Металлы и цены

Душа металлических поверхностей

Статья опубликована в номере 8 (162)-2008

Поиск по статьям

Использование нержавеющих труб давно вышло за рамки их раннего предназначения. И сегодня, наряду с выполнением ответственных функций — работе в сложнейших машинах и механизмах, ядерных реакторах и нефтеперекачивающих станциях, нержавеющая сталь все шире используется в архитектуре, пищевой промышленности и в быту.
Потребление нержавеющих труб в нашей стране растет, но… производство пока не готово к удовлетворению спроса. Значит — растет импорт.

Нержавеющая сталь: мировое производство

По данным Международного форума нержавеющей стали (ISSF), производство этого материала в мире в 2007 году составило около 30 млн. тонн. Динамика роста выпуска в 2006 г. составила +16% к 2005 г., в прошлом году — чуть меньше. Но все равно, объемы выпуска растут хорошими темпами. Лидером роста производства является Китай, где к 2010 году планируется довести производственные мощности до 9 млн. тонн.

Стабильный рост наблюдается и в секторе выпуска труб из нержавеющей стали, занимающего по некоторым данным около 25-30% в общем объеме «нержавейки». В 2003-2007 годах среднегодовой темп роста мирового рынка нержавеющих труб в натуральном измерении составил около 6,5%. В течение следующих лет прогнозируется некоторое сокращение темпов роста рынка, но при этом ожидается сохранение позитивной динамики его развития.

Согласно оценке аналитических компаний, доля специальных сталей и сплавов в мире (без учета конструкционных сталей) составляет около 2,8% от общего объема производства стальной продукции или около 31,3 млн. тонн. На долю коррозионностойкой (нержавеющей) стали приходится около 78% от общего объема производства специальной стали, доля подшипниковой стали составляет около 16%, на инструментальную сталь приходится около 5%, менее 1% — на жаропрочную.

Химический состав и свойства нержавеющей стали

Нержавеющая сталь — сложнолегированная сталь, стойкая к образованию ржавчины в атмосферных условиях и коррозии в агрессивных средах. Основной легирующий элемент нержавеющей стали — хром (Cr), его содержание, в зависимости от получения желаемых свойств стали, находится в пределах 10,5-20%. Кроме того, нержавеющие стали содержат другие элементы — С, Si, Mn, S, Р, а также элементы, вводимые в сталь для придания ей необходимых физико-механических свойств и коррозионной стойкости — Ni, Mn, Ti, Nb, Co, Mo. Чем выше содержание Cr в стали, тем выше её сопротивление коррозии. При содержании Cr более 12% сплавы являются нержавеющими в обычных условиях и в слабоагрессивных средах, более 17% — коррозионностойкими и в более агрессивных окислительных средах, в частности в азотной кислоте крепостью до 50%. А, например, в сильных кислотах (серной, соляной, плавиковой, фосфорной и их смесях) высокую коррозионную стойкость показывают сложнолегированные нержавеющие стали и сплавы с высоким содержанием Ni с присадками Mo, Cu, Si в различных сочетаниях.

Другие элементы в сплаве, например молибден и азот, улучшают его сопротивляемость к окислению в активной среде. Но некоторые среды являются причиной постоянного разрушения защитного слоя нержавеющей стали.
В настоящее время класс нержавеющих стальных сплавов насчитывает более 100 типов сталей, различающихся по наличию в составе дополнительных элементов и обладающих различными качествами.
Коррозионная стойкость нержавеющей стали объясняется тем, что на ее поверхности образуется тончайшая защитная пленка окислов или др. нерастворимых соединений. Причем образующийся защитный слой очень устойчив и даже после механического или химического повреждения быстро приобретает свой прежний вид.

Кроме антикоррозийных свойств нержавеющая сталь имеет и целый ряд других преимуществ, в том числе она долговечна, жаропрочна, легко обрабатывается. Разнообразие изделий из нержавеющей стали (лист, труба, профиль, пруток, уголок, сетка) и большой выбор видов поверхности (шлифованная, полированная, матовая, декоративная, а также цветные поверхности) позволяют использовать нержавеющую сталь практически во всех хозяйственных отраслях.

