкие
| Общая толщина листов, мм | Толщина коррозион-ностойкого слоя, мм | Общая толщина листов, мм | Толщина коррозион-ностойкого слоя, мм |
| 4 4,5 6; 7 8;9;10;11;12;13; 14;15 16; 17; 18; 19,20; 21 | 0,7—1,1 0,8—1,2 1,0—1.8 2,0—3,0 2,5—3,1 | 22;24;25;26 28; 30 32;34;36;38 40;42;45;48; 50;52;55;60 | 3,0-4,0 3,5-5,0 4,0-6,0 |
| Примечание. В двухслойной стали, изготовленной электрошлаковой сваркой, промежуточный слои относится к основному. Длина и ширина двухслойных листов соответствуют ГОСТ 19903-74 |
Таблица 2.10 – Десятибалльная шкала коррозионной стойкости
| Группа стабильности | Скорость коррозии металла, мм/год | Балл |
| Совершенно стойкие | 0,001 | |
| Весьма стойкие | 0,001 до 0,005 | |
| 0,005 » 0,01 | ||
| Стойкие | 0,01 » 0,05 | |
| 0,05 » 0,1 | ||
| Пониженностойкие | 0,1 » 0,5 | |
| 0,5 » 1,0 | ||
| Малостойкие | 1,0 » 5,0 | |
| 5,0 » 10,0 | ||
| Нестойкие | 10,0 |