Виды нержавеющих сталей

По химическому составу нержавеющие стали подразделяются на хромистые, хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые (более 100 марок).
По структуре хромистые нержавеющие стали подразделяются на мартенситные, полуферритные и ферритные. Наилучшую стойкость против коррозии имеют хромистые нержавеющие стали мартенситного типа в полированном состоянии.

Хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые нержавеющие стали делятся на аустенитные, аустенитно-ферритные, аустенитно-мартенситные и аустенитно-карбидные.
Различают аустенитные нержавеющие стали, склонные к межкристаллитной коррозии, и, так называемые, стабилизированные — с добавками Ti и Nb, а также с уменьшенным содержанием углерода (до 0,03%).
Стабилизированные аустенитные нержавеющие стали применяются для изготовления сварной аппаратуры, работающей в агрессивных средах (при этом после сварки термическая обработка не обязательна). В качестве жаростойкого и жаропрочного материала эти стали используются для изготовления изделий, подвергающихся воздействию температур 550-800°С.

Стали, склонные к межкристаллитной коррозии, после сварки, как правило, подвергаются термической обработке (для деталей, сваренных точечной или роликовой сваркой, термическая обработка не требуется).
Для высоконагруженных элементов конструкций, работающих при повышенных температурах (до 550°С), применяются так называемые мартенситно-стареющие нержавеющие стали аустенитно-мартенситного типа, обладающие значительной прочностью (sb = 1200-1500 Мн/м2, или 120-150 кгс/мм2), высокой вязкостью и хорошей свариваемостью. Нержавеющие стали используются как в деформированном, так и в литом состоянии.

Области применения нержавеющей стали

Нержавеющая сталь широко используется для изготовления пищевого оборудования, посуды, оборудования для предприятий общественного питания. В частности, применение нержавеющих сталей в пищевой промышленности регламентируется конкретными требованиями, касающимися смываемости тяжелых металлов с оборудования, которое находится в постоянном контакте с пищевыми продуктами. Согласно европейским нормам количество хрома и никеля, смываемого с нержавеющей стали в стандартном тесте ISO 6486/1 составляет максимум 2 мг/дм3. Марками нержавеющей стали используемыми в пищевой промышленности являются AISI 304 и AISI 316. Огромное значение в пищевой промышленности имеет хороший вид поверхности, для этого обычно достаточно стандартной поверхности 2В, но иногда бывает необходима полировка.

Практически все емкости, баки, реакторы, трубы и иное оборудование химической промышленности изготовлены из аустенитной нержавеющей стали. Минимально-допустимой маркой здесь является AISI 316L, часто используются сталь с содержанием молибдена до 6%. Выбор марки нержавеющей стали — трудная задача, требующая глубоких знаний материала.

Большая часть оборудования, используемого в целлюлозно-бумажной промышленности также изготовлена из нержавеющей стали. Применяется здесь марка стали AISI 316, а также сталь с содержанием молибдена 3-6%. Современные предприятия и заводы этой отрасли используют 3-5 тыс. тонн нержавеющей стали в год.

Транспортная промышленность — это огромный потребительский рынок нержавеющей стали. Контейнеры из нержавеющей стали, пригодные для перевозок как пищевых продуктов, так и других грузов, широко используются в настоящее время, обеспечивая сохранность и безопасность грузов. Для их изготовления используется марка стали AISI 316L.

В автомобилестроении нержавеющая сталь используется при изготовлении катализаторов и выхлопных труб. Применяются ферритные и аустенитные марки, на один автомобиль необходимо 10-20 кг нержавеющей стали.
Нержавеющую сталь в строительстве и архитектуре начали применять относительно недавно. Тем не менее, она была использована при строительстве и дизайне крупнейших торговых центров — La Defense в Париже, Canary Wharf в Лондоне, Sony Center в Берлине, Petronas Towers в Куала Лумпур и др. Декоративные нержавеющие листы, матовые, зеркальные, шлифованные трубы отлично подходят для отделки внутренних интерьеров, фасадов, декоративных элементов. Трубы из нержавеющей стали используются в качестве материала для перил, оформления окон и дверных проемов, а также при изготовлении оборудования для ресторанов, офисов, станций метро, из них производится мебель. В комбинации нержавеющей стали и стекла, дерева, камня получаются красивые и элегантные изделия, имеющие огромный период эксплуатации.

Сегодня трубы из нержавеющей стали почти повсеместно присутствуют в конструкциях бетонных оснований зданий, в несущих конструкциях. Занял свое место и архитектурный стиль хай-тек с его функциональностью и изысканной эстетикой. Можно перечислить массу зданий по всему миру, являющихся образцом современного применения нержавеющей стали. Это — здание Культурного центра Уолта Диснея в Лос-Анджелесе, музей Гуггенхайма в испанском Бильбао и здание Commerzbank во Франкфурте и другие.

Первые виды нержавеющей стали появились лишь накануне Первой мировой войны. Германские стальные магнаты — семья Крупп — запатентовали сталь, содержащую хром и никель. В Санкт-Петербурге сохранился один из крупповских шедевров: огромный сейф находится в недрах Промышленно-строительного банка (ВТБ) на Невском пр., 38.

Потребление и производство труб из нержавеющей стали

Прогнозный темп увеличения объемов потребления нержавеющих труб в мире в период 2008-2011 годов составит около 4%. Например, только объем рынка бесшовных нержавеющих труб специалисты оценивают в странах СНГ — на уровне 25 тыс. тонн в год, Западной Европы — 71 тыс. тонн, Северной Америки — 43 тыс. тонн и рынок Азии — 105 тыс. тонн.

На мировом рынке существует целый ряд крупнейших компаний, занимающих более 50% от всего объема производства. Отметим, что в число этих предприятий, после Sandvik, Tubacex SA, Sumitomo Metals, DMV, входит и украинская Сентравис (пятое место). Специалисты отмечают, что на протяжении последних лет существует тенденция к некоторому сокращению удельного веса перечисленных крупнейших производителей в структуре мирового производства нержавеющих труб. Так, на протяжении 2003-2007 годов этот показатель сократился с 66% до 57%. Отметим, что в Европе производство нержавеющих труб сокращается — за счет закрытия плавильных мощностей английского филиала Outokumpu Stainless в Шеффелде и немецкого TKS Nirosta в Крефелде (всего — около 700 тыс. тонн). Напротив, целый ряд китайских компаний, среди которых Taiyuan Iron and Steel, существенно увеличивают рост.
Российский объем потребления нержавеющих труб в настоящее время превышает 43 тыс. тонн, из них — около 22 тыс. тонн приходится на сварные нержавеющие трубы и около 21 тыс. тонн — на бесшовные. Всего же общая потребность России в нержавеющем металле (прокат, трубы и др.) составляет примерно 280-300 тыс. тонн. По данным департамента науки и промышленной политики Москвы, из-за низкого уровня отечественного производства нержавеющих труб, Россия сегодня импортирует 80% этого вида продукции. Оcновными поставщиками являются страны Евросоюза (около 42%) и страны Азиатского региона (около 32%).

Основная доля российского импорта нержавеющих труб приходится на Центральный и Северо-западный регионы России — на Санкт-Петербург и Москву — в сумме эти регионы импортируют более 70% всего объема нержавеющих труб.
Одним из основных поставщиков нержавеющих труб на таможенную территорию России является Украина. В частности, по итогам 2007 г. украинская Centravis реализовала в России около 4,5 тыс. тонн своей продукции. Другой производитель — «Интерпайп НТК» — поставил в РФ в 2007 г. около 700 тонн нержавеющих труб.

Фонд развития трубной промышленности (ФТРП) в своих исследованиях отмечает, что существенно возрос рост поставок нержавеющей продукции из Китая. Доля этой страны на рынке РФ в 2007 г. приблизилась к 30%. Однако, ряд специалистов полагает, что невысокая емкость российского рынка не позволяет рассматривать его как «целевой рынок»для китайских производителей нержавеющей стали.

Российские производители не справляются с ростом потребления нержавеющей стали. В частности, объем отгрузок нержавеющих труб отечественными компаниями на внутренний рынок по итогам 2006 года составит 14,5 тыс. тонн, из них -2140 тонн нержавеющих сварных труб и 12316 тонн нержавеющих бесшовных труб. В 2007 году доля отгрузок нержавеющих труб несколько увеличилась, но до полного удовлетворения спроса пока далеко.
Из отечественных производителей нержавеющей трубной продукции назовем Челябинский металлургический комбинат, входящий в группу «Мечел» и выпускающий около 35-39% от общего объема выпускаемой в России специальной стали. В 2007 году ВМЗ «Красный Октябрь» (предприятие холдинга «РусСпецСталь») по объему производства нержавеющей стали вышел на второе место в России (2006 — 5 место). Еще одно ведущее предприятие отрасли — ОАО «Первоуральский новотрубный завод» (г. Первоуральск, Свердловская область). Завод производит около 25 000 типоразмеров труб и трубных профилей из 200 марок углеродистых, легированных и нержавеющих сталей по 34 российским и 25 иностранным стандартам. Нержавеющие трубы производят компании ОАО «Северсталь» (г. Череповец), ОАО «Синарский Трубный завод» (АО «СинТЗ» г. Каменск-Уральский, Свердловская область), ОАО «Челябинский трубопрокатный завод», ОАО «Златоустовский металлургический завод», ОАО «Волжский трубный завод», Завод «Серп и Молот» (г. Москва), ОАО «Филит» (г. Москва) и др.

Отметим, что отечественные компании инвестируют средства в наращивание производства нержавеющих труб. В частности, УК«ЭСТАР» в 2007 году организовало на своих предприятиях производственную кооперацию по выпуску тонкостенных электросварных нержавеющих труб (ферритного класса) для стройиндустрии мощностью 18 тыс. тонн в год с участием: Златоустовского металлургического завода (производство слябов), Новосибирского металлургического завода (производство нержавеющих штрипсов), Волгоградского завода труб малого диаметра (трубоэлектросварочный стан). Другой производитель — группа компаний «Ариной», запустила производство электросварных нержавеющих труб с мощностью производства — 4,5 тыс. тонн в год.

Тенденции потребительского фокуса

Во многом спрос на различные виды нержавеющей стали определяется высокой и колеблющейся ценой на никель. Специалисты отмечают, что наблюдается тенденция смещения внимания на продукцию с более стабильной ценой, продвижение ферритных марок стали с низким содержанием никеля, а также расширение производства и применения труб из феритно-аустенитных марок стали. По мнению аналитиков, именно поиск и применение новых марок сталей, включая с низким содержанием никеля, станет основным трендом ближайших 2-3 лет. При этом специалисты предсказывают сохранение темпов потребления нержавеющей стали в долгосрочной перспективе на уровне около 9% в год.
Отметим, что отечественные предприятия в настоящее время успешно конкурируют с импортной продукцией только в сегменте нержавеющей стали с титаном (321 я марка), которая занимает всего 20% импорта. И практически не занимают нишу 304 й марки нержавеющей стали, которая составляет 48% в импортной продукции. Специалисты полагают, что освоение 304 й марки стали позволит национальным производителям выйти на новый сегмент российского рынка и несколько потеснить зарубежных конкурентов.

Эксперты считают, что значительную часть рынка нержавеющих труб должны занять экономно никелевые стали с аустенитно-мартенситной структурой (содержание никеля от 2 до 6%). Этот тип сталей характеризуется гораздо большей прочностью, чем никелевые стали, что позволяет экономить на толщине стенки и снизить материалоемкость изделий в 1,5-2 раза. Кроме того, коррозионная стойкость таких сталей находится в диапазоне между характеристиками сталей типа AISI304 и AISI 316, что допускает их широкое применение. Трубы с содержанием никеля менее 2% будут максимально востребованы в строительстве, нефтегазовой промышленности и энергетике. В настоящее время разработаны перспективные марки сталей на основе системы 12Cr -1,5Ni с дополнительным легированием марганцем, алюминием, кремнием и ванадием (ниобием), демонстрирующие аномально высокую вязкость до температур -70°С и отличную свариваемость в любых условиях. Это — идеальный тип массовых труб для российской промышленности.

Потребление нержавеющей стали на душу населения в России пока во много раз отстает от уровня европейских стран. Но просматривается позитивная тенденция, заключающаяся в увеличении спроса нержавеющей стали в отраслях, где она исторически не использовалась. Например, — в архитектуре, оформлении фасадов зданий. Поэтому с развитием строительного сектора можно ожидать роста потребления нержавеющей стали и в нашей стране.

Н. Александров
По материалам Metal Bulletin,
журнала«Мир металла»,
сайтов rustrubprom.ru, centravis.com, rusmet.ru, news.ugmk.info